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20.1 能源和能源危机
第二十章 能源与能量守恒定律
引入新课
现代社会发展的三大支柱是能源、信息和材料,金属的冶炼、机器的运转、汽车火车等交通工具的行驶都需要能量。日常生活中的烧饭、取暖、照明等也需要能量。
煤、石油、天然气在燃烧时可以提供能量,它们是能源;水流和风可以提供能量,它们也是能源。自然界和生活中的能量,以多种形式存在着。你能说出生活中还有哪些形式的能量?还有哪些能源吗?
知识链接
(1)家用轿车用汽油做燃料。
(2)煤和石油是千百万年前埋在地下的动、植物经过漫长的地质年代形成的。
(3)生活生产中人们常用的燃料有煤、石油、天然气,这些燃料燃烧时将化学能转化为内能。
知识点
能源及其利用
知1-讲
1
1. 能源:能为人类提供能量的物质资源。
2. 能源利用的实质:能量的转化与转移。
3. 能源利用的发展历程
知1-讲
四个时期 说明
薪柴时期 钻木取火是一种将机械能转变为内能的方法,人类从利用自然火到利用人工火的转变,导致了以薪柴为主要能源时代的到来
煤炭时期 蒸汽机的发明使得人类以机械动力代替了人力和畜力,人类的主要能源由薪柴向煤炭转变
石油时期 内燃机的出现促使形成了人类以煤、石油、天然气为主要燃料的格局, 1965 年石油在世界能耗中的比例已超过煤炭,世界进入了石油时期
太阳能、核能时期或多元化能源时期 20 世纪40 年代,物理学家发明了可以控制核能释放的装置——核反应堆,拉开了以核能为代表的新能源利用序幕。目前人们正致力于开发太阳能、核能、水能、风能、海洋能、氢能……人类进入太阳能、核能时期或多元化能源时期
知1-讲
知识拓展
运用对比法认识能量和能源:
能源 能量
定义 能够提供能量的物质或物质运动 物体能够对外做功,就说物体具有能量
本质 可以提供某种形式能量的物质 与物体及其运动相联系,对应不同形式的运动,有不同形式的能量,如电流做功对应电能
联系 能源的利用过程,实质上就是能量的转化和转移的过程
知1-讲
例 1
关于能源的概念,下列叙述中正确的是( )
A. 能做功的物体叫做能源
B. 具有动能或势能的物体叫做能源
C. 能提供能量的物质资源都可以叫做能源
D. 内燃机和发电机都是能源
C
知1-讲
思路导引:能做功的物体只能说明它具有能量,而不是能源,所以A 错误;一个具有能量的物体本身不能称为能源,能源应该是能够提供能量的,所以B 错误;能提供能量的物质资源都可以叫做能源,这种说法符合能源的概念,所以C 正确;内燃机和发电机只是将能量进行转化的机器,本身不是能源,所以D 错误。
知1-讲
①能源概念的理解
理解能源的概念,就必须要搞清能源与能量、做功、机器等的区别。能源是指能够提供能量的物质资源,而不是能够做功的物体或机器,能源也不同于能量。
知2-讲
知识点
能源危机的挑战
2
1. 能源分类
分类标准 能源类别 注解 证明
能否再生 可再生资源 可以长期提供或再生 太阳能、风能、水能
不可再生资源 消耗后很难再生 煤、石油、天然气
产生方式 一次能源 可以直接使用 化石能源、水能、
地热能
二次能源 经过加工转换而来 电能、汽油、煤油、酒精
区别一次能源和二次能源的关键是看其是否经过加工转换。
知2-讲
分类标准 能源类别 注解 证明
使用状况 常规能源 已被广泛使用 煤、石油、天然气
新能源 尚未被人们广泛利用,正在研究推广中的能源 太阳能、潮汐能、
地热能
污染程度 清洁能源 无污染或污染很小 太阳能、水能、风能
非清洁能源 对环境污染较大 煤、石油、天然气
知2-讲
2. 能源危机
(1)世界的能源结构:现在世界上消耗的能源中,90% 以上是不可再生能源,其中石油约占40%,煤约占35%,天然气约占20%。
(2)我国的能源结构:2010 年,我国的能源消耗结构中,各种能源的比重大约为:煤68%,石油19%,天然气4.4%,其他(水电、核电等)8.6%。
知2-讲
(3)能源结构不合理:无论是世界上还是我国,在能源消耗的结构上,仍然存在着不科学、不合理的现象,即在人类消耗的能源中,90% 以上都是不可再生的能源。
知2-讲
(4)能源危机的原因:人类生活、生产、学习都离不开能源的消耗,由于世界人口的急剧增加和经济的不断发展,能源的消耗持续增长,目前作为人类主要能源的化石能源,不可能取之不尽,用之不竭,所以,“化石能源危机”最终会出现。所以在真正高效实用的新能源开发应用前,节约能源仍十分重要。
知2-讲
(5)解决能源危机的出路:一是节约能源,提高能源的利用率;二是开发和利用新能源,特别是太阳能和核能。
知2-讲
难点聚焦
能源的分类:
(1)能源分类的标准有很多,按不同的方式来划分时,同一种能源可属于不同类别。如煤炭是不可再生能源,也属于一次能源,还属于化石能源。
(2)可再生能源与不可再生能源都是对一次能源而言的,即只有自然界中现成存在的,可直接取用的能源才属于这一范畴,对于二次能源不能说是否可再生。
知2-讲
拓展延伸
常见的二次能源:
电能属于二次能源,凡是由一次能源经加工转换而来的能源都叫二次能源,常见的二次能源有:电能、蒸汽、煤气、汽油、柴油、液化石油气、酒精、沼气、氢气和焦炭等。
知2-讲
特别提醒
(1)知道自然界中的能源利用存在危机。
(2)从自己做起,使用能源过程中,要注意节约。
知2-讲
例2
[中考·黄石] 中国是一个负责任的大国,为构建人类命运共同体而不懈努力,实现可持续发展已成为21 世纪各国的任务。能源可按不同方式分类,如图1,下列四组能源中,能归入图中阴影部分的一组是( )
煤炭、沼气
B. 太阳能、风能
C. 水能、天然气
D. 石油、核能
B
知2-讲
思路导引:煤炭,属于化石能源,一旦消耗,在短时间内不能再生,属于不可再生能源,A 不符合题意;太阳能、风能都是来自太阳辐射的可再生能源,属于新能源,B 符合题意;天然气属于化石能源,一旦消耗,在短时间内不能再生,属于不可再生能源,C 不符合题意;石油属于化石能源,一旦消耗,在短时间内不能再生,属于不可再生能源;核能不是来自太阳辐射的能源,D 不符合题意。
知2-讲
②用定义判断法辨别能源的分类
知2-讲
有关能源、能源的利用以及能源危机, 以下说法错误的
是( )
A. 尽量节约能源,提高能源的利用率,有利于缓解日益严重的能源危机
B. 能源的利用过程实质上是能量的转化和转移过程
C. 由于能量是守恒的,所以不会存在能源危机
D. 为适应现代化建设的需要,在“开源”的同时,还必须注意“节源”
C
例 3
知2-讲
思路导引:尽量节约能源,努力提高能源的利用率,有利于缓解日益严重的能源危机,故A 正确,不符合题意;能源的利用过程实质上是能量的转化和转移过程,故B 正确,不符合题意;由于可利用的煤、石油、天然气都属于不可再生能源,用完之后不能在短时间内补充,因此可利用的能源会越来越少,会造成能源危机,故C 错误,符合题意;为适应现代化建设的需要,我们既要开发新能源,又要注意节约能源,故D 正确,不符合题意。
知2-讲
②有关能源问题的解题对策
对于有些问题的分析与判断,可借助生活经验和直观判断。节能是社会一直所倡导的公益性行为,是必要的,也是解决能源危机的一项措施。解决能源危机的出路,一是节约能源,提高能源的利用率,二是开发和利用新能源,特别是太阳能和核能。借助以上认识分析本例题,是一种行之有效的方法。
能源和能源危机
能源
历史
分类
危机
能源和能源危机
1. 能量是指物体做功的能力。根据物体的运动形式,
可将能量分为机械能、内能、光能等。根据提供能
量的物体或物质,可将能量分为风能、水能、太阳
能等。
2. 能源是能量的来源或源泉,如煤炭、石油、核燃料、
水、风等。