1．能源与人类生存的关系
2．能源利用与环境问题
3．可持续发展战略
学 习 目 标
知 识 脉 络
1.了解能源及其分类．
2．了解能源与人类生活的关系．
3．知道什么是能量耗散．
4．了解能源与环境问题．
5．了解能源现状与社会可持续发展的关系．
6．知道怎样合理利用和开发新能源，了解节能新技术.
知识点一| 能源与人类生存的关系
[先填空]
1．能源及其分类
(1)能源：指能够提供能量的自然资源．
(2)分类
①一次能源和二次能源．
②再生能源和非再生能源．
③常规能源和新能源．
2．能量耗散
(1)定义：由高品质的能量转化为低品质能量的过程．
(2)能量耗散虽然不会导致能量总量的减少，却会导致能量品质的降低，它实际上是将能量从高度有用的高品质形式降纸为不大可用的低品质形式．
[再判断]
1．非再生能源是人类目前主要利用的能源． (√)
2．能源是人类生存和发展的基础． (√)
3．能量耗散会导致总能量的减少，也会导致能量品质降低． (×)
[后思考]
流动的水带动水磨做功．由于磨盘之间的摩擦、磨盘和粮食之间的摩擦和挤压，使磨盘和粮食的温度升高，水流的一部分机械能转变成了内能，这些内能最终流散到周围的空气中，我们没有办法把这些流散的内能重新收集起来加以利用．请思考：内能与机械能相比，哪种能量的品质低？
【提示】 内能．能量的耗散虽然不会使能量减少，却会导致能量品质的降低．它实际上将能量从高度有用的形式降级为不大可用的形式．故内能较之机械能是一种低品质的能量．
1．能源的分类
能源分类方法
能源分类名称
特点
举例
按形成或转换
特点
一次能源
自然形成，未经加工
太阳能、风能、地热能、核能、潮汐能
二次能源
由一次能源经加工转换而成
焦炭、木炭、蒸汽、液化气、酒精、汽油、电能
按利用技术
常规能源
已大规模正常使用
煤、石油、天然气、水能
新能源
正在开发，或有新的利用方式
太阳能、核能、地热能、海洋能、沼气、风能
按可否再生
可再生能源
可循环使用、不断补充
水能、风能、生物质能、地热能
不可再生能源
短期内无法转换获得
煤、石油、天然气、核燃料
按对环境污染情况
清洁能源
对环境基本上没有污染
太阳能、海洋能、风能、水能
污染能源
会严重污染环境
化石燃料(煤、石油)
2.如何正确理解能量耗散和品质降低
(1)各种形式的能最终都转化为内能，流散到周围的环境中，分散在环境中的内能不管数量多么巨大，它也不过只能使地球、大气稍稍变暖一点，却再也不能驱动机器做功了．
(2)从可被利用的价值来看，内能较之机械能、电能等，是一种低品质的能量．由此可知，能量耗散虽然不会导致能量的总量减少，却会导致能量品质的降低，实际上是将能量从高度有用的形式降级为不大可用的形式．
(3)能量耗散导致可利用能源减少，所以要节约能源．
1．以下说法正确的是( )
A．煤、石油、天然气等燃料的最初来源可追溯到太阳能
B．汽油是一种清洁能源
C．水能是可再生能源
D．煤、石油等常规能源是取之不尽用之不竭的
E．煤、石油、天然气是不可再生能源
【解析】 煤、石油、天然气等是动植物转化成的，其来源可追溯到太阳能，选项A对；汽油燃烧会引起一些化合物的产生，导致有毒气体的生成，选项B错；水是可再生能源，选项C对；煤、石油等储量是有限的，是不可再生能源，选项D错、E对．
【答案】 ACE
2．能源可划分为一次能源和二次能源．自然界以现成形式提供的能源称为一次能源；需要依靠其他能源的能量间接制取的能源称为二次能源．下列叙述正确的是( )
A．水能是二次能源 B．电能是二次能源
C．天然气是一次能源 D．焦炉气是一次能源
E．焦炭是二次能源
【解析】 由题意可知水能和天然气是自然界中已经存在的，是一次能源．电能是由其他形式的能转化的，焦炉气是炼油厂产生的副产品，焦炭是利用烟煤冶炼制成的，故它们是二次能源，故应选B、C、E.
【答案】 BCE
3．下列对能量耗散的理解正确的有( )
A．能量耗散说明能量在不断减少
B．能量耗散遵守能量守恒定律
C．能量耗散说明能量不能凭空产生，但可以凭空消失
D．能量耗散从能量角度反映出自然界的宏观过程具有方向性
E．能量耗散符合热力学第二定律
【解析】 在发生能量转化的宏观过程中，其他形式的能量最终会转化为流散到周围环境的内能，无法再回收利用，这种现象叫能量耗散，能量耗散并不违反能量守恒定律，宇宙中的能量既没有减少，也没有消失，它只从能量角度反映出自然界的宏观过程具有方向性，恰恰说明符合热力学第二定律，故A、C错，B、D、E正确．
【答案】 BDE
能量与能源的区别
1．能量是守恒的，既不会增加也不会减少．
2．能源是可以提供可利用能量的物质，能源的利用过程存在能量耗散现象，能量耗散使得能量品质下降即能源减少，故我们要节约能源．
知识点二| 能源利用与环境问题、可持续发展战略
[先填空]
1．温室效应造成的影响
(1)全球温暖化
(2)海平面上升
(3)降水量变化
(4)影响农业生产
(5)影响气候带和植被分布
(6)影响土地利用
(7)影响人体健康
2．酸雨
(1)定义：就是pH小于5.6即呈酸性和降水．
(2)酸雨的危害
酸雨导致土壤的酸性增强，使大量农作物和牧草枯死，它会破坏森林生态系统，使林木生长缓慢，乃致森林大面积死亡；它可以使江河湖水酸化，鱼虾大量死亡；它会使农作物减产、可食部分重金属含量增加；酸雨加速了各种材料和设备的腐蚀；酸雨还会损害人体的各种系统，严重影响人体健康．
3．大气臭氧层厚度变薄
(1)臭氧层是地球生命的保护伞．
(2)氯原子能够连续破坏臭氧分子．
4．放射性污染
核裂变产物污染主要是放射性污染．
5．能量消耗
我们必须设法提高能源的利用率，减少能源的损耗和浪费，节约能源．
6．可持续发展
(1)可持续发展是指：“既满足当代人的需求，又不对后代人满足其自身需求的能力构成危害的发展”．
(2)可持续发展战略的核心思想是以人为本，建立自然—经济—社会相互协调的体系，以求得社会全面、持续、稳定、健康地发展．
(3)在可持续发展战略中，包含着“节流”和“开源”两个方面．
7．节能新技术
(1)三束技术：指离子束、电子束和激光束的技术．
(2)超导技术：利用超导技术输电不产生焦耳热，因此无电能损耗．
(3)燃料节能：将固体燃料转化为流体燃料，可大大提高燃料热效率．
8．开发新能源
(1)太阳能
(2)地热能
(3)海洋能
(4)风能
(5)生物质能
(6)可燃冰
(7)氢能源
(8)核聚变能
[再判断]
1．常规能源的利用会引起环境问题，所以我们不应利用能源． (×)
2．用太阳能灶供热有利于环境保护． (√)
3．能源的开发和利用必须同时考虑其对环境的影响． (√)
[后思考]
如图是锅炉工作时的外景，从节约能源和环境保护角度来看，分析存在的主要问题是什么．
【提示】 由图中的浓烟滚滚，可以发现存在的主要问题有两个：一是燃料燃烧不充分，且烟气带走大量的热量，造成能量损失；二是造成大气污染．
1．新能源的开发
(1)太阳能是取之不尽，用之不竭的，同时太阳能是一种清洁能源，不会污染环境．
(2)水能：水能有巨大的开发潜力，可以开发梯级电站．
(3)生物质能：生物质能指绿色植物通过光合作用储存在生物体的太阳能，储存形式是生物分子的化学能．
(4)核能：是一个巨大的能源，通过原子反应堆进行核发电，主要应注意防止核泄漏、控制核污染．
(5)风能：为了增加风力发电的功率，通常把很多风车建在一起，成为“风车田”．我国的新疆、内蒙古等地已经开始大规模利用风力发电．
2．当前我国的几大能源工程
(1)“西气东输”
(2)“南水北调”
(3)“西电东送”
(4)“热电联产”
3．做好环境保护工作
目前的任务是采用环境能源技术，解决突出的环境污染问题，例如：城市生活垃圾问题，变垃圾为能源；汽车尾气问题，达到废气“零”排放；环境污染的综合治理问题，解决废物、废水、废气等污染问题，要变废为宝．
4．下面关于能源的说法中正确的是( )
A．能源是取之不尽，用之不竭的
B．能源是有限的，特别是常规能源，如煤、石油、天然气等
C．大量消耗常规能源会使环境恶化，故提倡开发利用新能源
D．核能的利用对环境的污染比燃烧石油、煤炭大
E．用太阳能供热有利于环境的保护
【解析】 常规能源的储量有限，且不可再生，故A错误，B正确．常规能源特别是煤和石油对环境的污染很大，应努力开发新能源；核能属新能源且污染小，故C、E正确，D错误．
【答案】 BCE
5．能源问题是当前的热门话题，传统的能源——煤和石油，由于储量有限，有朝一日要被开采完毕，同时在使用过程中也会带来污染，寻找新的、无污染的能源是人们努力的方向，利用潮汐发电即为一例．
图中表示的是利用潮汐发电的简单示意图，左方为陆地和海湾，中间为大坝，其下有通道，水经通道可带动发电机．涨潮时，水进入海湾，待内外水面高度相同，堵住通道如图甲所示；潮落至最低点时放水发电，如图乙所示；待内外水面高度相同，再堵住通道，直到下次涨潮至最高点，又放水发电，如图丙所示．设海湾面积为5.0×107 m2，高潮与低潮间高度差为3.0 m，则一天内水流的平均功率为______________MW.(g取10 m/s2)
【解析】 每次涨潮时流进海湾(落潮时流出海湾)的海水的重力mg＝ρShg＝1.0×103×5.0×107×3×10 N＝1.5×1012 N.
其重心高度变化为h′＝1.5 m.
每次落潮海水重力势能的减少量
ΔEp＝mgh′＝1.5×1012×1.5 J＝2.25×1012 J.
一天内水流做功的功率
P＝＝ W≈1.0×108 W＝100 MW.
【答案】 100
解决能源危机的措施
(1)能量使用时，能量的品质降低，所以应节约能源．
(2)化石能源的大量消耗会带来很多环境问题，开发新能源势在必行．
课件45张PPT。第五章 能源与可持续发展1．能源与人类生存的关系
2．能源利用与环境问题
3．可持续发展战略23能源与人类生存的关系4能量二非再生新5品质高品质低品质6√√×78910111213141516171819202122能源利用与环境问题、可持续发展战略23温暖上升24植被健康25酸酸生态缓慢重金属腐蚀26臭氧层氯利用率浪费节约27当代人后代人人自然经济社会节流开源28电子激光焦耳热流体29太阳海洋风氢30×√√3132333435363738394041424344点击右图进入…Thank you for watching !课时分层作业(十四)
(建议用时：45分钟)
[基础达标练]
1．下列说法中正确的是( )
A．水能和风能是“可再生能源”
B．太阳能是一种清洁能源
C．沼气是一种新能源
D．核能对环境的污染比常规能源对环境的污染更大
E．水力发电站的电能最终来自于水的机械能
【解析】 水能和风能是“可再生能源”，A正确；太阳能是清洁能源，B正确；沼气是人们开发的新能源，C正确；核能对环境的污染比常规能源较小，D错误；水力发电的能量来源于太阳能，E错．
【答案】 ABC
2．“能源分类相关图”如图所示，下列四组选项中，全部符合图中阴影部分的能源是( )
A．煤炭 B．太阳能
C．风能 D．潮汐能
E．核能
【解析】 同时具备太阳能、新能源及可再生能源三个条件的有B、C、D三个选项．
【答案】 BCD
3．关于自行车、电动自行车、普通汽车、高铁动车组、大型轮船消耗能源的类型，下列正确的对应关系是( )
A．自行车—生物能
B．电动自行车—电能
C．普通汽车—化学能
D．高铁动车组—化学能
E．大型轮船—风能
【解析】 高铁动车组消耗的是电能，大型轮船消耗的是化学能，故A、B、C正确．
【答案】 ABC
4．关于“温室效应”，下列说法正确的是( )
A．太阳能源源不断地辐射到地球上，由此产生了“温室效应”
B．石油和煤炭燃烧时产生的二氧化碳增加了大气中的二氧化碳的含量，由此产生了“温室效应”
C．“温室效应”使得地面气温上升、两极冰雪融化
D．“温室效应”使得土壤酸化
E．“温室效应”使土地干旱，沙漠化面积增大
【解析】 “温室效应”的产生是由于石油和煤炭燃烧时产生的二氧化碳增加了大气中二氧化碳的含量．它的危害是使地面气温上升、两极冰雪融化、海平面上升、淹没沿海城市、海水向河流倒灌、耕地盐碱化沙漠化面积增大等，故B、C、E选项正确．
【答案】 BCE
5．氢能是一种既高效又干净的新能源，发展前景良好，用氢作燃料的燃料电池汽车备受青睐．我国拥有完全自主知识产权的氢燃料电池汽车“超越三号”，已达到世界先进水平，并加快向产业化的目标迈进．氢能具有的优点包括( )
A．原料来源广 B．储存方便
C．制备工气廉价 D．易燃烧
E．热值高
【解析】 氢易燃烧、热值高，原料来源广，但储存难、制备成本高，故A、D、E正确．
【答案】 ADE
6．太阳能是清洁的新能源，为了环保，我们要减少使用像煤炭这样的常规能源而大力开发新能源．划分下列能源的类别，把编号填入相应的表格．
①石油 ②地热能 ③核能 ④天然气 ⑤风能
⑥潮汐能
类别
编号
新能源
常规能源
【解析】 常规能源是指技术较为成熟且被大规模利用的能源，主要包括煤、石油、天然气等；新能源是指尚未被大规模利用或利用历史短的能源，如地热能、核能、风能、潮汐能等．注意：“风能”作为新能源的利用方式是风力发电．
【答案】 ②③⑤⑥ ①④
7．有下列各种能源：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
其中属于不可再生能源的有________；属于二次能源的有________；属于化石能源的有________．
【解析】 根据能源的产生和利用情况进行分类，不可再生能源有A、C、D；二次能源是一次能源加工转换成的另一种形态的能源，有F；化石能源有A、C.
【答案】 A、C、D F A、C
8.“中国馆”世博中心和主题馆等主要场馆(如图所示)，太阳能的利用规模达到了历届世博会之最．总发电装机容量达到4.6×103 kW.设太阳能电池板的发电效率为18%，已知地球表面每平方米接收太阳能的平均辐射功率为1.353 kW，那么所使用的太阳能电池板的总面积为________m2.
【解析】 设P＝4.6×103 kW，发电效率η＝18%，地球表面每平方米接收到太阳能的功率P0＝1.353 kW，则由能量转化与守恒得：P＝P0×S×η
代入数据，解得S＝1.9×104 m2.
【答案】 1.9×104
[能力提升练]
9．下列关于能量耗散的说法，正确的是( )
A．能量耗散使能的总量减少，违背了能量守恒定律
B．能量耗散是指耗散在环境中的内能再也不能被人类利用
C．各种形式的能量向内能的转化，是能够自动全额发生的
D．能量耗散导致能量品质降低
E．能量耗散说明能量不能凭空产生，但可以凭空消失
【解析】 能量耗散是能量在转化的过程中有一部分以内能的形式被周围环境吸收，遵守能量守恒定律，但使得能量品质降低，故A错，D对；耗散在环境中的内能无法再被利用，B项对；其他形式的能可以自发全部转化为内能，C项对；能量耗散能量既没有减少，也没有消失，故E错．
【答案】 BCD
10．为了开发新能源，某同学设想了一个利用氢能的方案，图是它的示意图．请你判断这一方案的可行性，并说明理由．
判断：________.(填“可行”或“不可行”)
理由：___________________________________________________
______________________________________________________.
【解析】 不可行；①违反了能量守恒定律；②此流程每个环节皆消耗能量，因此不可能实现；③这种流程类似
永动机，是不可能的．
【答案】 见解析
11．水能是可再生能源，可持续地利用水能来发电，为人类提供“清洁”的能源．若一水力发电站水流的平均流量为Q(m3/s)，落差为h(m)，发电效率为η，则该电站全年的发电量(kW·h)约是多少？(g取10 m/s2，水的密度ρ＝1×103 kg/m3)
【解析】 每秒钟水能转化为电能的量为E＝ηQρgh，也就是发电功率，所以一年内的发电量
E′＝365×24×3 600××10－6ηQρgh(kW·h)
≈8.8×104ηQh(kW·h)．
【答案】 8.8×104ηQh(kW·h)
12.如图所示是一种太阳能草坪节能灯，太阳能电池板供一只“10 V 9 W”的电子节能灯工作，若太阳能电池板接收太阳能的有效面积为0.3 m2，平均1小时得到的太阳辐射能为0.4×106 J，太阳光平均一天按8小时计算，恰好可以供电子节能灯工作10小时．问：
(1)太阳能节能灯的能量转化情况；
(2)太阳能电池板单位面积上接收太阳能的功率为多少？
(3)太阳能节能灯利用太阳能的效率大约是多少？
【解析】 (1)能量转化：太阳能→电能→光能(热能)．
(2)电池板单位面积上接收功率：
P＝ W＝370.4 W.
(3)节能灯效率：
η＝×100%≈10%.
【答案】 (1)见解析 (2)370.4 W (3)10%
