能源与可持续发展复习

第十八章能源与可持续发展复习§18.1能源的利用与社会发展一、人类开发利用能源的历史1、早在四五十万年前，人类学会摩擦取火

机械能转化为内能

2、人类学会了利用蓄力、风力和水力来运转机械、驱动车船。

机械能中的势能和动能相互转化的过程（尚未冲破机械运动的界限）3、在蒸汽机发明之前，人类的认识还只停留在机械运动的范围内，到了18世纪蒸汽机发明之后，才真正完成了热（内能）与机械运动（机械能）相互转化的辨证过程。4、18世纪，意大利人伏打发明了电池。

化学能向电能的转化5、人们利用伏打电流，进行水和硫酸铜溶液的电解，发现了电的化学效应。电能向化学能的转化6、19世纪20年代初，人们发现了温差电偶和电流通过导线发热的现象。

电能和热能的相互转化7、1820年，丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应电能向机械能的转化8、1831年，英国物理学家法拉第发现了感应电流。机械能向电能的转化能源的分类按转换和传递分按能源的性质分按利用技术状况按对环境污染情况概况分一次能源二次能源可再生能源不可再生能源常规能源新能源清洁能源非清洁能源1、在下列能源中，属于化石能源的是（）A．核能、生物质能、水能B．电能、汽油、柴油C．太阳能、地热能、风能D．煤、石油、天然气2、开发新能源是本世纪人类关注的热点之一，除了开发新能源，我们还应该从节约身边的能源做起，下图中符合节约能源且安全的做法是3、绿色植物通过光合作用将太阳能转化成

(内能／化学能)．为开发新能源，人类已能够把油菜籽、蓖麻、大豆等农作物加工转化成“生物燃料”，“生物燃料”属于

(可再生能源／不可再生能源)．§18、2核能卢瑟福大胆假设——创造性的思维

在原子的中心有一个很小的核，叫做原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外的空间运动。

原子核的发现意义重大，开辟了原子核物理的新领域，卢瑟福被人们尊称为原子核物理之父。原子直径数量级10–10m原子核直径数量级10–15m原子核直径是原子直径的十万分之一原子、原子核的大小原子内部十分空虚原子半径100米大球原子核球中心1毫米沙粒核力中子质子原子核示意图１、质子之间由于电荷存在很大的相互排斥的斥力。但质子之间也有引力。２、质子和中子之间存在强大的吸引力。３、原子核的结构是非常牢固的。核子以什么力结合成原子核？核力：使核子结合在一起的强相互作用

核力是只在2.0×10－15m距离内起作用的短程强相互作用力。由于核子的大小约为0.8×10－15m，故只有相邻的核子之间才有核力作用。

中子质子原子核示意图

物理学中把重核分裂成质量较小的核，释放核能的反应叫做裂变．把轻核结合成质量较大的核，释放出核能的反应叫做聚变．〓聚变〓裂变裂变和聚变获取核能的两条途径：1939年12月，德国物理学家哈恩和他的助手斯特拉斯曼发现，用中子轰击铀核时，铀核发生了裂变，释放出的中子又引起了其他铀核的裂变，也就是链式反应．铀核的裂变铀核裂变时总要同时放出2~3个中子，如果这些中子再引起其他铀核裂变，就可使裂变反应不断地进行下去，这种反应叫做链式反应。链式反应的模拟用多米诺骨牌模拟链式反应．观察：如图18—4所示，将15块多米诺骨牌排成一个三角形．将第一块多米诺骨牌推倒，使它倒向第二排的多米诺骨牌，观察所发生的现象．中国第一颗原子弹爆炸蘑菇云发展图原子弹美国原子弹突袭广岛和长崎造成了巨大的毁伤．在长崎投掷的原子弹爆炸后形成的蘑菇状云团，爆炸产生的气流、烟尘直冲云天，高达12英里多．广岛市区80%的建筑化为灰烬，64000人丧生，72000人受伤，伤亡总人数占全市总人口的53%．长崎市60%的建筑物被摧毁，伤亡86000人，占全市37%．原子弹阅读P103

原子弹爆炸时链式反应的速度是无法控制的．为了用人工方法控制链式反应的速度，使核能比较平稳地释放出来，人们制成了核反应堆．核反应堆

阅读P104优点：污染小、可采储量大、比较经济缺点：一旦核泄露会造成严重污染、核废料处理困难核能发电的优缺点核电站主要有核反应堆、热交换器、汽轮机和发电机组成核能发电和火力发电的区别前者用核燃料，后者用化石燃料核聚变核聚变条件：极高的温度和压强——热核反应解释太阳发出的巨大能量核聚变核能的优点人类不能控制核聚变1、关于核能的获得，下列说法中错误的是（）A．核反应堆是原子核裂变时在极短时间内释放出大量核能的装置B．当原子核内部发生变化时会释放出巨大的能量，核裂变和核聚变是获得核能的两种方式C．核电站是使核能转化为内能再通过汽轮发电机转化为电能的装置D．目前，在核电站的反应堆中发生的是可控制的核裂变A

2、如图所示是核电站原理的示意图，结合这张图，简要叙述核电站是如何工作的。

核反应堆产生的大量的核能使水汽化变成水蒸气，水蒸气带动汽轮机工作，汽轮机推动发电机发电，实现了核能向电能的转化．注意：要通过本题了解到核电站与普通火力电站的区别就在于获得内能的途径不同，前者是通过核裂变所放出的能量，后者是利用燃烧燃料来得到能量。§18、3太阳能能源分类一次能源常规能源不可再生二次能源：汽油、焦碳、煤气、蒸汽、电能等石油、煤天然气生物质能水能可再生新能源不可再生：核能与原子核反应有关可再生太阳能风能海洋能地热潮汐能波浪能来自太阳辐射三种利用太阳能的方式阅读P1051、关于太阳能的说法中错误的是（）A．太阳能十分巨大，供应时间长，目前太阳能的转换效率也很高B．太阳内部不断进行着核聚变，以电磁波的形式向外辐射核能C．太阳能分布广泛，获取方便D．太阳能安全、清洁、开发和利用太阳能不会带来环境污染2、如下图所示目前人们直接利用太阳能的方式有两种：其一是把太阳能转化为内能，如：

。其二是把太阳能转化为电能，如

。请你举出一个间接利用太阳能的实例：

。§18、4

能量转化的基本规律§18、5能源与可持续发展请你举例说明能量是可以转移或转化的？永动机——没有任何消耗，却可以永远运动并对外做功，它能制成吗？能量的基本规律是什么？会不会有能源危机？为什么？——方向性。能量转化中的效率？如何提高热机的效率？什么是可持续发展？为什么要提出可持续性发展？如何实现？1、为改善驻守在南沙某岛礁边防战士的工作、生活条件，今年在岛上安装了太阳能电池板．白天，太阳能电池板给蓄电池充电；晚上，蓄电池为探照灯供电．这样白天与晚上的能量转化形式是A．白天：太阳能→内能→电能B．白天：太阳能→电能→化学能C．晚上：化学能→电能→太阳能D．晚上：化学能→电能→化学能B

2、如右图所示澳大利亚准备建造的一个太阳能发电厂，它的中间是一个高1000米的太阳能发电塔，位于一片巨大的玻璃暖房中央，碟形暖房占地4英里，整个工程将耗资3.5亿英镑，预计2006年完工。它利用温室原理，阳光透过玻璃暖房的屋顶，加热暖房的空气，暖空气沿塔身内32个巨大的管道升腾，推动发电机组源源不断地产生清洁环保的电力。发电塔的装机容量为200兆瓦，能满足20万家庭一年的电力需求。试简要说明这一过程中的能量转化情况和发展太阳能站所面临的问题。阳光透过玻璃暖房的屋顶，加热暖房的空气，将太阳能转化成内能，暖空气沿塔身内巨大的管道升腾，又将内能转化成机械能，推动发电机组源源不断地产生清洁环保的电力，最后将机械能转化成电能。但也存在一定的不足，即地面的太阳能电站占地面积太大，又受到夜间和阴雨天不能发电