【正文】 觀(guān)的角度．宏觀(guān)的生物力能學(xué)從整個(gè)體系的能量形式和變化進(jìn)行研究，而不追究體系本身結(jié)構(gòu)的變化細(xì)節(jié)．微觀(guān)的生物力能學(xué)把能量狀態(tài)及變化和分子的結(jié)構(gòu)于運(yùn)動(dòng)結(jié)合在一起，具體研究能量從吸收到利用的全過(guò)程，這類(lèi)研究對(duì)于弄清一個(gè)具體體系中的能量傳遞過(guò)程具有重要意義． 太陽(yáng)能電池的開(kāi)發(fā) 太陽(yáng)能電池是一種有效地稀收太陽(yáng)能輻射并使之轉(zhuǎn)化為電能的半導(dǎo)體電子器件。 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。實(shí)驗(yàn)中采用的材料為區(qū)熔 (FZ)、 p型 (摻硼 )[100]單晶硅，電阻率 ?? 0． 2～ 1． 2? cm，厚度 t=280～ 350? m，雙面拋光。目前電池達(dá)到的水平見(jiàn)表 1。 光電中心采用快速熱化學(xué)氣相沉積 (RTCVD)、等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)和 aSi／ ucSi迭層電池等不同工藝對(duì)多晶硅薄膜太陽(yáng)電池進(jìn)行了研究。研究工作初期，以重?fù)诫s非活性硅為襯底。 闖關(guān)點(diǎn)撥 太陽(yáng)是一個(gè)巨大的天然能源，人類(lèi)時(shí)刻離不開(kāi)它，利用太陽(yáng)能主要有四種渠道，其中被直接就有三種：太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，如太陽(yáng)灶、太陽(yáng)能熱水器等，太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能如太陽(yáng)能電池；太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，如植物通過(guò)太陽(yáng)進(jìn)行光合作用，生長(zhǎng)糧食、水果等為人類(lèi)提供豐富的食物。 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℃ ) 100kg (65℃ 15℃ ) = 107J 由題意得 = (2)優(yōu)點(diǎn)有：①無(wú)污染 ②安全 ③光能取之不盡 說(shuō)明：此問(wèn)答案多種，只要回答合理均正確 . 智 能 訓(xùn) 練 基礎(chǔ)知識(shí)訓(xùn)練 1．關(guān)于太陽(yáng)能的轉(zhuǎn)化：太陽(yáng)把空氣和地面曬熱，太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為 ________，曬熱的空氣上升，空氣流動(dòng)形成風(fēng)，又轉(zhuǎn)化為 _________；太陽(yáng)使地面上一部分水蒸發(fā)，蒸發(fā)的水汽升空形成云，云又以雨雪等形式落下，流入江河，太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為 _________；植物吸收太陽(yáng)能，進(jìn)行光合作用，太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為 __________，植物被動(dòng)物吃掉，又轉(zhuǎn)化為動(dòng)物的 _______。 （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。 （題型一） 2．有一些新聞媒體上，經(jīng)常會(huì)看到房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)商關(guān)于陽(yáng)光權(quán)的爭(zhēng)論，主要是開(kāi)發(fā)商在開(kāi)發(fā)樓盤(pán)時(shí)侵占了當(dāng)?shù)鼐用裰苯邮褂?________________的權(quán)利。據(jù)你了解，現(xiàn)在利用太陽(yáng)能沒(méi)有被大量使用的主要問(wèn)題是什么？ （題型二） 5．某同學(xué)自制了一個(gè)太陽(yáng)能照明燈，當(dāng)把太陽(yáng) 能電池板放到太陽(yáng)下時(shí)，可以給燈充電，充電時(shí)的電壓為 6V，電流為 80mA，則充電時(shí)的功率為多少W？如果充 5h的電，可以供 6V 3W 的燈泡正常工作多長(zhǎng)時(shí)間？ （題型二） 6．有一種太陽(yáng)能熱水器，接收太陽(yáng)能的 15 根真空管總有效面積約為，能把接收到太陽(yáng)能的 50%轉(zhuǎn)變?yōu)樗膬?nèi)能，如果每平方米的面積在 1h 內(nèi)得到的太陽(yáng)能平均為 106J，每天接收太陽(yáng)能的時(shí)間以 10h 計(jì)算，則可以將質(zhì)量 100kg、初溫為 20℃的水加熱到多少℃？ （題型二） 7．閱讀短文，回答短文后的問(wèn)題． 儲(chǔ)存太陽(yáng)能的池塘 19 世紀(jì)末，在羅 馬尼亞特蘭西瓦地區(qū)，一名醫(yī)生發(fā)現(xiàn)了一個(gè)奇怪的小湖．這個(gè)小湖一到冬天，湖面就結(jié)成冰，而湖底深處的溫度卻高達(dá) 60℃． 這種熱水湖的怪現(xiàn)象引起了許多科學(xué)家的好奇，他們?nèi)?lái)湖水化驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)這是一個(gè)咸水湖，而且不同深度的水含鹽量不一樣，即湖底的水中含鹽量較高，密度大，而湖面則含鹽量低，接近于淡水． 原來(lái)，淡水湖在白天經(jīng)太陽(yáng)曬后，夜晚會(huì)將積蓄的熱量散發(fā)掉，即表面的湖水先冷卻，密度就增大而下沉，下面的水溫度高，相對(duì)來(lái)說(shuō)密度小，熱水就上浮，并把熱量散發(fā)掉，這樣循環(huán)的結(jié)果，湖水上下溫度就逐漸趨同．而咸水湖則不同，表面的水即使溫 度下降也不下沉，因?yàn)橄聦雍暮}量高，密度大，不會(huì)上浮，這樣，湖底的熱量就帶不到湖面．因此，咸水湖被太陽(yáng)曬久了，就將太陽(yáng)能儲(chǔ)存起來(lái)，湖底的溫度會(huì)越來(lái)越高． （ 1）比較并簡(jiǎn)述咸水湖和淡水湖吸收太陽(yáng)能后，上、下水溫分布的特點(diǎn)． （ 2）如果你想自制一個(gè)儲(chǔ)存太陽(yáng)能的水池，且希望盡可能儲(chǔ)存太陽(yáng)能，從上述事例你會(huì)得到什么啟發(fā)？ 17． 4 能源革命 17． 5 能源與可持續(xù)發(fā)展 人 類(lèi)利用能源經(jīng)歷了哪些過(guò)程？第一個(gè)過(guò)程中能源利用給社會(huì)帶來(lái)了什么進(jìn)步？ 智 能 提 要 問(wèn)： 人 類(lèi)歷史上的三次能源革命是什么？它們對(duì)人類(lèi)社會(huì)的進(jìn)步分別起到了什么作用？ 答：鉆木取火是人類(lèi)的第一次能源革命，導(dǎo)致了以柴薪作為主要能源的時(shí)代； 蒸汽機(jī)的發(fā)明是人類(lèi)的第二次能源革命，人類(lèi)的主要能源變?yōu)榛茉矗祟?lèi)從此以機(jī)械動(dòng)力大規(guī)模代替人力和畜力； 核能的利用是人類(lèi)的第三次能源革命，核能正逐步成為常規(guī)能源． 問(wèn)： 既然能量是守恒的但為什么還會(huì)出現(xiàn)能源危機(jī)呢？ 答：能量是守恒的，但由于能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移是有 方向的， 能源卻不是取之不盡、用之不竭的物質(zhì)，化石能源、核能等是不可再生的能源，現(xiàn)在開(kāi)采得越多，留 給子孫后代的就越少．為了人類(lèi)的未來(lái)，我們必須要節(jié)約能源． 問(wèn)： 怎樣提高能源的利用率？ 答：提高能源的利用率，主要靠科技進(jìn)步，改進(jìn)應(yīng)用能源的技術(shù)，常采用以下措施：（ 1）讓燃料充分燃燒；（ 2）采用保溫隔熱措施，減小熱量的損失；（ 3）充分利用余熱和減少有害摩擦；（ 4）減少能量轉(zhuǎn)化的中間環(huán)節(jié)． 問(wèn)： 解決能源問(wèn)題的主要途徑有哪些？未來(lái)的理想能源應(yīng)滿(mǎn)足哪些條件？ 答：解決能源問(wèn)題的主要途徑是提高能源的利用率節(jié)約能源、開(kāi)發(fā)新能源．未來(lái)新能源應(yīng)滿(mǎn)足的條件：①貯量豐富；②價(jià)格便宜；③技術(shù)成熟；④安全清潔． 中 考 擷 要 這部分內(nèi)容對(duì)知識(shí)和技能的要求不高，以前的中考很少出現(xiàn)．主要只是讓大家了解一些能源的獲取和使用、能源的多次利用等方面的知識(shí)．重點(diǎn)應(yīng)放在通過(guò)對(duì)能源獲取的發(fā)展史的了解后，建立起一些關(guān)愛(ài)自然、關(guān)注社會(huì)發(fā)展、將自己的理論知識(shí)與生活聯(lián)系在一起的意識(shí)． 智 能 拓 展 水力發(fā)電對(duì)環(huán)境的影響 水庫(kù)在建造的過(guò)程與建成之后，對(duì)環(huán)境的影響主要包括以下幾個(gè)方面： 自然方面： 巨大的水庫(kù)可能引起地表的活動(dòng)，甚至誘發(fā)地震．此外，還會(huì)引起流域水文上的改變，如下游水位降低或來(lái)自上游的泥沙減少等．水庫(kù)建成后，由于蒸發(fā)量大，氣候涼爽且較穩(wěn)定， 降雨量減少． 生物方面： 對(duì)陸生動(dòng)物而言，水庫(kù)建成后，可能會(huì)造成大量的野生動(dòng)植物被淹沒(méi)死亡，甚至全部滅絕．對(duì)水生動(dòng)物而言，水庫(kù)建成后，由于上游生態(tài)環(huán)境的改變，會(huì)使魚(yú)類(lèi)受到影響，導(dǎo)致滅絕或種群數(shù)量減少．同時(shí)，由于上游水域面積的擴(kuò)大，使某些生物（如釘螺）的棲息地點(diǎn)增加，為一些地區(qū)性疾?。ㄈ缪x(chóng)病）的蔓延創(chuàng)造了條件． 物理化學(xué)性質(zhì)方面： 流入和流出水庫(kù)的水在顏色和氣味等物理化學(xué)性質(zhì)方面發(fā)生改變，而且水庫(kù)中各層水的密度、溫度、甚至溶解度等有所不同．深層水的水溫低，而且沉積庫(kù)底的有機(jī)物不能充分氧化處于厭氧分解，水體的二 氧化碳含量明顯增加． 社會(huì)經(jīng)濟(jì)方面 ：修建水庫(kù)可以防洪、發(fā)電，也可以改善水的供應(yīng)和管理，增加農(nóng)田灌溉，但同時(shí)亦有不利之處，如受淹地區(qū)城市搬遷、農(nóng)村移民安置會(huì)對(duì)社會(huì)結(jié)構(gòu)、地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展等產(chǎn)生影響．如果整體、全局計(jì)劃不周，社會(huì)生產(chǎn)和人民生活安排不當(dāng)，還會(huì)引起一系列的社會(huì)問(wèn)題．另外，自然景觀(guān)和文物古跡的淹沒(méi)與破壞，更是文化和經(jīng)濟(jì)上的一大損失．應(yīng)當(dāng)事先制定保護(hù)規(guī)劃和落實(shí)保護(hù)措施． 智 能 歸 例 題型一 知道能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移是有方向性的，并認(rèn)識(shí)到節(jié)能的重要性 例 1 關(guān)于能源的利用和節(jié)能，下列說(shuō)法正確的是（ ） 能源與社會(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，