(共10张PPT)
11.2 能量转化的方向性和效率
知识点一 能量转化的方向性
能量的转化与转移具有一定的 方向性 ,如热量不会自发地从低温物体传到高温物体,汽车不能自发地收集消耗的能量再次开动。
下列关于能量转移和转化的方向性的说法中,不正确的是 ( D )
A.在自然界中不是所有能量都能利用
B.能量的利用是有条件的,也是有代价的
C.不同温度的物体发生热传递时,热传递的方向只能从高温物体传到低温物体,不可能自发地从低温物体传到高温物体
D.汽车刹车时,车的动能转化为内能,这些内能可以被收集起来,再作为汽车行驶的动力
知识点二 能量转化中的效率
1.在能量的利用过程中,能量的损耗是不可避免的。
2.输入能量与输出有效能量、输出无效能量的关系:输入能量= 输出有效能量+输出无效能量 。
3.能量转化效率:η=输出有效能量输入能量
在任何情况下,η都 小于 1。
如图反映了一只“220 V 100 W”的白炽灯正常工作时的能量转化情况,下列说法错误的是( B )
A.图中括号内的能量应该是光能
B.生活中使用这种灯泡电能的利用效率高,有利于节能
C.图中电能是白炽灯正常工作1 s消耗的电能
D.白炽灯正常工作时电能转化为光能的效率为10%
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 ( C )
A.①②③④ B.②③④①
C.②①③④ D.①③④②
2.(双选)如图所示是某辆汽车工作时的能量流向图,仔细分析该汽车的能量流向以及回忆你所学的内燃机知识,下列说法正确的是
( BD )
A.由图可知汽车最终用于车辆克服空气阻力的能量占到燃料完全燃烧释放能量的42%
B.内燃机工作时是将内能转化为机械能
C.随着技术的进步,该汽车的能量利用率可以达到100%,因此,只要发展科技,就可以解决所有的能源问题
D.由图可知,发动机输出的有用功并没有完全用于车辆的行驶
3.(2023·武威)汽车在刹车过程中,机械能转化为地面和轮胎的内能,这些内能将无法自动地转化为汽车的机械能,这种现象说明自发的能量转化过程是有一定 方向 性的,但在能量的转化和转移过程中,能的总量 保持不变 (选填“不断减少”“保持不变”或“不断增加”)。
(1)水吸收的热量;
解:(1)水吸收的热量:
Q吸=c水m水(t-t0)=4.2×103 J/(kg·℃)×2 kg×(60 ℃-20 ℃)=3.36×105 J
(2)该火炉烧水的热效率。
(2)木炭完全燃烧放出的热量:
Q放=m木炭q=100×10-3 kg×3.36×107 J/kg=3.36×106 J
则火炉烧水的热效率:
η=×100%=×100%=10%(共12张PPT)
11.5 能源开发与可持续发展
知识点 能源开发与可持续发展
1.能源利用中的问题及相应对策
(1)能源利用中的问题:
①化石能源不断枯竭;②常规能源的长期使用对环境及生态造成破坏;③能源利用存在安全问题。
(2)解决能源问题:
①提倡节能;②减少污染物的排放;③开发新能源。
2.新能源的开发与利用
(1)核能的开发与利用
(2)太阳能的开发与利用
(3)地热能的开发与利用
(4)其他新能源的开发与利用
在学完“能源与可持续发展”后,同学们对有关能源问题进行了讨论,他们的说法中错误的是 ( B )
A.煤、石油、天然气等化石能源是不可再生能源
B.因为能量在转化过程中是守恒的,所以能源是“取之不尽、用之不竭”的
C.水电站是将机械能转化为电能
D.核能、太阳能等是具有广阔开发前景的新能源
1.保护环境是全球性重大课题,下列能源在使用过程中对环境污染最小的是 ( C )
A.煤炭 B.木柴 C.太阳能 D.石油
2.(2023·聊城)如图所示是一种太阳能背包。它的前面有一个太阳能电池板,里面有一个蓄电池,可以给手机、小风扇或数码相机等电子产品供电。下列说法错误的是( D )
A.太阳能电池板将太阳能转化为电能
B.给蓄电池充电将电能转化为化学能
C.蓄电池放电将化学能转化为电能
D.小风扇工作将化学能转化为机械能
3.(2023·淄博)能源是人类生存和发展的基础,人类社会的每一次重大进步都伴随着能源的改进和更替。关于能源的开发和利用,下列说法错误的是 ( A )
A.核能是可再生能源,开发和利用核能是人类获取能源的一个新途径
B.煤是不可再生能源,以煤为主要燃料的火电站容易造成环境污染
C.太阳能是一次能源,可直接利用且污染小,开发前景广阔
D.能量在利用的过程中,其转化和转移是有方向性的
4.小明外出旅游路过某区县时看到了安装在山上的风力发电装置,如图甲所示。小明查找资料得知,每台发电机组的扇叶旋转一周就能发电2度。在风力充足且稳定的理想情况下,每台发电机的发电功率为2 MW。
(1)理想情况下,扇叶转过一周需要的时间约为多少
解:(1)扇叶转过一周的发电量:
W=2 kW·h=2×3.6×106 J=7.2×106 J
扇叶转过一周需要的时间:
t===3.6 s
(2)小明通过测量发现,发电装置的扇叶旋转一周的时间为4 s,则当前情况下,风力发电机组的实际发电功率为多少
(2)实际发电功率:P实===1.8×106 W
(3)如图乙为风力发电机每秒获得的风能与风速的关系图像。若第(2)问中风速为10 m/s,则风力发电机的发电效率是多少
(3)由图乙知,4 s内发电机获得的风能:
W风=6×106 J/s×4 s=2.4×107 J
故风力发电机的发电效率:
η=×100%=×100%=30%(共14张PPT)
11.1 能量守恒定律
知识点一 形形色色的能量
1.能量有多种多样的形式, 运动形式 的多样性,对应着能量的 多样性 。
2.常见的能量有 机械能 、内能、 电能 、光能等。
在日常生活和生产中,处处离不开能量,指出下图各种物体所具有的能量。
A. 内 能 B. 电磁能
C. 机械能 D. 化学能
知识点二 不同形式能量的相互转化
1.不同形式的能量可以相互 转化 。
2.现代化的生活是以 电能 为中心的能量转化和利用的过程。
3.我们生产、生活中利用的能源,大都来自 太阳 。
下列有关能量转化的说法中,错误的是 ( C )
A.核电站发电——核能转化为电能
B.太阳能电池——太阳能转化为电能
C.电风扇工作——电能转化为内能
D.电饭锅烧饭——电能转化为内能
知识点三 能量守恒定律
1.能量既不能 创造 ,也不会 消灭 ;当能量从一个物体 转移 到其他物体或从一种形式 转化 为其他形式时, 总量 不变。这称为能量守恒定律。
2.所有能量的转化和转移过程,都遵守 能量守恒 定律。
关于能量守恒定律,下列说法正确的是 ( C )
A.能量可以凭空消失
B.能量可以凭空产生
C.能量在转化和转移过程中,能量的总量保持不变
D.热机在工作的过程中不遵循能量守恒定律
知识点四 永动机
永动机是不可能实现的,因为它违背了 能量守恒定律 。
1.下列关于能量的说法中,正确的是 ( C )
A.洗衣机工作时是将机械能转化为电能
B.电水壶工作时是将内能转化为电能
C.用热水泡脚,身体会感到暖和,说明内能可以转移
D.能量无论是转化还是转移,能量总会逐渐减少
2.瀑布从高峰倾泻而下,驱动发动机转动发电,在此过程中能量转化的顺序为 ( B )
A.动能→重力势能→电能
B.重力势能→动能→电能
C.电能→重力势能→动能
D.重力势能→电能→动能
3.(双选)根据能量守恒定律,下列过程分析正确的是 ( AB )
A.内燃机做功冲程后获得的机械能,一部分对外输出,一部分转化为内能,一部分储存在飞轮里
B.充电时手机发热,电能一部分转化为内能,一部分转化为化学能
C.水沸腾时水蒸气顶起壶盖,水蒸气的内能全部转化为机械能
D.电风扇工作时会发热,电能全部转化成内能
4.(2023·东营)2023年5月17日,我国用长征三号乙运载火箭成功发射第56颗北斗导航卫星。在卫星发射过程的点火加速上升阶段,发生的能量转化是:燃料的 化学 能转化为内能,然后再转化为卫星的 机械 能。
5.【教材改编】如图所示为一种人们设想中的永动机,它通过高处的水流冲击叶片,叶片的转动又带动抽水机从低处将水抽到高处,从而循环工作。这种永动机 不能 (选填“能”或“不能”)永远工作下去。
6.(2023·苏州)《天工开物》中记载有一种自动引水灌溉工具——“高转筒车”(如图)。使用时下方转轮安装在河道中,流水驱动轮子转动,系在传动绳索上的竹筒将水从河里源源不断输送到上方农田中。下列说法正确的是 ( C )
A.这是一台“永动机”
B.水在输送过程中重力势能不变
C.转轮转速越快输水做功功率越大
D.上、下两个转轮可分别看作定滑轮和动滑轮(共11张PPT)
11.3 能源
知识点一 能源的分类
1.能源就是能量的 来源 ,是指能为人类提供某种形式能量的 物质资源 。
2.能源的分类
(1)能源按其 产生的方式 可分为一次能源和二次能源。
①一次能源是指从自然界 直接取得 ,而不改变其 基本形态 的能源,如煤、石油、天然气等,有时称为 初级 能源。
②二次能源是一次能源经过 加工 ,转换成 另一种形态 的能源,如电力、蒸汽、焦炭等。
(2)一次能源按其使用的广泛程度可分为常规能源和 新能源 。
①常规能源是指当前被 广泛 利用的一次能源。
②新能源则是目前尚未 广泛利用 而正在积极研究以便推广的一次能源。
(3)一次能源按其资源的再生性可分为可再生能源和不可再生能源。
①不可再生能源是须经 地质年代 (亿万年)才能形成而短期内无法再生的一次能源,如煤、石油、核燃料等。
②可再生能源是能够不断 得到补充 以供使用的一次能源,如水力、太阳能、生物质能、风能、潮汐能等。
关于能源,下列说法中正确的是 ( D )
A.煤、石油、天然气以及水能、风能、电能等能源都是常规能源
B.核能、太阳能、潮汐能、地热能、水能和风能等都是新能源
C.一次能源都是开发利用后不能再生的能源,二次能源是可以再生的能源
D.核燃料是不可再生能源
知识点二世界能源储量及需求
1.传统能源储量的 有限性 与需求量的 逐年增加 是当今世界面临的能源问题的核心。
2.研究开发 新能源 ,减少对 传统能源 的依赖程度,是世界各国面临的重要任务。
1.(2023·攀枝花)2022年底,攀枝花首批氢能公交车投入运行。下列能源跟氢能一样属于二次能源的是 ( B )
A.风能 B.电能
C.水能 D.太阳能
2.(双选)因月球引力的变化引起潮汐现象,潮汐导致海水平面周期性地升降,因海水涨落及潮水流动所产生的能量称为潮汐能。现在潮汐能主要用于发电。由此可判断潮汐能是 ( AD )
A.一次能源 B.二次能源
C.化石能源 D.可再生能源
3.有下列各种能源:(填字母序号)
A.天然气 B.水能 C.石油 D.核能
E.地热能 F.电能 G.太阳能 H.潮汐能
其中属于可再生能源的有 BEGH ;属于二次能源的有 F ;属于化石能源的有 AC 。
4.近年来某地践行绿色发展理念,挖掘自然资源优势,减少化石燃料的使用,大力发展水能、风能等绿色能源。目前经常使用的化石能源属于 不可再生 (选填“可再生”或“不可再生”)能源,大力推广的风力发电是将 机械 能转化为 电 能。
5.(2023·青海)青海省位于我国西部,拥有极其丰富的太阳能、风能、水能等多种清洁能源。图中不属于利用清洁能源发电的是 甲 (选填“甲”“乙”“丙”或“丁”)图,其中丙图是将 机械 能转化成电能。(共13张PPT)
11.4 核 能
知识点一 原子核、核能
1.原子核是由 质子 和 中子 组成的。
2.核能:重核 裂变 或轻核 聚变 ,将释放出巨大的能量,这就是核能,也就是人们常说的 原子能 。
知识点二 核裂变能及其利用
1.裂变:重原子核 分裂 成较轻的原子核,叫做裂变。人类有效地获得大量核能是从用 中子 轰击铀核使铀核 裂变 开始的。
2.链式反应:如果核裂变释放的中子再引起其他核裂变,就可以使反应不断地进行下去,这种反应叫作链式反应。
3.核裂变的利用:
(1)原子弹的爆炸:是不加控制的核裂变发生链式反应的结果。
(2)核电站:
①核反应堆:是一种能够控制链式反应的装置。
②核电站的工作原理:利用核反应堆工作时释放的能量使水汽化,推动蒸汽轮机带动发电机发电。
③能量转化: 核 能→内能→ 机械 能→电能。
④优缺点:核能发电不会对 大气 造成污染,但核燃料有 核辐射 ,如果防范措施不当,会对人体健康造成严重伤害。
(双选)如图所示是核电站发电流程,核燃料在核反应堆中释放核能,原子核能转变为内能来加热水产生蒸汽。蒸汽通过管路进入汽轮机,推动发电机发电。下列说法中正确的是
( BD )
A.核能为可再生能源
B.核燃料在核反应堆中发生可控核裂变
C.核能的使用不需要任何防护,不会产生任何污染
D.发电机发电过程将机械能转化为电能
知识点三 核聚变
1.核聚变:轻原子核结合成 较重 的原子核,也能释放出 核能 ,这种核反应叫做聚变。
2.开发状况:目前核聚变 不能 人为控制,但可控核聚变已在实验室取得重大进展。
3.核聚变例子: 氢弹 、太阳的能量。
氢弹爆炸发生的是 核聚变 (选填“核裂变”或“核聚变”),它是 不可控反应 (选填“可控反应”或“不可控反应”),它需要在 超高温 条件下发生。
1.下列关于核能及其利用,说法正确的是 ( C )
A.任何两个原子核都可以发生聚变
B.目前人类已建立核电站,利用核聚变发电
C.在核电站中,发生的是可以控制的链式反应
D.在核电站中,厚重的保护层,是为了避免核燃料从内部逸出
2.(双选)(2023·日照)2023年4月12日,中国有“人造太阳”之称的全超导托卡马克核聚变实验装置(EAST),成功实现稳态高约束模式等离子体运行403 s,对加快实现核聚变发电具有重要意义。下面关于核能利用的说法,正确的是 ( AD )
A.我国具有完全自主知识产权的核电技术电站“华龙一号”利用的是可控核裂变
B.氢弹利用不加控制的核裂变放出巨大能量
C.原子弹利用核聚变放出巨大能量
D.太阳利用内部氢原子核发生聚变放出巨大能量
3.原子由 原子核 和电子组成,电子带 负 电。用中子轰击铀235原子核,可使其发生核 裂变 (选填“聚变”或“裂变”)并释放核能。
4.核能是指原子核在 裂变 或 聚变 过程中释放出的能量。
5.如图所示,为了形象地描述核能的获得,两位同学分别画了一幅利用核能途径的原理图。图甲表示的是 核裂变 ;图乙表示的是 核聚变 ,其中图 乙 (选填“甲”或“乙”)展示的是制造氢弹的原理。
6.(2023·赤峰)我国新一代人造太阳取得重大突破,它致力于太阳中能量产生方式—— 核聚变 (选填“核聚变”或“核裂变”)的研究,使其可以控制,追求无污染的人类能源自由。核能属于 一次 (选填“一次”或“二次”)能源。
