【正文】 社會(huì) 三次能源革命 能源與可持續(xù)發(fā)展 能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的方向性 能源與環(huán)境 開(kāi)發(fā)新能源 能源與環(huán)境能源與環(huán)境比如冰箱里的熱量不會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)移到外部，而必須消耗其 他的能量（電能）才能把熱量轉(zhuǎn)移出來(lái)使變相內(nèi)部變冷． 6 A．根據(jù)能量的守恒定律，能源的利用率應(yīng)該是 100% B．由于能量不會(huì)消滅，也不會(huì)創(chuàng)生，總是守恒的，所以節(jié)約能源意義不大 C．節(jié)約能源只要提高節(jié)能意識(shí)就行，與科技進(jìn)步無(wú)關(guān) D．在能源的利用中，總會(huì)有一部分能源未被利用而損失掉 闖關(guān)點(diǎn)撥 本題的考查涉及到能量轉(zhuǎn)化的基本規(guī)律和可持續(xù)發(fā)展問(wèn)題 析 能源的使用在任何情況下都不可能達(dá)到理想狀態(tài)，做到?jīng)]有任何損失．雖遵從能量守恒定律，但它指的是損失部分和被利用部分總和與原來(lái)能源總量相等，所以選項(xiàng) A 錯(cuò)；根據(jù)能量轉(zhuǎn)化的規(guī)律，能量在轉(zhuǎn)化時(shí)，在遵循能量轉(zhuǎn)化和守恒定律 的同時(shí)，能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移還具有方向性．在利用能源的過(guò)程中總會(huì)有一部分能量轉(zhuǎn)化成熱散失在周?chē)h(huán)境中，這些能量雖然還在自然界中，但卻無(wú)法轉(zhuǎn)化為其他形式的能，因而很難或無(wú)法再利用．所以，能量經(jīng)轉(zhuǎn)化后，可利用的能，只可能減少，不可能增加，因此節(jié)能的意義重大；同時(shí)，只有節(jié)能意識(shí)是不夠的，必須利用科技進(jìn)步提高能源利用率，不斷開(kāi)發(fā)新能源，以滿(mǎn)足人類(lèi)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的需要．所以選項(xiàng) B、 C 錯(cuò)． 答 選 D 例 2 學(xué)習(xí)了“能源和能量守恒“的有關(guān)知識(shí)后，連云港市某班就該市利用和開(kāi)發(fā)能源問(wèn)題展開(kāi)了熱烈討論，提出了如下幾條建議和設(shè) 想，其中永遠(yuǎn)做不到的是（ ） A． 目前該市利用的能源主要是煤，應(yīng)著力研究如何使煤充分燃燒以及減少熱量損失的措施 B． 正在該市建設(shè)的田彎核電站，將解決該市乃至華東地區(qū)的電力緊張問(wèn)題，但在輸電過(guò)程中能量損失嚴(yán)重．若能用超導(dǎo)體輸電，將大大提高輸電效率 C． 連云港市位于黃海之濱，應(yīng)盡早研究開(kāi)發(fā)海洋能 D． 連云港市位于黃海之濱，應(yīng)發(fā)明一種能把海水里的內(nèi)能全部自行轉(zhuǎn)化成我們所需要的機(jī)械功的機(jī)器 闖關(guān)點(diǎn)撥 能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移具有方向性，海水里 D 的內(nèi)能不可能自行轉(zhuǎn)化成機(jī)械能． D選項(xiàng)所提的設(shè)想是永遠(yuǎn)做不到的． 答 選 D 題型二 認(rèn)識(shí)到能源消耗對(duì)環(huán)境的影響，并有環(huán)保意識(shí) 例 1 寒冷的冬天，溫室里鮮花盛開(kāi)。 （題型一） 3．下列能源中 ，不來(lái)源于太陽(yáng)能的是（ ） （題型一） A．石油 B．天然氣 C．江河水流能 D．核能 4．太陽(yáng)能來(lái)自于（ ） （題型一） A．反射其它恒星的能量 B．裂變 C．鏈?zhǔn)椒磻?yīng) D．聚變 綜合提高訓(xùn)練 1．人類(lèi)利用太陽(yáng)能的過(guò)程就是把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為其它形式能的過(guò)程。 題型二 通過(guò)實(shí)例，了解利用太陽(yáng)能的優(yōu)點(diǎn) 例 楊洋同學(xué)家原來(lái)是用液化石油氣燒水的 (每天至少用 65℃ 的熱水100kg)，參加 “ 探究性學(xué)習(xí) ” 活動(dòng)后，在老 師的指導(dǎo)和同學(xué)們的幫助下，制作了一臺(tái)簡(jiǎn)易的太陽(yáng)能熱水器 .這臺(tái)熱水器 6月份平均每天可將100kg水從 15℃ 升高到 65℃. (1)若液化石油氣的熱值為 10 7J/kg，改用太陽(yáng)能熱水器后， 6月份平均每天可節(jié)約液化石油氣多少千克？ [液化石油氣燃燒放熱的 70%被水吸收 ， C 水 =10 3J/(kg研究工作初期，以重?fù)诫s非活性硅為襯底。目前電池達(dá)到的水平見(jiàn)表 1。 ⑴高效晶體硅太陽(yáng)電池 光電中心高效晶體硅太陽(yáng)電池研究開(kāi)發(fā)項(xiàng)目有鈍化發(fā)射區(qū)太陽(yáng)電池 (PESC)、埋柵太陽(yáng)電池 (BCSC)及多晶硅太陽(yáng)電池。 （題型二） 8．到 2020 年我國(guó)核電站的總功率可達(dá) 3000～ 5000 萬(wàn)千瓦，年發(fā)電量可達(dá)1500～ 2500 億千瓦時(shí)。它們工作的過(guò)程相同嗎？它們有什么異同點(diǎn)？ （題型二） 7．俄羅斯的切爾諾貝利的核電站 事故造成的輻射污染波及了白俄羅斯、俄羅斯及烏克蘭的大片領(lǐng)土。你能說(shuō)出我國(guó)正在使用的一個(gè)核電站嗎？ _________________________。 （題型一） 4．站在陽(yáng)光下，會(huì)感覺(jué)到暖洋洋的，這個(gè)能量主要來(lái)自于 _____________，它能夠不斷地向外放出能量是靠 ______________。為了有效、和平利用核裂變時(shí)所產(chǎn)生的能量，科學(xué)家們研制成了_______________，從而使鏈?zhǔn)椒磻?yīng)可以在人工的控制下緩慢進(jìn)行。 你知道原子彈為什么會(huì)突然放出那么大的能量的呢？隨后， 1967 年 6 月 17 日上午 8 時(shí) 20 分，我國(guó)西部地區(qū)新疆羅布泊上空，我國(guó)第一顆氫彈爆炸試驗(yàn)獲得完全的成功 ，氫彈和原子彈的原理相同嗎？ 智 能 提 要 問(wèn)： 怎樣認(rèn)識(shí)核電站？ 答：核電站與其他類(lèi)的發(fā)電廠(chǎng)（如火力發(fā)電廠(chǎng)）的不同點(diǎn)，僅僅是汽輪發(fā)電機(jī)所用蒸汽產(chǎn)生的方法、“燒”的燃 料不同而已． 核電站“燒”的核燃料，是只有小手指的 31 大小的核燃料芯塊，而它所釋放出來(lái)的能量就相當(dāng)于 10t 優(yōu)質(zhì)煤完全燃燒放出的內(nèi)能． 反應(yīng)堆工作時(shí)釋放出大量的內(nèi)能使水汽化，蒸汽推動(dòng)汽輪發(fā)電機(jī)發(fā)電，實(shí)現(xiàn)了核能向電能的轉(zhuǎn)化，這就是核電站的作用． 問(wèn)： 核電站會(huì)像原子彈那樣發(fā)生爆炸嗎？ 答：核電站和原子彈都是應(yīng)用鏈?zhǔn)椒磻?yīng)將核能轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌问降哪艿难b置．不同的是：原子彈對(duì)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)過(guò)程不加控制，在極短的時(shí)間內(nèi)放出巨大的能量，引起威力強(qiáng)大的爆炸；而核電站重的核反應(yīng)堆是使鏈?zhǔn)椒磻?yīng)在 人工控制下緩慢地進(jìn)行的． 核電站的核燃料重有效成分有鈾 235，鈾 235 同樣也是原子彈中的核炸藥，那么核電站會(huì)不會(huì)像原子彈那樣爆炸呢？不必?fù)?dān)心，絕沒(méi)有這種可能性！ 核電站的核燃料中鈾 235 的含量約為 3%，而原子彈中核炸藥中的鈾 235含量高達(dá) 90%以上，正像啤酒和白酒都含有酒精，白酒因酒精含量高可以點(diǎn)燃，而啤酒則因酒精含量低卻不能點(diǎn)燃一樣． 應(yīng)該看到，原子彈是一項(xiàng)高科技產(chǎn)品，形成核爆炸有非常嚴(yán)格的條件．原子彈必須用高濃度的鈾 235 或钚 239 作核裝料，并以一套精密復(fù)雜的系統(tǒng)引爆高能烈性炸藥，利用爆炸力 在瞬間精確地改變核裝料的形狀或位置，才能形成不可控制的鏈?zhǔn)搅炎兎磻?yīng)，發(fā)生核爆炸．這種苛刻的條件，在核電站里是不可能有的． 目前我國(guó)所采用的壓水型反應(yīng)堆的設(shè)計(jì)原理就具有內(nèi)在安全的特性，更何況核反應(yīng)堆還有多重的安全保護(hù)系統(tǒng)，確保反應(yīng)堆不會(huì)失控． 中 考 擷 要 本節(jié)內(nèi)容也是新課程新增的知識(shí)，以前的中考中沒(méi)有出現(xiàn)過(guò)．按照中考新考綱的要求，主要是要了解核能的優(yōu)點(diǎn)和可能帶來(lái)的問(wèn)題． 智 能 拓 展 核能的本質(zhì) 質(zhì)子、中子依靠強(qiáng)大的核力緊密地結(jié)合在一起，因此原子核十分牢固，要使它們分裂或重新組合是極其困難的．但是 ，一旦使原子核分裂或聚合，就可能釋放出驚人的能量，這就是核能．那么核能是從哪兒來(lái)的呢？ 在居里夫人發(fā)現(xiàn)鐳以后不久，物理學(xué)家盧瑟福就指出，放射性元素在釋放看不見(jiàn)的射線(xiàn)后，會(huì)變成別的元素，在這個(gè)過(guò)程中，原子的質(zhì)量會(huì)有所減輕．那么，這些失蹤了的質(zhì)量到哪里去了呢？大科學(xué)家愛(ài)因斯坦 1905年在提出相對(duì)論時(shí)指出，物質(zhì)的質(zhì)量和能量是同一事物的兩種不同形式，質(zhì)量可以消失，但同時(shí)會(huì)產(chǎn)生能量．兩者之間有一定的定量關(guān)系；轉(zhuǎn)化成的能量 E等于損失的質(zhì)量 m乘以光速 c的平方，即 2mcE? ．由于光速是一 個(gè)非常大的數(shù)值，因此極小量的質(zhì)量變化可以轉(zhuǎn)化為極大的能量，這就是核能的本質(zhì)． 當(dāng)較重的原子核發(fā)生裂變時(shí)會(huì)發(fā)生質(zhì)量虧損，損失的質(zhì)量轉(zhuǎn)換成巨大的能量．例如， 1945 年在日本廣島上空爆炸的原子彈，重 440kg， 鈾 235含量為 45kg，而其中僅有 1kg 發(fā)生核裂變反應(yīng)，反應(yīng)中又僅有 1g 的質(zhì)量轉(zhuǎn)化成能量，但它的威力卻相當(dāng)于 16萬(wàn)噸黃色炸藥發(fā)生爆炸，瞬間摧毀了整個(gè)城市，并造成十幾萬(wàn)人當(dāng)場(chǎng)死亡． 智 能 歸 例 題型一 知道核能的概念，知道獲得核能的兩種途徑 例 1 下列關(guān)于核能的說(shuō)法正確的是（ ） A．物質(zhì)是由原子構(gòu)成的，原子中有原子核，所以利用任何物質(zhì)都能得到核能 B．到目前為止，人類(lèi)獲得核能有兩種途徑，即重核裂變和輕核聚變 C．原子彈和氫彈都是利用原子核裂變和聚變的原理制成的 D．自然界只有在人為的條件下才會(huì)發(fā)生裂變 闖關(guān)點(diǎn)撥 核能是人們?cè)诮鼛资昀锇l(fā)現(xiàn)和利用的新能源．雖然各種物質(zhì)名稱(chēng) 主要用途 是否二次能源 是否可再生能源 使用量（填上單位） 單價(jià) 總價(jià) /元 電能 家用電器、照明 265 /kW 1 第 17 章 能源與可持續(xù)發(fā)展 17． 1 能源家族 中 國(guó)能源資源的現(xiàn)狀是人均能源占有量極低，優(yōu)質(zhì)能源資源（石油、天然氣等）嚴(yán)重短缺，能源結(jié)構(gòu)不合理。 h 液化氣 燒飯做菜 /m3 汽油 小汽車(chē)用油 126 /L 太陽(yáng)能 熱水器 / / / 名稱(chēng) 主要用途 是否二次能源 是否可再生能源 使用量（填上單位） 單價(jià) 總價(jià)/元 電能 家用電器、照明 103 /kW核裂變除了可以用于發(fā)電外，在軍事上還可以做成威力強(qiáng)大的 ______________。 （題型一） 5．受控核聚變的核能作為一種新的能源，具有顯著的優(yōu)點(diǎn)：一是____________________________；二是 _____________________________。 （題型二） 3．在利用核能發(fā)電時(shí)，是把 ________________能轉(zhuǎn)化為 _______________能。各類(lèi)輻射病、癌癥、神經(jīng)緊張、居民被迫疏散等后斯影響還深深的留在人們的心中。如果用煤來(lái)發(fā)電（設(shè)火電站效率為30％）將要用煤多少呢？若一個(gè)煤礦每年產(chǎn)煤 500萬(wàn)噸，需要多少這樣的煤礦？ （題型二） 17． 3 太陽(yáng)能 如 圖 162 太陽(yáng) 是一個(gè)大“火球”，它的能量是從何而來(lái)的呢？地球上的物體在太陽(yáng)的照射下繁衍生息，自然界有利用太陽(yáng)能的實(shí)例嗎？ 智 能 提 要 問(wèn)： 太陽(yáng)能有哪些優(yōu)點(diǎn)？ 答：太陽(yáng)能的主要優(yōu)點(diǎn)：十分巨大，供應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)久，分布廣闊，獲取方便，使