人教版第十七章  能源与可持续发展 复习提纲

一、能源家族

（一）、能源：凡是能提供能量的物质资源。

（二）、分类：

1、按能源的利用方式分为：

一次能源：（直接从自然界中可以获取的能源）（化石能源：煤、石油、天然气；核能；内能、太阳能、海洋能、生物质能）

二次能源：（无法从自然界直接获取，必须经过一次能源的消耗才能得到）电能

2、按是否可再生分：

不可再生能源（化石能源：煤、石油、天然气；核能）

可再生能源：内能、太阳能、海洋能、生物质能

3、按开发早晚的情况还可分为：常规能源（煤、石油、天然气、）和新能源（太阳能、水能、潮汐能、地热能、核能）。

4、化石能源：煤、石油、天然气，是千百年前埋在地下的动植物经过漫长的地质年代形成的。

5、生物质能：由生命物质提供的能量。

二、核能

1、原子和原子核

（1）原子的组成：质子、中子、电子组成，质子带正电荷，电带负电荷，中子不带电。

（2）原子核的组成：由质子和中子组成。

2、核能：由于原子核的变化而释放的巨大能量叫核能，也叫原子核。

裂变：用中子轰击重核时，重核会分裂成大小相差不大的部分，同时释放核能。 原子弹：不可控核裂变。

聚变：较轻的核在超高温下结合成新核的过程同时释放巨大的能量。  氢弹：不可控核聚变。

（2）核能获得的途径：

①原子核的核裂变：核电站。②原子核的核聚变：太阳能（太阳表核聚变面）的利用。

3、核电站

（1）利用核能发电的电站。已建成的核电站都是利用重原子核裂变释放的能量发电。

（2）核电站具有的消耗的燃料少、运输量小、成本低、功率大的特点，但需防止放射性物质泄漏，避免放射性污染，确保安全。

三、太阳能

1. 太阳能

太阳能的优缺点：

人类利用太阳能的四个渠道：

被直接利用；被海洋、大地吸收；被植物、微生物吸收；使大气、水升腾循环。

直接利用太阳能两种方式：

2、太阳能的转化

使空气变热形成风能；直接使大地变热，使水汽化，太阳能变为内能；被生物吸收成为生物质能等。

四、能源革命 五、能源与可持续发展

1、能源革命

人类历史上，能量转化技术在不断进步，这就在能源革命。

A、第一次能源革命：标识：钻木取火；   主要能源：柴薪； 持续时间：近一万年。

B、第二次能源革命：标识：蒸汽机的发明；主要能源：煤、石油、天然气；持续时间：二百多年

C、第三次能源革命：标识：核能的使用     主要能源：     持续时间：到现在

2、能量转移和能量转化的方向性： 例如：汽车制动时，由于摩擦而使一部分动能变为地面和空气的内能，这部分内能就不能再次开动汽车。

3、节约能源：由于能量转移和能量转化的方向性，目前作为人类主要能源的化石能源正逐渐被消耗，所以节约能源，已成为紧迫部问题。

出路：提高能源的利用率，开发新能源，特别是开发利用核能和太阳能。

4、能源消耗对环境的影响

  （1）环境污染：燃料燃烧过程中会产生有害气体，不完全燃烧还会产生粉尘，污染大气，危害人体健康，影响动植物正常生长。

  （2）环境影响：水土流失，土地沙漠化。

  （3）环境保护的主要措施：改进燃烧设备，尽量使燃料充分燃烧；加装消烟装置，减少烟尘排放量。普及使用煤气和天然气，以代替家用煤炉。集中供热，以减少烟囱数目，既提高了燃料的利用率又减少了污染。开发利用污染小的新能源。

5、未来的理想能源

理想能源满足的四个条件：

第一，必须足够丰富，可以保证长期使用；第二，必须足够便宜，可以保证大多数人用得起；第三，相关的技术必须成熟，可以保证大规模使用；第四，必须足够安全、清洁，可以保证不会污染环境。

人教版第十七章  能源与可持续发展 复习提纲

一、能源家族

（一）、能源：凡是能提供能量的物质资源。

（二）、分类：

1、按能源的利用方式分为：

一次能源：（直接从自然界中可以获取的能源）（化石能源：煤、石油、天然气；核能；内能、太阳能、海洋能、生物质能）

二次能源：（无法从自然界直接获取，必须经过一次能源的消耗才能得到）电能

2、按是否可再生分：

不可再生能源（化石能源：煤、石油、天然气；核能）

可再生能源：内能、太阳能、海洋能、生物质能

3、按开发早晚的情况还可分为：常规能源（煤、石油、天然气、）和新能源（太阳能、水能、潮汐能、地热能、核能）。

4、化石能源：煤、石油、天然气，是千百年前埋在地下的动植物经过漫长的地质年代形成的。

5、生物质能：由生命物质提供的能量。

二、核能

1、原子和原子核

（1）原子的组成：质子、中子、电子组成，质子带正电荷，电带负电荷，中子不带电。

（2）原子核的组成：由质子和中子组成。

2、核能：由于原子核的变化而释放的巨大能量叫核能，也叫原子核。

裂变：用中子轰击重核时，重核会分裂成大小相差不大的部分，同时释放核能。 原子弹：不可控核裂变。

聚变：较轻的核在超高温下结合成新核的过程同时释放巨大的能量。  氢弹：不可控核聚变。

（2）核能获得的途径：

①原子核的核裂变：核电站。②原子核的核聚变：太阳能（太阳表核聚变面）的利用。

3、核电站

（1）利用核能发电的电站。已建成的核电站都是利用重原子核裂变释放的能量发电。

（2）核电站具有的消耗的燃料少、运输量小、成本低、功率大的特点，但需防止放射性物质泄漏，避免放射性污染，确保安全。

三、太阳能

1. 太阳能

太阳能的优缺点：

人类利用太阳能的四个渠道：

被直接利用；被海洋、大地吸收；被植物、微生物吸收；使大气、水升腾循环。

直接利用太阳能两种方式：

2、太阳能的转化

使空气变热形成风能；直接使大地变热，使水汽化，太阳能变为内能；被生物吸收成为生物质能等。

四、能源革命 五、能源与可持续发展

1、能源革命

人类历史上，能量转化技术在不断进步，这就在能源革命。

A、第一次能源革命：标识：钻木取火；   主要能源：柴薪； 持续时间：近一万年。

B、第二次能源革命：标识：蒸汽机的发明；主要能源：煤、石油、天然气；持续时间：二百多年

C、第三次能源革命：标识：核能的使用     主要能源：     持续时间：到现在

2、能量转移和能量转化的方向性： 例如：汽车制动时，由于摩擦而使一部分动能变为地面和空气的内能，这部分内能就不能再次开动汽车。

3、节约能源：由于能量转移和能量转化的方向性，目前作为人类主要能源的化石能源正逐渐被消耗，所以节约能源，已成为紧迫部问题。

出路：提高能源的利用率，开发新能源，特别是开发利用核能和太阳能。

4、能源消耗对环境的影响

  （1）环境污染：燃料燃烧过程中会产生有害气体，不完全燃烧还会产生粉尘，污染大气，危害人体健康，影响动植物正常生长。

  （2）环境影响：水土流失，土地沙漠化。

  （3）环境保护的主要措施：改进燃烧设备，尽量使燃料充分燃烧；加装消烟装置，减少烟尘排放量。普及使用煤气和天然气，以代替家用煤炉。集中供热，以减少烟囱数目，既提高了燃料的利用率又减少了污染。开发利用污染小的新能源。

5、未来的理想能源

理想能源满足的四个条件：

第一，必须足够丰富，可以保证长期使用；第二，必须足够便宜，可以保证大多数人用得起；第三，相关的技术必须成熟，可以保证大规模使用；第四，必须足够安全、清洁，可以保证不会污染环境。

阅读文章，回答文后的问题：

　　人们在长期的生活和生产中认识到，人类的生存和发展离不开能源．人们是多么渴望生产一种不需要耗用任何能量而能永远不停工作的机器－－永动机．下图所示的是一个永动机的设计方案：轮子中有一个转动轴，轮子边缘安装着12个可活动的短杆，每个短杆的一端装有一个铁球．方案的设计者认为右边的球与左边的球离轴远些，因此，右边的球产生的转动力矩要比左边的球产生的转动力矩大．这样轮子就会永无休止地沿着箭头所指的方向转动下去，并且带动机器转动．但事实上并未实现不停息的转动．仔细分析一下就会发现，虽然右边每个球产生的力矩大，但是球的个数少，左边每个球产生的力矩小，但是球的个数多．于是，轮子不会持续转动下去而对外做功，只会摆动几下，便停在图中所画的位置上．

　　17～18世纪，永动机最为流行，人们曾提出各种永动机设计方案，有采用“螺旋汲水”，有利用轮子的惯性、水的浮力或毛细作用的，也有利用同性磁极之间排斥作用的．18世纪末，不少科学家开始怀疑制造永动机的可能性．1775年，法国科学院决议不再受理永动机的设计方案．这些事实，使人们逐步悟出一个道理：永动机不可能实现是由于某一普遍定律的限制，而这条定律至今还没发现．因此，它启示人们不再为设计永动机而煞费苦心，转而致力于这一未发规定律的挖掘工作．

　　17～18世纪，经典力学中已蕴涵着机械能的转化和守恒的初步思想．伦福德等人对摩擦生热的研究，否定了热质说，提示了机械能与物体内能变化的关系．1800年发明了电池，不久又发现了电流的热效应、磁效应、化学效应及电磁感应，科学家们进一步展示出了自然界不同现象的相互联系、相互转化的图景．在其他方面，如生物学发现了动物的体温和进行机械活动的能量跟它摄取的食物的化学能有关．这一切，都为能量守恒发现做了必要的准备．19世纪40年代，不同国家的十几位科学家以不同的方式，各自独立地提出了能量守恒定律．人们认识到：能量既不会消灭，也不会凭空产生，能量有各种不同的形式，可从一种形式转化为另一种形式，从一个物体转移到另一个物体，在转化和转移的过程中能量的总量保持不变．能量守恒定律使永动机幻梦被彻底地打破．

　　在制造上面所说的第一类永动机的这一尝试失败之后，一些人又梦想着制造另一种永动机，希望它不违反能量守恒定律，而且既经济又方便．例如，这种可直接从海洋或大气中吸取热量使之转化为机械功．由于海洋和大气的能量是取之不尽的，因而这种热可永不停息地运转做功，也是一种永动机．然而，在大量实践经验的基础上，英国物理学家开尔文于1851年提出一条新的普遍原理：物质不可能从单一的热源吸取热量，使之完全变为有用的功而不产生其他影响．看来永动机只是人们的美好愿望，永远也不可能实现．

(1)人类梦想制造的永动机有哪几类？为什么都没有实现？

(2)下图是两位发明家自制的永动机模型．你能否和其他同学讨论一下，它们能“永动”吗？

　　据记载，人类利用太阳能已有3000多年的历史，但将太阳能作为一种能源和动力加以利用，只有300多年的历史．真正将太阳能作为“近期急需的补充能源”，“未来能源结构的基础”，则是近来的事．

　　近代太阳能利用历史可以从1615年法国工程师所罗门·德·考克斯发明了世界上第一台太阳能驱动的发动机算起．该发明是一台利用太阳能加热空气使其膨胀做功而抽水的机器．

　　20世纪的100年间，太阳能科技发展历史几经沉浮，人们对究竟能否利用太阳能在认识上多次反复，最后是环境保护给了太阳能利用带来巨大机遇．

　　当前全球能源的85％来自石油、煤炭和天然气等化石燃料，太阳能供电仅占全球供电量的三万分之一．在现有技术条件下，化石能源的大量使用给地球环境造成了严重危害，导致全球性的环境污染和生态破坏，对人类的生存和发展构成极大的威胁．

　　目前，全球石油剩余可采储量仅为1400多亿吨．按目前产量，静态保障年限仅40年；天然气的剩余可采储量为150亿立方米，静态保障年限仅为60年．正是这种巨大的能源危机、严峻的环境问题，促使人们必须寻找新能源，希望太阳能、风能、地热能、潮汐能等可再生的清洁能源撑起未来世界能源供给的半壁江山．

　　科学家们公认、太阳能是未来人类最合适、最安全、最绿色、最理想的替代能源．太阳每分钟射向地球的能量相当于人类一年所耗用的能量．目前太阳能利用转化率约为10％～12％，开发利用的潜力十分巨大．

　　目前世界各国都在实施自己的“阳光计划”，新年刚过，德国便开始建造世界上最大的太阳能发电站，它的启用使每年二氧化碳排放量减少3700t．而印度乡村的村民们则在年初仰仗美国BP太阳能公司赠送的太阳能光电设备，从此告别无电时代．世界上最大的石油企业也将重点向太阳能转移，太阳能时代已经拉开它辉煌的大幕．

　　科学家预言：未来大规模的太阳能开发利用，有可能开辟新能源领域，从而将人类带出传统的燃火时代．

1．使用太阳能与传统的燃烧燃料有什么好处？