資源簡(jiǎn)介

22 能源與可持續(xù)發(fā)展
22.1 能源
一 能源及其分類
1能源的概念
1、能源:能量資源或能源資源，是指可產(chǎn)生各種能量或可做功的
物質(zhì)的統(tǒng)稱。
能源是人類活動(dòng)的物質(zhì)基礎(chǔ)。在某種意義上講，人類社會(huì)的發(fā)展離不開(kāi)優(yōu)質(zhì)能源的出現(xiàn)和先進(jìn)能源技術(shù)的使用。在當(dāng)今世界，能源的發(fā)展，能源和環(huán)境，是全世界、全人類共同關(guān)心的問(wèn)題，也是我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要問(wèn)題。
2、能源介紹
物質(zhì)、能量和信息是構(gòu)成自然社會(huì)的基本要素。在全球經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的今天，國(guó)際能源安全已上升到了國(guó)家的高度，各國(guó)都制定了以能源供應(yīng)安全為核心的能源政策。能源是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，未來(lái)國(guó)家命運(yùn)取決于能源的掌控。能源的開(kāi)發(fā)和有效利用程度以及人均消費(fèi)量是生產(chǎn)技術(shù)和生活水平的重要標(biāo)志。
二、能源的分類
1、按使用類型對(duì)能源分類
(1）常規(guī)能源（傳統(tǒng)能源）。已被人類利用多年，目前仍在大規(guī)
模使用的能源。如煤炭、石油、天然氣、水能、生物能等。占全部能源生產(chǎn)消費(fèi)總量的90%以上。
(2）新能源（非常規(guī)能源、替代能源）。近若干年來(lái)開(kāi)始被人類
利用（如太陽(yáng)能、核能）或過(guò)去已被利用現(xiàn)在又有新的利用方式（如風(fēng)能)的能源。
2、按對(duì)環(huán)境的污染情況對(duì)能源分類
(1）清潔能源。使用時(shí)對(duì)環(huán)境沒(méi)有污染或污染小的能源。
例:水能、風(fēng)能、太陽(yáng)能以及核能等。
(2）非清潔能源。（污染型能源）對(duì)環(huán)境污染較大的能源。
污染型能源是指人類利用過(guò)程中會(huì)污染環(huán)境的能源。煤炭、石油類
能源在燃燒過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量二氧化碳、硫氧化物、氮氧化物及多種有機(jī).污染物。這些污染物，有的形成酸性降水，破壞環(huán)境，影響生態(tài);有的降低大氣能見(jiàn)度，產(chǎn)生霧G某些有機(jī)污染物在陽(yáng)光作用下又會(huì)形成光氧化物對(duì)環(huán)境和人體健康造成危害;能源物質(zhì)中夾雜的重金屬元素也會(huì)污染土壤、水域等，造成危害。過(guò)去認(rèn)為無(wú)害的二氧化碳排放，因會(huì)形成城市熱島，并因全球性溫室效應(yīng)使地球升溫，也日益受到關(guān)注。
3、按能否再生對(duì)能源分類
(1）可再生能源?？砷L(zhǎng)期提供或可再生的能源（10%左右）
例:水能、風(fēng)能、太陽(yáng)能、地?zé)崮堋⒊毕艿取?br/>(2）不可再生能源。一旦消耗就很難再生的能源（90%左右)
例:煤炭、石油、天然氣等。
4、按獲得的方法對(duì)能源分類
(1）一次能源（天然能源）。
是指直接取自自然界、而不改變它的形態(tài)的能源。它又分為可再生
能源和非再生能源。
例:泥煤、褐煤、煙煤、無(wú)煙煤、石油、天然氣、植物秸桿、水能風(fēng)能、太陽(yáng)能、地?zé)崮堋⒑四?、海洋能等?br/>一次能源又分為可再生能源(水能、風(fēng)能及生物質(zhì)能)和非再生能
源(煤炭、石油、天然氣、油頁(yè)巖等），其中煤炭、石油和天然氣三種能源是一次能源的核心，它們成為全球能源的基礎(chǔ);
除此以外，太陽(yáng)能、風(fēng)能、地?zé)崮?、海洋能、生物能以及核能等?br/>再生能源也被包括在一次能源的范圍內(nèi)。
(2）二次能源（人工能源）。
是指一次能源經(jīng)人為加工成另一種形態(tài)的能源。
例:汽油、水電、蒸汽、煤氣、焦炭、沼氣等。
二次能源又可以分為“過(guò)程性能源”和“含能體能源”，電能就是應(yīng)用最廣的過(guò)程性能源，而汽油和柴油是目前應(yīng)用最廣的含能體能源。
二次能源和一次能源不同，它不是直接取自白然界，只能由一次能
源加工轉(zhuǎn)換以后得到，因此嚴(yán)格的說(shuō)它不是“能源”，而應(yīng)稱之為“二次能’能源危機(jī)，可再生能源等都不涉及二次能源。
三、小結(jié)
課堂檢測(cè)
1關(guān)于能源、能量，下列說(shuō)法正確的是（　?。?br/>A可再生能源是未來(lái)理想能源的一個(gè)重要發(fā)展方向
B核能的利用會(huì)造成放射性污染，所以應(yīng)該關(guān)閉核電站
C能量是守恒的，不會(huì)發(fā)生能源危機(jī)
D化石能源、水能、核能，不能在短期內(nèi)從自然界得到補(bǔ)充，這類能源稱為不可再生能源
2下列說(shuō)法中正確的是（　?。?br/>A煤炭、石油、天然氣、風(fēng)能都屬于不可再生能源，要有計(jì)劃的開(kāi)采利用
B電飯鍋、熱水器在電路中是串聯(lián)的
C紅外線可以發(fā)出人眼看的見(jiàn)的紅光，紫外線可以發(fā)出人眼看的見(jiàn)的紫光
D飛機(jī)高速飛行時(shí)飛機(jī)外殼與空氣摩擦?xí)想姾桑绮环诺綮o電會(huì)危及地勤人員生命所以飛機(jī)輪胎不僅要求用硬度大且常選用導(dǎo)體材料做成
3中國(guó)頁(yè)巖氣儲(chǔ)量豐富，近年來(lái)，頁(yè)巖氣的開(kāi)發(fā)與利用越來(lái)越受重視．頁(yè)巖氣是從頁(yè)巖層中開(kāi)采出的天然氣，屬于___1___（可再生/不可再生）能源；頁(yè)巖氣經(jīng)壓縮、冷卻，可以___2___（填物態(tài)變化名稱）成液態(tài)，此過(guò)程中頁(yè)巖氣___3___（吸收/放出）熱量．
4煤、石油、天然氣不能在短期內(nèi)從自然界得到補(bǔ)充，這類能源稱為_(kāi)__1___能源，汽油機(jī)工作時(shí)，在壓縮沖程中，通過(guò)___2___方式使缸內(nèi)混合氣體內(nèi)能增加；如果該汽油機(jī)飛輪轉(zhuǎn)速是1800r/min，則該汽油機(jī)每秒鐘內(nèi)對(duì)外做功___3___次．
5在太陽(yáng)能和天然氣中，屬于可再生能源的是___1___．若一太陽(yáng)能熱水器將裝有10kg溫度為20℃的水，陽(yáng)光照射一天后，水溫升高到80℃，熱水器內(nèi)的水吸收了2.52×106J的太陽(yáng)能，這是通過(guò)___2___的方式改變了水的內(nèi)能；若上述這些熱量由天然氣提供，則需要完全燃燒___3___m3的天然氣（不考慮能量損失）．[天然氣熱值為4×107J/m3]．
6汽油是___1___（選填“可”或“不可”）再生能源．汽油的熱值為4.6×107J/kg，這個(gè)數(shù)值究竟有多大？有人通過(guò)一個(gè)具體的例子來(lái)認(rèn)識(shí)汽油熱值的大小：一個(gè)60kg的人，從1樓步行至11樓，每層樓的高度為3m，他克服重力做了___2___×104　J的功，如果汽油完全燃燒放出的熱量在數(shù)值上與這些功相等，則需要汽油的質(zhì)量是___3___g．（g=10N/kg，結(jié)果精確到0.01）
7下列各組能源都屬于新能源的是（　?。?br/>A太陽(yáng)能、潮汐能、地?zé)崮堋⒑四?br/>B煤、石油、天然氣
C太陽(yáng)能、水能、風(fēng)能、地?zé)崮?br/>D太陽(yáng)能、水能、風(fēng)能、地?zé)崮?、潮汐能、核?br/>參考答案
1解：A、可再生能源足夠清潔、無(wú)污染環(huán)境，可以保證不會(huì)嚴(yán)重影響環(huán)境，是未來(lái)理想能源的一個(gè)重要發(fā)展方向，故A正確．
B、核電站的建設(shè)與運(yùn)行若有疏漏會(huì)造成環(huán)境污染，核廢料具有放射性，但不應(yīng)該關(guān)閉，應(yīng)該合理的利用，故B錯(cuò)誤；
C、由于能量的轉(zhuǎn)化具有方向性，所以無(wú)節(jié)制的消耗能源會(huì)造成能源危機(jī)，故C錯(cuò)誤；
D、化石能源、核能不可能在短期內(nèi)從自然界得到補(bǔ)充，所以它們屬于不可再生能源；而水能可以從自然界不斷地得到，屬于可再生能源，所以D錯(cuò)誤．
故選A．
2解：A、煤炭、石油、天然氣是不可再生能源；風(fēng)能是可再生能源，故A錯(cuò)誤；
B、電飯鍋、熱水器在電路中是并聯(lián)的，故B錯(cuò)誤；
C、在光譜上，紅外線在紅光之外，紫外線在紫光之外，人都看不到，故C錯(cuò)誤；
D、飛機(jī)上的著地輪裝有搭地線或用導(dǎo)電橡膠做輪胎，是為了及時(shí)地把飛機(jī)在飛行過(guò)程中由于摩擦而產(chǎn)生的電荷通過(guò)導(dǎo)體而轉(zhuǎn)移給大地，以免發(fā)生放電現(xiàn)象，保證飛機(jī)和乘客的安全，故D正確．
故選D．
3解：煤、石油、天然氣、核能等化石能源是短時(shí)間內(nèi)不能再次產(chǎn)生的，是不可再生能源；太陽(yáng)能、水能、風(fēng)能、生物質(zhì)能等在短時(shí)間內(nèi)可以再次產(chǎn)生，是可再生能源；頁(yè)巖氣是氣態(tài)物質(zhì)，經(jīng)壓縮、冷卻可以液化成液態(tài)，液化是一個(gè)放熱的過(guò)程
故答案為：不可再生；液化；放出．
4解：煤、石油、天然氣不可能在短期內(nèi)從自然界得到補(bǔ)充，所以它們屬于不可再生能源；
汽油機(jī)的壓縮沖程中，活塞壓縮燃料混合物做功，活塞的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為氣缸內(nèi)混合氣體的內(nèi)能；
一臺(tái)單缸四沖程汽油機(jī)的飛輪轉(zhuǎn)速為1800r/min，說(shuō)明1min飛輪轉(zhuǎn)1800r；
則每秒鐘飛輪轉(zhuǎn)30轉(zhuǎn)，完成15個(gè)工作循環(huán)，做功15次．
故答案為：不可再生；做功；15．
5解：太陽(yáng)能從自然界里源源不斷的得到補(bǔ)充，屬于可再生能源；天然氣屬于化石燃料，不能短時(shí)期內(nèi)從自然界得到補(bǔ)充，屬于不可再生能源；
水從太陽(yáng)吸收熱量，內(nèi)能增加、溫度升高，這是通過(guò)熱傳遞的方式改變內(nèi)能的；
因?yàn)镼吸=Q放=qV，
所以燃燒煤氣的體積．
故答案為：太陽(yáng)能；熱傳遞；0.063或6.3×10 2
6解：（1）不可再生能源泛指人類開(kāi)發(fā)利用后，在現(xiàn)階段不可能再生的能源，天然氣是不可再生能源；
（2）人受到的重力是G=mg=60kg×10N/kg=600N；
克服重力做功W=Gh=600N×3m×10=1.8×104J；
（3）因?yàn)椋?br/>所以需要燃燒汽油的質(zhì)量：
．
故答案為：不可； 1.8；0.39．
7解：新能源又稱非常規(guī)能源．是指?jìng)鹘y(tǒng)能源之外的各種能源形式．指剛開(kāi)始開(kāi)發(fā)利用或正在積極研究、有待推廣的能源，如：太陽(yáng)能、地?zé)崮堋⒊毕?、氫能和核能等．而煤、石油、天然氣、電能、水能等人類早已大范圍使用，且技術(shù)也十分成熟，不屬于新能源．
故選A．

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