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苏科版九年级全册能源与可持续发展完美版教学复习ppt课件
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这是一份苏科版九年级全册能源与可持续发展完美版教学复习ppt课件，共60页。PPT课件主要包含了复习内容导览，能源的利用，能源的分类，知识结构①，能源分类，人类能源利用的简史，火的利用，机械能，钻木取火的能量转化，化石能源的利用等内容，欢迎下载使用。
第十八章 能源与可持续发展
能 源 利 用与社会发展
第1节 能源利用与社会发展
知识结构②——采用双重表解法归类
不可再生：核能—与原子核有关的能源
汽油、焦炭、煤气、电能等
波浪能潮汐能—来自月、日间的引力
知识点一：能源利用的历史
①煤、石油、天然气是当今人类利用的主要能源，称为化石能源。是主体能源。
②蒸汽机工作时的能量转化：
18世纪末，意大利人伏打发明了电池，实现了化学能向电能的转化。
1820年，丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应，实现了电能向机械能的转化。
1831年，英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象，随后人们发明了发电机，实现了机械能向电能的转化。
核能20世纪初，科学家发现，某些原子核的结构发生变化时会释放出巨大的能量，这种能量叫作核能。
①可以直接从自然界获得的能源称为一次能源。
1. 一次能源和二次能源
化石能源（煤、石油、天然气）、风能、水能、太阳能、地热能、核能等都是一次能源.
②无法从自然界直接获取，必须通过消耗一次能源才能得到的能源称为二次能源。电能属于二次能源，因为电能是消耗一次能源得到的；汽油、柴油也是二次能源。
能源的种类繁多，为了便于认识和研究，人们从不同角度对能源进行了分类.
2. 可再生能源和不可再生能源
①太阳能、水能、风能等可以从自然界源源不断地得到，这类能源被称为可再生能源.
②而煤、石油、天然气以及核燃料等一旦消耗就很难再生，这类能源被称为不可再生能源。
3. 常规能源和新能源
①常规能源也叫传统能源，是指目前已经大规模生产和广泛利用的能源，如可再生的水能和不可再生的煤炭、石油、天然气等化石能源；
②新能源是指由于技术、经济等因素而迄今尚未大规模使用的能源，如太阳能、核能、地热能、氢能、风能等。
4. 清洁能源与非清洁能源
①清洁能源是指对环境无污染或污染很小的能源，如太阳能、水能、风能等.
②非清洁能源是指对环境污染较大的能源，如煤、石油、天然气等化石能源.
【例题1】自然界中存在着多种人类所需的能源，在下列几组能源中，属于可再生能源的一组是（ ） A．水能、石油、核燃料B．风能、水能、太阳能 C．煤炭、石油、天然气D．风能、地热能、天然气
A．水能是可再生能源，石油、核燃料是不可再生能源，A不符题意；B．风能、水能、太阳能都是可再生能源，故B符合题意；C．煤炭、石油、天然气都是不可再生能源，故C不符合题意；D．风能、地热能是可再生能源，天然气是不可再生能源，故D不符合题意。
【例题2】人类生存离不开能源．在煤炭、石油、太阳能、水能中，属于不可再生能源的是 __________；属于洁净能源的是 ______．自然界中，有些能源一旦消耗就很难再生，因此我们在发展生产、丰富人们物质生活的同时，还要注意 _________．
（1）在自然界中的能源有很多种，像煤炭、石油等化石能源是在短期内自然界无法得到补充的，故这些能源是不可再生能源；对于太阳能、水能等能够源源不断的从自然界得到的能源是可再生能源．（2）自然界中，有些能源一旦消耗就很难再生，因此我们在发展生产、丰富人们物质生活的同时，还要注意节约．
【例题3】如图甲是我国某地区风力发电的外景，风力发电机组主要由风机叶片和发动机组成。（1）风能是清洁的、______（可再生/不可再生）能源；（2）风机叶片具有质量轻、强度高、耐磨损等性能，通常用密度小，硬度_____（大/小）的复合材料制成；若叶片位置和风向如图乙所示，当空气向左吹动静止的叶片时，叶片相对于空气向_____（左/右）运动；
（1）风能可以从自然界源源不断地获得，所以风能是可再生能源。
（2）风机叶片具有强度高的特点，故是用硬度大的材料制成。当空气向左吹动静止的叶片时，叶片受到向左的作用力，叶片相对于空气向左运动。
（3）风叶产生的动力通过传动系统传递给发电机，再利用_____________原理实现机械能转化为电能；（4）某风力发电机的输出功率与风速的关系如图丙所示，由图像得到的下列信息，正确的是______A．只要有风，机组就能产生电能B．风速过大，机组不会产生电能C．风速越大，机组产生的电功率一定越大D．有风时，机组产生的电功率不变
（3）风叶产生的动力传递给发电机，发电机中的线圈在磁场中做切割磁感线运动产生感应电流，利用电磁感应原理实现机械能转化为电能。（4）由图知，当风速过小或者过大时，都不能产生电能；当风速在v1和v2之间变化时，机组产生的电功率是变化的，故ACD错误，B正确。 故选B。
①对表格进行分析，你发现该风机1s内获得的能量与风速的定量关系是______（可用文字叙述）；②当风速为5m/s时，这台风机工作1s所产生的电能可供1只“220V 100W”电灯正常工作10s，求风机发电的效率______。
（5）下表给出了在不同风速下某风机获得的能量：
风机获得的能量与风速的三次方成正比。
①分析表中数据发现，风速变为原来的几倍，风机获得的能量就变为几的三次方倍，所以可得出结论：风机获得的能量与风速的三次方成正比。
对引起核裂变反应的中子数量及能量加以控制，使链式反应连续、缓慢地进行，核能得以平稳释放.
防止核泄漏；处理核废料.
当原子核发生变化时，就可能释放出惊人的能量，这种能量被称为核能.
质量较大的原子核分裂成两个或两个以上中等质量原子核的过程叫裂变.
使千千万万个铀核在极短的时间内相继裂变， 这种现象叫作链式反应.
对链式反应不加控制，就会在极短的时间内释放出巨大的能量.
质量较大的原子核分裂成两个或两个以上中等质量的原子核的过程叫做裂变。
氘核与氚核在超高温下结合形成氦核和一个中子，也会释放大量核能。这一过程就是聚变，也称为热核反应。
使千千万万个铀核在极短的时间内相继裂变，这种现象叫作链式反应。
如果对链式反应不加控制，就会在极短的时间内释放出巨大的能量，以致引起威力强大的爆炸，原子弹是根据这个原理制成的.
①利用核能发电的电站叫作核电站。目前已建成运转的核电站，都是利用原子核裂变的链式反应产生的能量来发电的。
②核反应堆核电站的核心设备是核反应堆，它以铀为核燃料。
③核电站的能量转化情况：核反应堆中放出的核能转化为高温蒸汽的内能，通过汽轮机和发电机转化为电能。
与火力发电相比，核能发电具有三个优点：①消耗的核燃料少 只需消耗很少的核燃料就可以产生大量的电能。1kg铀-235的核全部裂变，释放出的能量约等于2.5×106kg标准煤完全燃烧所释放的能量。②对环境污染轻核电站不排放烟尘和CO2、SO2（二氧化硫）等有害气体，对环境的污染比火力发电站小得多。③发电成本低从长远看，核能发电的成本低于火力发电.
3. 核电站的防护措施
①防止核泄漏的常用方法
在核反应堆的外面修建了很厚的水泥防护层以屏蔽射线.此外，在核反应堆内设置了两个互不相通的水循环回路。这样，在第一回路中具有放射性的水就不会泄漏到核反应堆外.
②处理核废料的常用方法
目前，国际上处理核废料的方法通常是装有核废料的金属罐投入选定海域4000m以下的海底，或深埋于建在地下厚厚岩石层里的核废料库中.
【例题1】如图是核电站工作情况的方框图，请在空白方框内填写装置的种类并回答下列问题．（1）核能是_______（选填“可再生”或“不可再生”）能源．（2）在汽轮机中，将蒸气的内能转化为轮片的______能．
（1）核燃料在短时间内不可再生，因此核能是不可再生资源；（2）核电站的工作流程：核反应堆发生裂变反应，产生的热量把水加热，高温高压的水蒸气推动汽轮机转动，汽轮机带动发电机发电；核能是不可再生能源；在汽轮机中，蒸汽推动汽轮机转动，自身内能减小，温度降低，所以将蒸气的内能转化为轮片的机械能．
【例题2】核电站利用核能发电，核能属于_________（可再生/不可再生）能源，核电站发生重大事故时，为降低核反应堆的温度，用水对其冷却，因为水的________较大。2020年4月13日，日本政府批准福岛核电站将被污染过的冷却水排放入海，这对海洋生物和人类健康具有危害，因为其中含有具有________的核废料。
核能在短期内不能从自然界得到补充，是不可再生能源。 用水对核反应堆进行冷却，是因为为水的比热容较大，与同质量的其它物质比较，在吸收相同热量时，升温较慢。 核电站排放的被污染过的核废水中含有具有放射性的核废料。
【例题3】关于核电站，下列说法正确的是（ ）A. 核电站所使用的核燃料是煤和石油B. 核电站核反应堆中发生的是可以控制的核裂变C. 核电站发电的能量转化过程：核能→内能→电能→机械能D. 核电站产生的核废料可以作为生活垃圾来处理
A. 核电站使用的核燃料是浓缩铀而不是煤和石油，A错；B. 核反应堆是根据原子核裂变反应的特点设计制造的，能控制核裂变的速度，是使核能比较平稳地释放出来的装置，B对；C. 核电站的工作过程大致为：反应堆中铀核裂变的核能转化为内能传递给水，产生高温高压的蒸汽驱动汽轮机转动，把内能转化为机械能，再由汽轮机带动发电机转动，将机械能转化为电能，故能量转化过程：核能→内能→机械能→电能，C错；D. 核电站产生的核废料具有放射性，一般深埋在人烟稀少的地方，不可以作为生活垃圾来处理，D错。
①与太阳有关的能源：狭义的太阳能、广义的太阳能.
③与核反应有关的能源：核能. 包括核裂变、核聚变.
②与地热有关的能源：地热能.
缺点：太阳能强度弱、不稳定、不连续.
直接利用太阳能的三种方式
优点：①太阳能的能量巨大. ②太阳能供应时间长久. ③太阳能分布广阔. ④太阳能获取方便. ⑤太阳能安全、清洁. ⑥对于地球不增加热载荷.
④与地-月-日间相互作用有关的能源：潮汐能.
知识点一：太阳能的优、缺点
② 太阳能供应时间长久。③ 太阳能分布广阔。④ 太阳能获取方便。
⑤ 太阳能安全、清洁。 ⑥ 太阳能对于地球不增加热载荷。
2. 太阳能的缺点： 太阳能强度弱、不稳定、不连续.
虽然地球上的能源有很多种，但根据他们的初始来源，可概括为以下四大类。
第一类是与太阳有关的能源：化学能、化石能源、水能、风能等.
知识点二：太阳能及其转化
第二类是与地热有关的能源——地热能.
第三类是与核反应有关的能源——核裂变、核聚变.
第四类是与月球、太阳引力有关的能源——潮汐能.
太阳能除了可直接利用它的光和热(即狭义的太阳能)外，它还是地球上多种能源的主要源泉。此外，水能、风能、波浪能、海流能等也都是由太阳能转换来的.
知识点三：太阳能的利用
1. 直接利用太阳能的三种方式
影响太阳能大面积推广应用的因素主要有以下几个:①能量太分散：垂直投射到地面每平方米面积上的太阳能功率只有数百瓦。要大规模开发利用太阳能，必须设置庞大的收集和转换能量的系统，因而造价过高，影响推广。②天气影响：太阳能发电会受天气的影响，给人们稳定地利用太阳能带来困难，而且储能问题尚未得到很好的解决。③转换效率低：目前太阳能的转换效率还很低。如光电转换(太阳能电池)的效率还只有10%左右。因此，在直接利用太阳能方面，还需继续大力开展研究工作。
2. 太阳能利用的难度
【例题1】太阳能在现代社会中被广泛应用，各种直接利用太阳能的装置也应运而生。太阳能热水器是把太阳能转化为______能的装置；太阳能电池是把太阳能转化为______能的装置。请你举岀一个间接利用太阳能的实例:____________________。
本题是一道结果开放性试题。人们能够直接利用太阳能，如:太阳能热水器把太阳能转化为内能；太阳能电池把太阳能转化为电能。同时人们还可以间接地利用太阳能。在地球上除核能、地热能、潮汐能以外的所有能量，几乎都是来自太阳能。在举例时，只要避开这三种能量，举出人们利用的其他形式的能量。如水能、风能、生物质能等，都可以看成是人们在间接利用太阳能.
风力发电、化石能源、生物质能等.
【例题2】太阳是人类的“能源之母”，下列地球上的能源中，来自太阳的是（ ）A. 地热能B. 煤、石油、天然气 C. 潮汐能 D. 核能
地热能就是地球内部的热释放到地壳的能量，目前被人类控制和利用的地热能主要是地下热水、地热蒸汽和热岩层。地热能是由地球深处的放射性元素发生衰变而产生的内能，它与太阳无关；煤、石油、天然气是由远古时代动植物的遗体深埋在地下，经过多年地质变化形成的，它们实质上是由古代生物储存下来的太阳能，所以说这些化石能源也都来自太阳；潮汐能是太阳和月球对地球的吸引而产生的，它不全是来自太阳；核能是原子核发生变化释放出来的，它与太阳无关。
【例题3】如图所示为由大量反射镜组镜成的太阳能发电装置.图中的各个反射镜在计算机的控制下，使反射的太阳光聚集在塔顶的集热器(锅炉)上，集热器中的水变成水蒸气推动汽轮机，从而带动发电机发电。下列说法正确的是（ ）A. 太阳能是可再生能源B. 一天中反射镜的朝向不需要做任何调整C. 水蒸气推动汽轮机做功时，机械能转化为内能D. 汽轮机带动发电机发电时，电能转化为机械能
太阳能取之不尽、用之不竭，属于可再生能源，A对；据题意，一天中各个反射镜在计算机的控制下不断调整朝向，以使反射的太阳光聚集在塔顶的集热器(锅炉)上，B错；水蒸气推动汽轮机做功时，水蒸气的部分内能转化为汽轮机的机械能，C错；汽轮机带动发电机发电时，机械能转化为电能，D 错。
【例题4】阅读短文，回答问题：太阳是人类的“能源之母”，太阳能可能成为未来最理想的能源，太阳能路灯已经成为许多城市的一道靓丽的风景线。太阳能电池板的材料最主要的是晶体硅材料；太阳能电池有很多优点，如使用寿命长，保养费用极低；但缺点是效率低，理论上最高效率η1只有25% ，制造太阳能电池所需的单晶硅价格昂贵．
我市交通道路上使用了风光互补LED路灯，白天光线强时，太阳能电池板为蓄电池充电，夜晚光线弱时，蓄电池为电灯供电照明。其外形和电路原理如图所示.
①太阳是人类的“能源之母”.下列地球上的能源，来自太阳的是（ ） A．地热能 B．潮汐能 C．煤、石油、天然气 D．核能②太阳能电池板的材料最主要的是晶体硅材料，它属于（ ） A 导体 B 半导体 C 绝缘体 D 超导体
①地热能大部分是来自地球深处的可再生性热能，它起于地球的熔融岩浆 和放射性物质的衰变，故A不符合题意；B．潮汐能来源于海水的潮涨潮落，故C不符合题意；C．煤、石油、天然气是上亿年前地球接受的太阳能，陆地和海洋植物通过光合作用将太阳能转化为化学能，再经漫长的地质年代形成的，故C符合题意； D．核能来源于核反应 ，包括核聚变和核裂变，D不符合题意。故选C。②太阳能电池板的材料最主要的是晶体硅材料，它属于半导体，具有单向导电性，故B符合题意，ACD不符合题意。故选B。
③一套风光互补路灯中两只LED灯并联连接，灯上标有“12V 36W”字样，两个LED灯正常发光时，通过光控开关S的电流为______A；④这套LED路灯与一只300W的传统路灯发光亮度相同，那么用400套风光互补路灯替换传统路灯，每天正常工作10小时可节约电能_______ ；
③一套风光互补路灯中两只LED灯并联连接，开关在干路，干路电流为支路电流的二倍，干路电流④400个300W的传统路灯，每天正常工作10小时可消耗的电能 用400套风光互补路灯替换传统路灯，每天正常工作10小时可节约电能 。
⑤某一家庭年耗电1500kW·h，如果家用电器全部改用太阳能电池供电，假定太阳光照射到地面时单位面积上的辐射功率为P1=800W/m2 ，按1年 200天，每天5h光照计算，同时配有高效蓄电池，则要在屋顶安装的太阳能电池板面积至少是_______ m2 .
⑤设屋顶安装的太阳能电池板面积S，太阳能电池板一年转化的电能的25%等于某一家庭消耗的电能 解得：
能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到其他物体，而在转化或转移的过程中，总量保持不变。
不同形式的能量可以发生转化；同种形式的能量可以发生转移.
能量的转移和转化是有方向性的。经转化或转移后，可利用的能量只会减少，因此节约能源和更有效地利用能源是人类需要解决的重要问题.
第4节 能量转化的基本规律
能量转移和转化的方向性
知识点一：能量守恒定律
我们是在能量转化或转移过程中利用能量的。已经学过的能量形式主要有：机械能、内能、化学能、电能、核能及太阳能等。
1. 能量的转化：不同种形式的能量可以发生转化.
同一种能量从一个物体转移到另一个物体，或者是从物体的一部分转移到另一部分，能量的形式并没有发生变化。
能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到其他物体，而在转化或转移的过程中，总量保持不变。
知识点二：能量转移和转化的方向性
1. 能量转移的方向性
若把一杯水放到温度较高的环境中，水是否会自动变热？把水放到温度较低的环境中，水是否会自动变热？
若把水放到温度较高的环境中，水吸收热量，温度升高，内能增加。空气的内能传递给水，水会变热。 若把水放到温度较低的环境中，水放出热量，温度降低，内能减少。水的内能会传给空气，水不会变热。 在热传递的过程中，内能总是自发地从高温物体转移到低温物体，不能相反。
所以能量的转移是有方向性的.
2. 能量转化的方向性
我们从石油中提炼出汽油，汽车内燃机工作时，把汽油中的化学能转化为汽车的机械能、内能等。但是这些机械能、内能无法再转化回可以被利用的能源。
钟表上紧发条工作，但终会停下，机械能完全转化为内能，没有任何外界的影响或帮助，是一个“自发过程”。 但是若要钟表自动从周围环境吸热，使这部分内能转化为发条的弹性势能是不可能做到的。
所以能量的转化是有方向性的.
由于我们是在能量转化或转移过程中利用能量的。而在这个过程中，总会有一部分能量转化成内能散失到周围的环境中，这些能量虽然还在自然界中，但却无法自动转化为其他形式的能量，因而很难或无法再利用。也就是说，经转化后，可利用的能量只会减少，因此节约能源和更有效地利用能源是人类需要解决的重要问题。
3. 节约能源和更有效利用能源的原因
【例题1】各种形式的能量都不是孤立的，它们可以在一定条件下发生转化，且能量的转化是有方向的，下面几幅图按能量转化的顺序，排列正确的是（ ） A．①②③④ B．②③④① C．②①③④ D．①③④②
各种形式的能量在一定条件下可以发生转化，且能量的转化是有方向的，地球上所有能量直接或间接来自于太阳能，所以下列能量的转化顺序是：太阳—树林—燃煤电厂—空调，故只有C正确．
【例题2】关于能量的转移和转化，下列判断正确的是（ ）A. 热量可以从低温物体转移到高温物体 B. 能量的转移和转化没有方向性 C. 电取暖器辐射到房间里的热量可以再利用 D. 汽车由于刹车散失的热量可以再自动地用来驱动汽车正确
热量只能自发地从高温物体转移到低温物体，但在一定的条件下，热量可以从低温物体转移到高温物体，如电流通过电冰箱中的压缩机做功，将热量从温度较低的箱内“搬运”到温度较高的箱外，故A对；能量的转移和转化具有方向性，如电取暖器辐射到房间里的热量不能自发集中起来再利用，汽车由于刹车散失的热量也无法自动地转化为机械能再用来驱动汽车，故 B、C、D均错．
【例题3】能源家族中，有①煤、②天然气、③风能、 水能、⑤核能、⑥太阳能等，属于不可再生能源的有___________（填序号）；其中天然气是目前家庭中常用的能源，完全燃烧0.02m3天然气释放的热量，若这些热量50%的被水吸收，可以将5kg的水由20°C加热到_______°C ；核能是目前被广泛应用的新能源，我国已经建成十余座核电站，它们是利用__________（选填“核裂变”或“核聚变”）反应所释放的能量来发电的。电能可以使电动机转动，同时也会产生内能散失在空气中，但这些内能却无法自动转化为电能，该现象说明能量转化具有_______性。
（1）①煤、 天然气、 核能等一旦消耗就很难再生，属于不可再生能源；③风能、 水能、⑥太阳能可以从自然界源源不断地获得，属于可再生能源。（2）完全燃烧 天然气释放的热量由题知，水吸收的热量由 可知，水升高的温度可知水的温度：（3）核电站是利用原子核发生裂变时释放出的核能来发电的。（4）能量在转化或转移的过程中，其总量保持不变。电能可以使电动机转动，同时产生内能散失在空气中，但这些内能却无法自动转化为电能，该现象说明能量的转化具有方向性。
【例题4】在研究冰的熔化特点实验中：（1）某同学用“水浴法”进行该实验，装置如图1，这种加热方式的优点是________________。加热过程中，热量从石棉网传递给烧杯，烧杯不能将热量传递给石棉网，说明能量的转移具有_______性；（2）利用酒精灯持续加热，且在此过程中单位时间内试管中的物质吸收的热量恒定，某同学绘制了温度计示数与时间的关系图像如图2所示。则水的比热容______冰的比热容（选填“>”、“=”或“<”）。BC过程中，试管中的物质内能______，总体积______。物质在DE段_____（选填“能”或“不能”）沸腾。
（1）图1中装置将需要加热的物质放入试管中，并用水进行加热，这样可以使加热物质受热更加均匀。能量转移具有方向性，加热过程中，热量从石棉网传递给烧杯，烧杯不能将热量传递给石棉网，说明能量的转移具有方向性。（2）由图像可以看出，AB段与CD段的倾斜程度不同，可知升高相同的温度，冰比水用的时间短，由Q=cmΔt，质量相同的水和冰，升高相同的温度，冰加热时间少，吸热少，故冰的比热容比水的比热容小。BC过程中，物质不断吸热，内能增加，冰逐渐熔化成水，总体积变小。BC过程中，烧杯内的水沸腾时温度保持不变，试管内的水虽达到沸点，但不能继续吸热，所以不能沸腾。
推动了人类社会发展，为人类文明发展作出了重大贡献。
改变能源结构、开发新能源、提高能源的利用率、减少环境污染.
问题：不可再生能源会被消耗殆尽；破坏环境和生态平衡。
第5节 能源与可持续发展
知识点一：能量转化的效率
表示能量转化情况的图叫作能流图。
1. 能源的开发和利用对人类社会的影响
2. 我国面临的能源问题
①我国人口众多，能源短缺.
②能源结构问题：我国目前的能源结构以化石燃料为主，这必然使我们面临着两个严峻的问题：一是化石燃料的蕴藏量有限，会导致能源枯竭；二是化石燃料会导致严重的环境污染和生态破坏.
③能源资源分布不均.
知识点二：能源与可持续发展
3. 能源与可持续发展
①可持续的能源生产和消费已成为社会、经济可持续发展的重要前提之一。
依靠科技进步改变能源结构、开发和推广清洁的可再生能源，提高能源利用效率、减少环境污染已成为我国实现可持续发展的当务之急.
②可持续发展的当务之急.
③未来的理想能源应该是来源丰富、可再生、洁净、安全，获取方便且经济的。太阳能、风能、地热能、水能和氢能这五种能源今后将会优先获得开发和利用。
【例题1】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．图中符合节约能源且安全的做法是（ ）
使用冰箱时，开门时不关好，会浪费电能；用燃气炉取暖，效率低，浪费能源还会对大气造成污染；用洗衣机洗一件衣服，既浪费了水资源又浪费了电能；所以ACD都不符合题意，B符合题意.
A． 开门后门不关好 B． 白天尽量采用自然光C． 用煤气灶取暖 D． 每次只洗一件衣服
【例题2】6月5日是世界环境日，人类对能源的需求越来越大，世界能源危机日益突出，如何合理利用和开发能源，提高能源的利用率，实现低碳减排，已成为世界各国共同关注的问题。（1）如图甲为近两个多世纪以来人类能源消耗曲线图，由图可知，自1950年以来，人类能源消耗的情况是______；A．显著增长 B．平稳增长 C．稳中有降 D．显著减少
（1）由图像知，从1950年以后，在短时间内，能量消耗非常快，所以是显著增长，故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。
（2）为实现减排目标，国家大力推广风力发电。江苏省沿海地区风力发电项目已全面启动，沿海壮观的风电场即将形成（如图乙）。假如1.2×106kW的风电场项目全面建成之后，所有机组发电1h，可提供多少kW·h的电能？______。这些电能相当于多少千克煤炭完全燃烧所释放出来的能量？______（煤的热值为3.0×107J/kg，1kW·h=3.6×106J）
（2）风电场所有机组发电1h时，提供的电能W=Pt=1.2×106kW×1h=1.2×106kW⋅h=1.2×106×3.6×106J=4.32×1012J 这些电能与完全燃烧煤所放出的能量相同，据Q放=mq知，燃烧煤的质量
（3）汽车行驶时，完全燃烧热值为4.2×107J/kg的汽油0.5kg，则输出的有用功是__________J；释放出的内能无法自动地转化为机械能再用来驱动汽车，说明能量的转化具有_______。
【例题3】某品牌汽车汽油机的能量流程图如图所示：（1）用来提炼出汽油的石油属于___________（选填“可再生”或“不可再生”）能源；（2）汽油机工作时飞轮转速为2400r/min，则每秒钟做功_______次；
7.35×106
第十八章 能源与可持续发展
能 源 利 用与社会发展
第1节 能源利用与社会发展
知识结构②——采用双重表解法归类
不可再生：核能—与原子核有关的能源
汽油、焦炭、煤气、电能等
波浪能潮汐能—来自月、日间的引力
知识点一：能源利用的历史
①煤、石油、天然气是当今人类利用的主要能源，称为化石能源。是主体能源。
②蒸汽机工作时的能量转化：
18世纪末，意大利人伏打发明了电池，实现了化学能向电能的转化。
1820年，丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应，实现了电能向机械能的转化。
1831年，英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象，随后人们发明了发电机，实现了机械能向电能的转化。
核能20世纪初，科学家发现，某些原子核的结构发生变化时会释放出巨大的能量，这种能量叫作核能。
①可以直接从自然界获得的能源称为一次能源。
1. 一次能源和二次能源
化石能源（煤、石油、天然气）、风能、水能、太阳能、地热能、核能等都是一次能源.
②无法从自然界直接获取，必须通过消耗一次能源才能得到的能源称为二次能源。电能属于二次能源，因为电能是消耗一次能源得到的；汽油、柴油也是二次能源。
能源的种类繁多，为了便于认识和研究，人们从不同角度对能源进行了分类.
2. 可再生能源和不可再生能源
①太阳能、水能、风能等可以从自然界源源不断地得到，这类能源被称为可再生能源.
②而煤、石油、天然气以及核燃料等一旦消耗就很难再生，这类能源被称为不可再生能源。
3. 常规能源和新能源
①常规能源也叫传统能源，是指目前已经大规模生产和广泛利用的能源，如可再生的水能和不可再生的煤炭、石油、天然气等化石能源；
②新能源是指由于技术、经济等因素而迄今尚未大规模使用的能源，如太阳能、核能、地热能、氢能、风能等。
4. 清洁能源与非清洁能源
①清洁能源是指对环境无污染或污染很小的能源，如太阳能、水能、风能等.
②非清洁能源是指对环境污染较大的能源，如煤、石油、天然气等化石能源.
【例题1】自然界中存在着多种人类所需的能源，在下列几组能源中，属于可再生能源的一组是（ ） A．水能、石油、核燃料B．风能、水能、太阳能 C．煤炭、石油、天然气D．风能、地热能、天然气
A．水能是可再生能源，石油、核燃料是不可再生能源，A不符题意；B．风能、水能、太阳能都是可再生能源，故B符合题意；C．煤炭、石油、天然气都是不可再生能源，故C不符合题意；D．风能、地热能是可再生能源，天然气是不可再生能源，故D不符合题意。
【例题2】人类生存离不开能源．在煤炭、石油、太阳能、水能中，属于不可再生能源的是 __________；属于洁净能源的是 ______．自然界中，有些能源一旦消耗就很难再生，因此我们在发展生产、丰富人们物质生活的同时，还要注意 _________．
（1）在自然界中的能源有很多种，像煤炭、石油等化石能源是在短期内自然界无法得到补充的，故这些能源是不可再生能源；对于太阳能、水能等能够源源不断的从自然界得到的能源是可再生能源．（2）自然界中，有些能源一旦消耗就很难再生，因此我们在发展生产、丰富人们物质生活的同时，还要注意节约．
【例题3】如图甲是我国某地区风力发电的外景，风力发电机组主要由风机叶片和发动机组成。（1）风能是清洁的、______（可再生/不可再生）能源；（2）风机叶片具有质量轻、强度高、耐磨损等性能，通常用密度小，硬度_____（大/小）的复合材料制成；若叶片位置和风向如图乙所示，当空气向左吹动静止的叶片时，叶片相对于空气向_____（左/右）运动；
（1）风能可以从自然界源源不断地获得，所以风能是可再生能源。
（2）风机叶片具有强度高的特点，故是用硬度大的材料制成。当空气向左吹动静止的叶片时，叶片受到向左的作用力，叶片相对于空气向左运动。
（3）风叶产生的动力通过传动系统传递给发电机，再利用_____________原理实现机械能转化为电能；（4）某风力发电机的输出功率与风速的关系如图丙所示，由图像得到的下列信息，正确的是______A．只要有风，机组就能产生电能B．风速过大，机组不会产生电能C．风速越大，机组产生的电功率一定越大D．有风时，机组产生的电功率不变
（3）风叶产生的动力传递给发电机，发电机中的线圈在磁场中做切割磁感线运动产生感应电流，利用电磁感应原理实现机械能转化为电能。（4）由图知，当风速过小或者过大时，都不能产生电能；当风速在v1和v2之间变化时，机组产生的电功率是变化的，故ACD错误，B正确。 故选B。
①对表格进行分析，你发现该风机1s内获得的能量与风速的定量关系是______（可用文字叙述）；②当风速为5m/s时，这台风机工作1s所产生的电能可供1只“220V 100W”电灯正常工作10s，求风机发电的效率______。
（5）下表给出了在不同风速下某风机获得的能量：
风机获得的能量与风速的三次方成正比。
①分析表中数据发现，风速变为原来的几倍，风机获得的能量就变为几的三次方倍，所以可得出结论：风机获得的能量与风速的三次方成正比。
对引起核裂变反应的中子数量及能量加以控制，使链式反应连续、缓慢地进行，核能得以平稳释放.
防止核泄漏；处理核废料.
当原子核发生变化时，就可能释放出惊人的能量，这种能量被称为核能.
质量较大的原子核分裂成两个或两个以上中等质量原子核的过程叫裂变.
使千千万万个铀核在极短的时间内相继裂变， 这种现象叫作链式反应.
对链式反应不加控制，就会在极短的时间内释放出巨大的能量.
质量较大的原子核分裂成两个或两个以上中等质量的原子核的过程叫做裂变。
氘核与氚核在超高温下结合形成氦核和一个中子，也会释放大量核能。这一过程就是聚变，也称为热核反应。
使千千万万个铀核在极短的时间内相继裂变，这种现象叫作链式反应。
如果对链式反应不加控制，就会在极短的时间内释放出巨大的能量，以致引起威力强大的爆炸，原子弹是根据这个原理制成的.
①利用核能发电的电站叫作核电站。目前已建成运转的核电站，都是利用原子核裂变的链式反应产生的能量来发电的。
②核反应堆核电站的核心设备是核反应堆，它以铀为核燃料。
③核电站的能量转化情况：核反应堆中放出的核能转化为高温蒸汽的内能，通过汽轮机和发电机转化为电能。
与火力发电相比，核能发电具有三个优点：①消耗的核燃料少 只需消耗很少的核燃料就可以产生大量的电能。1kg铀-235的核全部裂变，释放出的能量约等于2.5×106kg标准煤完全燃烧所释放的能量。②对环境污染轻核电站不排放烟尘和CO2、SO2（二氧化硫）等有害气体，对环境的污染比火力发电站小得多。③发电成本低从长远看，核能发电的成本低于火力发电.
3. 核电站的防护措施
①防止核泄漏的常用方法
在核反应堆的外面修建了很厚的水泥防护层以屏蔽射线.此外，在核反应堆内设置了两个互不相通的水循环回路。这样，在第一回路中具有放射性的水就不会泄漏到核反应堆外.
②处理核废料的常用方法
目前，国际上处理核废料的方法通常是装有核废料的金属罐投入选定海域4000m以下的海底，或深埋于建在地下厚厚岩石层里的核废料库中.
【例题1】如图是核电站工作情况的方框图，请在空白方框内填写装置的种类并回答下列问题．（1）核能是_______（选填“可再生”或“不可再生”）能源．（2）在汽轮机中，将蒸气的内能转化为轮片的______能．
（1）核燃料在短时间内不可再生，因此核能是不可再生资源；（2）核电站的工作流程：核反应堆发生裂变反应，产生的热量把水加热，高温高压的水蒸气推动汽轮机转动，汽轮机带动发电机发电；核能是不可再生能源；在汽轮机中，蒸汽推动汽轮机转动，自身内能减小，温度降低，所以将蒸气的内能转化为轮片的机械能．
【例题2】核电站利用核能发电，核能属于_________（可再生/不可再生）能源，核电站发生重大事故时，为降低核反应堆的温度，用水对其冷却，因为水的________较大。2020年4月13日，日本政府批准福岛核电站将被污染过的冷却水排放入海，这对海洋生物和人类健康具有危害，因为其中含有具有________的核废料。
核能在短期内不能从自然界得到补充，是不可再生能源。 用水对核反应堆进行冷却，是因为为水的比热容较大，与同质量的其它物质比较，在吸收相同热量时，升温较慢。 核电站排放的被污染过的核废水中含有具有放射性的核废料。
【例题3】关于核电站，下列说法正确的是（ ）A. 核电站所使用的核燃料是煤和石油B. 核电站核反应堆中发生的是可以控制的核裂变C. 核电站发电的能量转化过程：核能→内能→电能→机械能D. 核电站产生的核废料可以作为生活垃圾来处理
A. 核电站使用的核燃料是浓缩铀而不是煤和石油，A错；B. 核反应堆是根据原子核裂变反应的特点设计制造的，能控制核裂变的速度，是使核能比较平稳地释放出来的装置，B对；C. 核电站的工作过程大致为：反应堆中铀核裂变的核能转化为内能传递给水，产生高温高压的蒸汽驱动汽轮机转动，把内能转化为机械能，再由汽轮机带动发电机转动，将机械能转化为电能，故能量转化过程：核能→内能→机械能→电能，C错；D. 核电站产生的核废料具有放射性，一般深埋在人烟稀少的地方，不可以作为生活垃圾来处理，D错。
①与太阳有关的能源：狭义的太阳能、广义的太阳能.
③与核反应有关的能源：核能. 包括核裂变、核聚变.
②与地热有关的能源：地热能.
缺点：太阳能强度弱、不稳定、不连续.
直接利用太阳能的三种方式
优点：①太阳能的能量巨大. ②太阳能供应时间长久. ③太阳能分布广阔. ④太阳能获取方便. ⑤太阳能安全、清洁. ⑥对于地球不增加热载荷.
④与地-月-日间相互作用有关的能源：潮汐能.
知识点一：太阳能的优、缺点
② 太阳能供应时间长久。③ 太阳能分布广阔。④ 太阳能获取方便。
⑤ 太阳能安全、清洁。 ⑥ 太阳能对于地球不增加热载荷。
2. 太阳能的缺点： 太阳能强度弱、不稳定、不连续.
虽然地球上的能源有很多种，但根据他们的初始来源，可概括为以下四大类。
第一类是与太阳有关的能源：化学能、化石能源、水能、风能等.
知识点二：太阳能及其转化
第二类是与地热有关的能源——地热能.
第三类是与核反应有关的能源——核裂变、核聚变.
第四类是与月球、太阳引力有关的能源——潮汐能.
太阳能除了可直接利用它的光和热(即狭义的太阳能)外，它还是地球上多种能源的主要源泉。此外，水能、风能、波浪能、海流能等也都是由太阳能转换来的.
知识点三：太阳能的利用
1. 直接利用太阳能的三种方式
影响太阳能大面积推广应用的因素主要有以下几个:①能量太分散：垂直投射到地面每平方米面积上的太阳能功率只有数百瓦。要大规模开发利用太阳能，必须设置庞大的收集和转换能量的系统，因而造价过高，影响推广。②天气影响：太阳能发电会受天气的影响，给人们稳定地利用太阳能带来困难，而且储能问题尚未得到很好的解决。③转换效率低：目前太阳能的转换效率还很低。如光电转换(太阳能电池)的效率还只有10%左右。因此，在直接利用太阳能方面，还需继续大力开展研究工作。
2. 太阳能利用的难度
【例题1】太阳能在现代社会中被广泛应用，各种直接利用太阳能的装置也应运而生。太阳能热水器是把太阳能转化为______能的装置；太阳能电池是把太阳能转化为______能的装置。请你举岀一个间接利用太阳能的实例:____________________。
本题是一道结果开放性试题。人们能够直接利用太阳能，如:太阳能热水器把太阳能转化为内能；太阳能电池把太阳能转化为电能。同时人们还可以间接地利用太阳能。在地球上除核能、地热能、潮汐能以外的所有能量，几乎都是来自太阳能。在举例时，只要避开这三种能量，举出人们利用的其他形式的能量。如水能、风能、生物质能等，都可以看成是人们在间接利用太阳能.
风力发电、化石能源、生物质能等.
【例题2】太阳是人类的“能源之母”，下列地球上的能源中，来自太阳的是（ ）A. 地热能B. 煤、石油、天然气 C. 潮汐能 D. 核能
地热能就是地球内部的热释放到地壳的能量，目前被人类控制和利用的地热能主要是地下热水、地热蒸汽和热岩层。地热能是由地球深处的放射性元素发生衰变而产生的内能，它与太阳无关；煤、石油、天然气是由远古时代动植物的遗体深埋在地下，经过多年地质变化形成的，它们实质上是由古代生物储存下来的太阳能，所以说这些化石能源也都来自太阳；潮汐能是太阳和月球对地球的吸引而产生的，它不全是来自太阳；核能是原子核发生变化释放出来的，它与太阳无关。
【例题3】如图所示为由大量反射镜组镜成的太阳能发电装置.图中的各个反射镜在计算机的控制下，使反射的太阳光聚集在塔顶的集热器(锅炉)上，集热器中的水变成水蒸气推动汽轮机，从而带动发电机发电。下列说法正确的是（ ）A. 太阳能是可再生能源B. 一天中反射镜的朝向不需要做任何调整C. 水蒸气推动汽轮机做功时，机械能转化为内能D. 汽轮机带动发电机发电时，电能转化为机械能
太阳能取之不尽、用之不竭，属于可再生能源，A对；据题意，一天中各个反射镜在计算机的控制下不断调整朝向，以使反射的太阳光聚集在塔顶的集热器(锅炉)上，B错；水蒸气推动汽轮机做功时，水蒸气的部分内能转化为汽轮机的机械能，C错；汽轮机带动发电机发电时，机械能转化为电能，D 错。
【例题4】阅读短文，回答问题：太阳是人类的“能源之母”，太阳能可能成为未来最理想的能源，太阳能路灯已经成为许多城市的一道靓丽的风景线。太阳能电池板的材料最主要的是晶体硅材料；太阳能电池有很多优点，如使用寿命长，保养费用极低；但缺点是效率低，理论上最高效率η1只有25% ，制造太阳能电池所需的单晶硅价格昂贵．
我市交通道路上使用了风光互补LED路灯，白天光线强时，太阳能电池板为蓄电池充电，夜晚光线弱时，蓄电池为电灯供电照明。其外形和电路原理如图所示.
①太阳是人类的“能源之母”.下列地球上的能源，来自太阳的是（ ） A．地热能 B．潮汐能 C．煤、石油、天然气 D．核能②太阳能电池板的材料最主要的是晶体硅材料，它属于（ ） A 导体 B 半导体 C 绝缘体 D 超导体
①地热能大部分是来自地球深处的可再生性热能，它起于地球的熔融岩浆 和放射性物质的衰变，故A不符合题意；B．潮汐能来源于海水的潮涨潮落，故C不符合题意；C．煤、石油、天然气是上亿年前地球接受的太阳能，陆地和海洋植物通过光合作用将太阳能转化为化学能，再经漫长的地质年代形成的，故C符合题意； D．核能来源于核反应 ，包括核聚变和核裂变，D不符合题意。故选C。②太阳能电池板的材料最主要的是晶体硅材料，它属于半导体，具有单向导电性，故B符合题意，ACD不符合题意。故选B。
③一套风光互补路灯中两只LED灯并联连接，灯上标有“12V 36W”字样，两个LED灯正常发光时，通过光控开关S的电流为______A；④这套LED路灯与一只300W的传统路灯发光亮度相同，那么用400套风光互补路灯替换传统路灯，每天正常工作10小时可节约电能_______ ；
③一套风光互补路灯中两只LED灯并联连接，开关在干路，干路电流为支路电流的二倍，干路电流④400个300W的传统路灯，每天正常工作10小时可消耗的电能 用400套风光互补路灯替换传统路灯，每天正常工作10小时可节约电能 。
⑤某一家庭年耗电1500kW·h，如果家用电器全部改用太阳能电池供电，假定太阳光照射到地面时单位面积上的辐射功率为P1=800W/m2 ，按1年 200天，每天5h光照计算，同时配有高效蓄电池，则要在屋顶安装的太阳能电池板面积至少是_______ m2 .
⑤设屋顶安装的太阳能电池板面积S，太阳能电池板一年转化的电能的25%等于某一家庭消耗的电能 解得：
能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到其他物体，而在转化或转移的过程中，总量保持不变。
不同形式的能量可以发生转化；同种形式的能量可以发生转移.
能量的转移和转化是有方向性的。经转化或转移后，可利用的能量只会减少，因此节约能源和更有效地利用能源是人类需要解决的重要问题.
第4节 能量转化的基本规律
能量转移和转化的方向性
知识点一：能量守恒定律
我们是在能量转化或转移过程中利用能量的。已经学过的能量形式主要有：机械能、内能、化学能、电能、核能及太阳能等。
1. 能量的转化：不同种形式的能量可以发生转化.
同一种能量从一个物体转移到另一个物体，或者是从物体的一部分转移到另一部分，能量的形式并没有发生变化。
能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到其他物体，而在转化或转移的过程中，总量保持不变。
知识点二：能量转移和转化的方向性
1. 能量转移的方向性
若把一杯水放到温度较高的环境中，水是否会自动变热？把水放到温度较低的环境中，水是否会自动变热？
若把水放到温度较高的环境中，水吸收热量，温度升高，内能增加。空气的内能传递给水，水会变热。 若把水放到温度较低的环境中，水放出热量，温度降低，内能减少。水的内能会传给空气，水不会变热。 在热传递的过程中，内能总是自发地从高温物体转移到低温物体，不能相反。
所以能量的转移是有方向性的.
2. 能量转化的方向性
我们从石油中提炼出汽油，汽车内燃机工作时，把汽油中的化学能转化为汽车的机械能、内能等。但是这些机械能、内能无法再转化回可以被利用的能源。
钟表上紧发条工作，但终会停下，机械能完全转化为内能，没有任何外界的影响或帮助，是一个“自发过程”。 但是若要钟表自动从周围环境吸热，使这部分内能转化为发条的弹性势能是不可能做到的。
所以能量的转化是有方向性的.
由于我们是在能量转化或转移过程中利用能量的。而在这个过程中，总会有一部分能量转化成内能散失到周围的环境中，这些能量虽然还在自然界中，但却无法自动转化为其他形式的能量，因而很难或无法再利用。也就是说，经转化后，可利用的能量只会减少，因此节约能源和更有效地利用能源是人类需要解决的重要问题。
3. 节约能源和更有效利用能源的原因
【例题1】各种形式的能量都不是孤立的，它们可以在一定条件下发生转化，且能量的转化是有方向的，下面几幅图按能量转化的顺序，排列正确的是（ ） A．①②③④ B．②③④① C．②①③④ D．①③④②
各种形式的能量在一定条件下可以发生转化，且能量的转化是有方向的，地球上所有能量直接或间接来自于太阳能，所以下列能量的转化顺序是：太阳—树林—燃煤电厂—空调，故只有C正确．
【例题2】关于能量的转移和转化，下列判断正确的是（ ）A. 热量可以从低温物体转移到高温物体 B. 能量的转移和转化没有方向性 C. 电取暖器辐射到房间里的热量可以再利用 D. 汽车由于刹车散失的热量可以再自动地用来驱动汽车正确
热量只能自发地从高温物体转移到低温物体，但在一定的条件下，热量可以从低温物体转移到高温物体，如电流通过电冰箱中的压缩机做功，将热量从温度较低的箱内“搬运”到温度较高的箱外，故A对；能量的转移和转化具有方向性，如电取暖器辐射到房间里的热量不能自发集中起来再利用，汽车由于刹车散失的热量也无法自动地转化为机械能再用来驱动汽车，故 B、C、D均错．
【例题3】能源家族中，有①煤、②天然气、③风能、 水能、⑤核能、⑥太阳能等，属于不可再生能源的有___________（填序号）；其中天然气是目前家庭中常用的能源，完全燃烧0.02m3天然气释放的热量，若这些热量50%的被水吸收，可以将5kg的水由20°C加热到_______°C ；核能是目前被广泛应用的新能源，我国已经建成十余座核电站，它们是利用__________（选填“核裂变”或“核聚变”）反应所释放的能量来发电的。电能可以使电动机转动，同时也会产生内能散失在空气中，但这些内能却无法自动转化为电能，该现象说明能量转化具有_______性。
（1）①煤、 天然气、 核能等一旦消耗就很难再生，属于不可再生能源；③风能、 水能、⑥太阳能可以从自然界源源不断地获得，属于可再生能源。（2）完全燃烧 天然气释放的热量由题知，水吸收的热量由 可知，水升高的温度可知水的温度：（3）核电站是利用原子核发生裂变时释放出的核能来发电的。（4）能量在转化或转移的过程中，其总量保持不变。电能可以使电动机转动，同时产生内能散失在空气中，但这些内能却无法自动转化为电能，该现象说明能量的转化具有方向性。
【例题4】在研究冰的熔化特点实验中：（1）某同学用“水浴法”进行该实验，装置如图1，这种加热方式的优点是________________。加热过程中，热量从石棉网传递给烧杯，烧杯不能将热量传递给石棉网，说明能量的转移具有_______性；（2）利用酒精灯持续加热，且在此过程中单位时间内试管中的物质吸收的热量恒定，某同学绘制了温度计示数与时间的关系图像如图2所示。则水的比热容______冰的比热容（选填“>”、“=”或“<”）。BC过程中，试管中的物质内能______，总体积______。物质在DE段_____（选填“能”或“不能”）沸腾。
（1）图1中装置将需要加热的物质放入试管中，并用水进行加热，这样可以使加热物质受热更加均匀。能量转移具有方向性，加热过程中，热量从石棉网传递给烧杯，烧杯不能将热量传递给石棉网，说明能量的转移具有方向性。（2）由图像可以看出，AB段与CD段的倾斜程度不同，可知升高相同的温度，冰比水用的时间短，由Q=cmΔt，质量相同的水和冰，升高相同的温度，冰加热时间少，吸热少，故冰的比热容比水的比热容小。BC过程中，物质不断吸热，内能增加，冰逐渐熔化成水，总体积变小。BC过程中，烧杯内的水沸腾时温度保持不变，试管内的水虽达到沸点，但不能继续吸热，所以不能沸腾。
推动了人类社会发展，为人类文明发展作出了重大贡献。
改变能源结构、开发新能源、提高能源的利用率、减少环境污染.
问题：不可再生能源会被消耗殆尽；破坏环境和生态平衡。
第5节 能源与可持续发展
知识点一：能量转化的效率
表示能量转化情况的图叫作能流图。
1. 能源的开发和利用对人类社会的影响
2. 我国面临的能源问题
①我国人口众多，能源短缺.
②能源结构问题：我国目前的能源结构以化石燃料为主，这必然使我们面临着两个严峻的问题：一是化石燃料的蕴藏量有限，会导致能源枯竭；二是化石燃料会导致严重的环境污染和生态破坏.
③能源资源分布不均.
知识点二：能源与可持续发展
3. 能源与可持续发展
①可持续的能源生产和消费已成为社会、经济可持续发展的重要前提之一。
依靠科技进步改变能源结构、开发和推广清洁的可再生能源，提高能源利用效率、减少环境污染已成为我国实现可持续发展的当务之急.
②可持续发展的当务之急.
③未来的理想能源应该是来源丰富、可再生、洁净、安全，获取方便且经济的。太阳能、风能、地热能、水能和氢能这五种能源今后将会优先获得开发和利用。
【例题1】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．图中符合节约能源且安全的做法是（ ）
使用冰箱时，开门时不关好，会浪费电能；用燃气炉取暖，效率低，浪费能源还会对大气造成污染；用洗衣机洗一件衣服，既浪费了水资源又浪费了电能；所以ACD都不符合题意，B符合题意.
A． 开门后门不关好 B． 白天尽量采用自然光C． 用煤气灶取暖 D． 每次只洗一件衣服
【例题2】6月5日是世界环境日，人类对能源的需求越来越大，世界能源危机日益突出，如何合理利用和开发能源，提高能源的利用率，实现低碳减排，已成为世界各国共同关注的问题。（1）如图甲为近两个多世纪以来人类能源消耗曲线图，由图可知，自1950年以来，人类能源消耗的情况是______；A．显著增长 B．平稳增长 C．稳中有降 D．显著减少
（1）由图像知，从1950年以后，在短时间内，能量消耗非常快，所以是显著增长，故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。
（2）为实现减排目标，国家大力推广风力发电。江苏省沿海地区风力发电项目已全面启动，沿海壮观的风电场即将形成（如图乙）。假如1.2×106kW的风电场项目全面建成之后，所有机组发电1h，可提供多少kW·h的电能？______。这些电能相当于多少千克煤炭完全燃烧所释放出来的能量？______（煤的热值为3.0×107J/kg，1kW·h=3.6×106J）
（2）风电场所有机组发电1h时，提供的电能W=Pt=1.2×106kW×1h=1.2×106kW⋅h=1.2×106×3.6×106J=4.32×1012J 这些电能与完全燃烧煤所放出的能量相同，据Q放=mq知，燃烧煤的质量
（3）汽车行驶时，完全燃烧热值为4.2×107J/kg的汽油0.5kg，则输出的有用功是__________J；释放出的内能无法自动地转化为机械能再用来驱动汽车，说明能量的转化具有_______。
【例题3】某品牌汽车汽油机的能量流程图如图所示：（1）用来提炼出汽油的石油属于___________（选填“可再生”或“不可再生”）能源；（2）汽油机工作时飞轮转速为2400r/min，则每秒钟做功_______次；
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