刘物理工作室2015/02/06制作
能源与可持续发展
一、知识梳理
化石能源：煤、石油、天然气
生物质能：柴薪、食物等
一次能源：化石能源、太阳能、水能、风能、地热、核能、潮汐能、柴薪、等。二次能源：电能、成品油如柴油汽油等，酒精、焦炭、煤气等（是人为加工的产品）分类可再生能源：太阳能、水能、风能、潮汐能、电能、生物质能如柴薪食物中储存的能量
不可再生能源：化石能源、核能、地热
常规能源：化石能源、水能、电能、柴薪、各种油、焦炭、煤气、等
能新能源：核能、太阳能、地热、海洋能（包括潮汐能、可燃冰等）
可控：核能发电
核能的利用
核聚变（热核反应）：氢弹。目前还不能人工控制，所以还不能和平利用。
太阳能的利用利用：1.太阳能热水器把太阳能转化为内能2.太阳能电池板把太阳能转化为电能。温室效应：危害：，产生原因：，控制方法：
能源与环境有害气体：SO2CONO或NO2
酸雨：危害：，产生原因：，控制方法：。
能源危机
二、1.化石能源（煤、石油、天然气）：属不可再生能源、一次能源、常规能源，最初来源于太阳能。
2.水能：属可再生能源、一次能源、常规能源，最初也是来源于太阳。
3.太阳能：属可再生能源、一次能源、新能源。
4.核能：属不可再生能源、一次能源、新能源，最初不是来源于太阳。
5.电能：属可再生能源、二次能源、常规能源。
6.风能、潮汐能：属可再生能源、一次能源、新能源，最初也是来源于太阳。
7.地热：属不可再生能源、一次能源、新能源，最初不是来源于太阳。
8.可燃冰：属不可再生能源、一次能源、待开发能源。
9.生物质能：属可再生能源。
三、1.能源的分类可以有很多种。
①按照能源在自然界形成的方式，可以分为一次能源和二次能源。一次能源是指自然形成和现成存在的能源，如：煤、石油、天然气、太阳能、风能、水能、地热能等。二次能源是指由一次能源经过人为加工转换而成的能源，如：焦碳、煤气、汽油、煤油、电等。
②能源又可分为可再生能源和不可再生能源。可再生能源是指可以从自然界里源源不断得到的能源。不可再生能源是指一次性消耗，就不可在短时期内从自然界得到补充的能源。
③按照能源使用的状况，可以分为常规能源和新能源两种。核能、太阳能、地热能、海洋能、潮汐能
等能源，新近才开始利用，叫做新能源．
④清洁能源与非清洁能源: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.非清洁能源是指对环境有污染或污染很大的能源.如:煤、石油、天然气等化石燃料.
2、核能
（1）.核裂变:重原子核成两个或两个以上中等质量原子核的过程称为核裂变反应，简称裂变．原子核裂变时1
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放出巨大的能量．核裂变所发生的反应叫链式反应；原子弹是不加控制的链式反应，核电站的核反应堆里发生的是可控的链式反应。
（2）核电站---把核能转化为电能．现在的核电站全部利用核裂变。
（3）核能发电的前景:核电站消耗的“燃料”很少．一座一百万千瓦的核电站，每年只消耗30吨浓缩铀，而同样功率的火力发电站，每年却要消耗250万吨煤．核电站只需消耗很少的核燃料，就可以产生大量的电能，且大气污染非常小，核能将成为21世纪的主要能源之一．但核电站最大的缺点是一旦发生核泄漏，灾难将是空前的。
(4).核聚变轻核结合成质量较大的核并放出巨大能量的过程称为核聚变反应，简称聚变．聚变又称为热核反应．氢弹爆炸就是利用的核聚变。目前还不能人工控制，所以还不能和平利用。所以当前的核电站都是利用核裂变而不是核聚变。
3、太阳能
（1）温度高:表面温度6000℃,内核温度1.5_10℃.内部发生的是核聚变。（2）能量大
优点:分布广,获取方便,不会造成污染,是人类未来的理想能源.但功率小、不稳定、受天气影响大。
4、能源与可持续发展未来的理想能源必须满足以下四个条件：第一，必须足够丰富，可以保证长期使用；第二，必须足够便宜，保证多数人用得起；第三，相关技术必须成熟，可以保证多数人可以使用；第四，必须足够安全、清洁，可以保证不会严重影响环境。
四：练习
1.。它们都是远古时的所以称为。它们即是可再生能源，又是次能源，它们（是不是）新能源；他们所储存的能
叫能，它们最初都是来源于能，是远古时代的植物通过作用把能转化为贮存在有机物中。
2.由生命物质提供的能量叫，是植物通过作用把能转化为贮存在有机物中的能；生物质能属再生能源。
3.核能也叫可再生能源，属次能源，它最初（是不是）新能源。
4.风能、水能、太阳能、潮汐能等都属再生能源，也属次能源，它们最初
5.电能属次能源，除此之外，用石油炼制出的柴油、汽油等各种成品油以及用酒精、用煤生产出的煤气等都属次能源。
6.使原子核能。
7.质量较的原子核成中等大小的原子核时能释放出巨大的能量，这就是裂变，它所发生的反应叫
。弹的爆炸所发生的链式反应是的，而核电站的核反应堆中发生的链式反应
是。质量较的原子核在超高温的条件下发生，会释放出更巨大的能量，这就是聚变，也称为反应。目前，核聚变还能在人工控制下被和平利用，所以目前的核电站都是利用的核变。
8.原子弹是利用核变，氢弹是利用核武器。
9.核电站首先把核能转化为高温高压水蒸汽，水蒸汽推动大型气轮机转动，使水蒸汽的能转化为能，气轮机带动大型发电机发电，使能最终转化为了能。
10.核电站的优点是：原料使用量，运输量，但安全性要求果，所以要防止事故的发生。
11.在太阳内部时刻发生着而释放出巨大的能量。所以太阳能从根本上属于能。目前，直接利用太阳能
的方式主要有两种：一种是用集热器把水加热，这是把能转化为能；另一种是用太阳能电池板把能转化为能。太阳能的不足之处是。
12．阳光把地面和空气晒热，这是能。热空气上升使空气流动形成风，这是太阳能转化成了能；水在太阳能和风能的作用下，一部分水蒸发到空中形成雨、雪最后形成河流，这是太阳能转化为了27
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能；所以像风能、水能、潮汐能、生物质能以及由远古时的生物质能转化来的化石能源、、等这些能它们最初都是来源于。
13.我们地区夏季能接收的太阳能是3.5_106J/(m2˙h)，某个太阳能热水器的有效吸热面积为2m2，每天接收太阳能的时间按8h计算，太阳能转化为水的内能的效率是30%，求每天能使100L水升温多少℃。
14..我们地区夏季能接收的太阳能是3.6_106J/(m2˙h)，某个太阳能电池板的的有效吸热面积为5m2，每天接收太阳能的时间按6h计算，光电转换率是30%，求：每天获得的电能是多少该电池板转化电能的功率是多少
15有一种太阳能热水器，它的有效采光面积为3m2，能在8h内把225L升高40℃，如果热水器毎平方米面积上
3每秒接收太阳能1.4_10J，求：该热水器的效率是多大
716.煤的热值是3.0_10J/Kg，煤燃烧有70%的热被水吸收，则一块0.5Kg的煤球完全燃烧能否把10L10℃的水烧
3开（C水=4.2_J/Kg.℃）
17.某同学为了探究酒精灯的效率，做了如下实验:①称得盛有酒精的酒精灯质量为130g②量取500ml水倒入大烧杯中，水温20℃③点燃酒精灯给水加热到50℃时④停止加热后称量酒精灯质量变为120g，求酒精灯加
37热效率。（C水=4.2_J/Kg.℃酒精的热值q=3.0_10J/Kg）
318．一台1KW的热水器正常工作多长时间能把2L水从20℃烧开（假设电热部被水吸收）。（C水=4.2_J/Kg.℃）
19.一台热水器电热丝的阻值为40Ω，接在家庭电路上正常工作时5min，产生的电热有80%被水吸收，能使2L水从20℃升高多少℃
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1：煤石油天然气生物化石能源不一不是化学太阳光合太阳化学
2：生物质能化学太阳光合太阳化学可3：原子不一不是是4：可
一都是5：二二6：聚合核原子7：大链式反应原子
不加控制加以控制小聚合热核不裂8：裂聚核9：内机械机械电10：小小低非常高是是灾难性核泄漏11：核聚变核太阳内
太阳电功率小、不稳定、受天气影响大12：太阳内风水化学煤石油天然气
713：40℃14：3.24_10J1500W15：31.3%16：(提示：Q1=mq70%Q2=CmΔtQ1>Q2所以能把
2水加热到沸腾)17:21%18：m=ρV=2kgQ=CmΔt=672000J=Wt=W/P=672s19.P=U/R=1210W
W=Pt=363000JQ=Wη=290400Jm=ρV=2kgΔt=Q/Cm=34.5℃
1：煤石油天然气生物化石能源不一不是化学太阳光合太阳化学
2：生物质能化学太阳光合太阳化学可3：原子不一不是是4：可
一都是5：二二6：聚合核原子7：大链式反应原子
不加控制加以控制小聚合热核不裂8：裂聚核9：内机械机械电10：小小低非常高是是灾难性核泄漏11：核聚变核太阳内
太阳电功率小、不稳定、受天气影响大12：太阳内风水化学煤石油天然气
713：40℃14：3.24_10J1500W15：31.3%16：(提示：Q1=mq70%Q2=CmΔtQ1>Q2所以能把
2水加热到沸腾)17:21%18：m=ρV=2kgQ=CmΔt=672000J=Wt=W/P=672s19.P=U/R=1210W
W=Pt=363000JQ=Wη=290400Jm=ρV=2kgΔt=Q/Cm=34.5℃
1：煤石油天然气生物化石能源不一不是化学太阳光合太阳化学
2：生物质能化学太阳光合太阳化学可3：原子不一不是是4：可
一都是5：二二6：聚合核原子7：大链式反应原子
不加控制加以控制小聚合热核不裂8：裂聚核9：内机械机械电10：小小低非常高是是灾难性核泄漏11：核聚变核太阳内
太阳电功率小、不稳定、受天气影响大12：太阳内风水化学煤石油天然气
713：40℃14：3.24_10J1500W15：31.3%16：(提示：Q1=mq70%Q2=CmΔtQ1>Q2所以能把
2水加热到沸腾)17:21%18：m=ρV=2kgQ=CmΔt=672000J=Wt=W/P=672s19.P=U/R=1210W
W=Pt=363000JQ=Wη=290400Jm=ρV=2kgΔt=Q/Cm=34.5℃
1：煤石油天然气生物化石能源不一不是化学太阳光合太阳化学
2：生物质能化学太阳光合太阳化学可3：原子不一不是是4：可
一都是5：二二6：聚合核原子7：大链式反应原子
不加控制加以控制小聚合热核不裂8：裂聚核9：内机械机械电10：小小低非常高是是灾难性核泄漏11：核聚变核太阳内
太阳电功率小、不稳定、受天气影响大12：太阳内风水化学煤石油天然气
713：40℃14：3.24_10J1500W15：31.3%16：(提示：Q1=mq70%Q2=CmΔtQ1>Q2所以能把
2水加热到沸腾)17:21%18：m=ρV=2kgQ=CmΔt=672000J=Wt=W/P=672s19.P=U/R=1210W
W=Pt=363000JQ=Wη=290400Jm=ρV=2kgΔt=Q/Cm=34.5℃
1：煤石油天然气生物化石能源不一不是化学太阳光合太阳化学
2：生物质能化学太阳光合太阳化学可3：原子不一不是是4：可
一都是5：二二6：聚合核原子7：大链式反应原子
不加控制加以控制小聚合热核不裂8：裂聚核9：内机械机械电10：小小低非常高是是灾难性核泄漏11：核聚变核太阳内
太阳电功率小、不稳定、受天气影响大12：太阳内风水化学煤石油天然气
713：40℃14：3.24_10J1500W15：31.3%16：(提示：Q1=mq70%Q2=CmΔtQ1>Q2所以能把
2水加热到沸腾)17:21%18：m=ρV=2kgQ=CmΔt=672000J=Wt=W/P=672s19.P=U/R=1210W
W=Pt=363000JQ=Wη=290400Jm=ρV=2kgΔt=Q/Cm=34.5℃
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