新人教版九年级物理第22章能源与可持续发展知识点全面总结

能源与可持续发展第1节 能源一、人类利用能源的历程1、能源（1）能量：物质的运动和相互作用的方式多种多样，每种运动形式都对应相应的能量。（2）能源：能够提供能量的物质资源叫做能源。煤、石油、天然气是当今人类利用的主要能源。（3）能源与能量的区别能源能量定义能够提供能量的物质资源物体做功本领的量度本质可以提供某种形式能量的物质与物质及其运动相联系，对应不同形式的运动有不同形式的能量练习能源的利用过程，实质上就是能量的转化和转移的过程2、能源的种类（1）化石能源：我们今天使用的煤、石油、天然气，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，所以称为化石能源。（2）生物质能：由生命物质提供的能量称为生物质能。生物质能是化学能源的一种，他可以理解成机体物质发生化学变化时释放的能量。（3）太阳能：由太阳辐射提供的能量。（4）风能、水能：都属于自然界提供的机械能。（5）地热能：由地球内部提供的能量。3、人类利用能源的历程能源利用进程能源利用简介意义能量转化过程火的利用祖母去或使从利用自然火到利用人工火的转变，开启了以柴薪作为主要能源的时代。柴薪能源的开发和应用，带动了畜牧渔业的发展，而且直接导致了陶器的产生，加快了金属冶炼和制造业的发展，人类以柴薪为主要能源的时代，持续了近一万年，现在，柴薪仍是某些发展中国家的重要生活能源。第一次使人支配了一种自然力机械能转化为内能化石能源的利用蒸汽机的发明是人类利用能量的新里程碑。人类从此逐步以机械动力大规模代替人力和畜力，它直接导致了第二次能源革命。从18世纪中叶开始的这次能源革命使人类文明在短短二百多年中发生了飞速进步。化石能源是当今世界的主要能源，推动了化是燃料工业的兴起，使人类进入工业化社会，使人类又进入电气时代引发了世界性的工业革命内能转化为机械能电能的利用19世纪以来，电磁感应现象的发现，使得由蒸汽机作为动力的发电机开始出现，发电机的发明使煤、石油等化石能源转换成更加便于输送和利用的电能。电能的利用是人类进入现代文明社会的标志。电能是由其它形式的能转化而来的。它最终还要转化为光能、内能、动能等其他形式的能，才能为人类所用将人类社会飞速推进到现代文明时代机械能转化为电能核能的发现20世纪40年代，科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的序幕。几十年来，核电已经成为了一种相当成熟的技术。由于核电比火电更清洁、安全、经济，核能在许多经济发达国家已经成为常规能源开始开发和利用核能的新纪元核能转化为电能4、一次能源和二次能源像化石能源这样可以直接从自然界中获得的能源，我们称为一次能源。我们使用的电能，无法从自然界直接获取，必须通过消耗一次能源才能得到，所以称电能这样的能源为二次能源。常见的一次能源有：煤、石油、天然气、风能、水能、太阳能、地热能、核能等。常见的二次能源有：电能、汽油、柴油等。注意：辨别一次能源和二次能源的依据一次能源是可以直接从自然价获得的能源；二次能源是由一次能源经过加工转换而得到的，如电能、煤气、焦炭、汽油、柴油等。区分一次能源和二次能源的关键是看其是否经过加工转换。知识扩展：能源有不同的分类标准，除按能否直接从自然界获得来分为一次能源与二次能源外，还有以下几种分类情况：（1）按对环境的影响可分为①清洁能源：指不排放污染物的能源：如太阳能、电能、水能、地热能等。②污染能源：指人类再利用过程中会污染环境的能源，如煤、石油，天然气等。（2）按人类开发早晚和使用情况可分为常规能源和新能源。①常规能源：指已经大规模生产和广泛利用的能源，如煤、石油、天然气及水能等。②新能源：指刚开始开发利用或正在积极研究、有待推广的能源：如核能、太阳能、潮汐能、地热能等。5、人类广泛使用电能的原因：电能是由其他形式的能转化而来的二次能源。由于电能便于输送和转化，又加上现代社会离不开各种各样的用电器，所以电能的利用是人类进入现代文明社会的标志。人们使用不同的用电器，根据需要将电能转化为其他各种形式的能量。二、21世纪的能源趋势1、能源危机：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。特别是近几十年来，能源消耗增长速度明显加快。所以开发新能源、更好地利用已知能源，是全球范围内的重要课题。2、解决能源问题的出路：随着第三次能源革命序幕的拉开，核能成为主要能源。同时人类正着力开发取之不尽、用之不竭的太阳能，并取得了重大成就。核能、太阳能的开发和利用为人类的能源问题找到了新的出路。面对目前的能源趋势，解决能源问题的主要出路有：一是提高能源的利用率，做到科学开发，节约使用；二是开发和利用新能源，如太阳能、风能、地热能等。第2节 核能一、核能1、原子、原子核的组成（1）分子由原子构成，原子由原子核和核外电子构成，其中原子核带正电，核外电子带负电。（2）原子由原子核和核外绕核旋转的电子构成，原子核由质子和中子组成，质子带正电荷，其电荷量跟电子的电荷量相等，中子不带电，整个原子不显电性。质子的质量比电子大得多，质子和中子的质量几乎相同，二者在一起构成非常小的原子核，就像几颗豆粒挤在原子这个大广场的中央。2、核能（1）质子、中子依靠强大的核力紧密的结合在一起，因此原子核十分牢固，要使它们分裂或结合是极其困难的。但是，一旦质量较大的原子核发生分裂或质量较小的原子核相互结合，就有可能释放出惊人的能量，这就是核能。（2）核能属于一次能源，也属于新能源，释放核能的方式有两种：核裂变和核聚变。二、裂变1、裂变：用中子轰击质量比较大的铀235原子核，使其发生裂变，变成两个质量中等大小的原子核，同时释放出巨大的能量，这种现象叫做裂变。1kg铀全部裂变，释放的能量超过2000t煤完全燃烧时释放的能量。①太阳能取之不尽，用之不竭，太阳内部的热核反应足以持续50亿年，是人类可以利用的最丰富的永久性资源。②太阳能分布广阔，不需要挖掘、开采和运输，透入少收益大。③太阳能是一种清洁能源，使用时不会带来任何污染。（2）缺点：太阳能虽然具有传统能源所没有的优点，但也有一些缺点给利用上带来一些困难。①太阳能到达地球上非常分散，需要装置有相当大的接收面积，提高了接收装置的造价。②太阳能的利用受气候、昼夜的影响很大。因此必须有贮存张志，这不仅增加了技术上的困难，也使造价增加。目前虽然已经制成多种贮存系统，但总是不够理想，具体应用也有一定困难。③太阳能转换效率很低。第4节 能源与可持续发展一、能量转移和能量转化的方向性1、能量的转移和转化具有方向性。2、节约能源：能量的转化、能量的转移，都是有方向性的。人们是在能量的转化或转移的过程中利用能量的，因此，不是什么能量都可以利用。能源的利用是有条件也是有代价的，我们所能利用的能源是有限的，所以需要节约能源。二、能源消耗对环境的影响1、能源消耗对环境的影响，主要体现在以下几个方面：（1）能源消耗会造成热污染。化石能源在使用时会产生大量的内能，其中被利用的内能只是其中的一部分，还有相当一部分没有被利用，从而造成了热污染。汽车尾气就是造成城市热岛效应的原因之一。（2）大量燃烧化石能源会造成空气污染和温室效应的加剧。如燃烧石油和天然气、煤等会产生大量的CO2、SO2、氮氧化物等气体，除污染空气和加剧温室效应外，还会形成酸雨，导致水、土壤酸化，对植物、建筑物、金属构件等造成危害。（3）一些欠发达国家用柴薪能源除会造成空气污染、产生废物外，还会加剧水土流失和沙漠化。（4）作为第三次能源革命的标志——核能的开发和利用，也不是绝对清洁和安全的，处理不当会造成有害辐射。2、人类不应当无限制的向大自然索取，我们必须在提升物质文明的同时，保持与自然、环境的和谐与平衡。不要因为利用能源时会对环境造成污染而停止使用能源，也不要因为能源的利用促进了文明和社会的发展而对环境造成严重污染。使用能源和保护环境可以做到有机的统一和谐的发展。要解决这个问题，当然离不开科学技术的进步和社会的发展。三、能源与可持续发展1、可持续发展可持续发展就是既要考虑当前发展需要，又要考虑未来发展需要，不能以牺牲后人的利益为代价来满足当代人的需求。可持续的能源生产和消费，已成为社会经济可持续发展的重要前提之一。一方面，应该提高能源的利用率，减少能源使用中对环境的破坏；另一方面，发展新的理想能源。2、不能再生能源和可再生能源化石能源、核能等能源会越用越少，不能在短期内从自然界得到补充，这类能源称为不可再生能源。想水能、风能、太阳能、生物质能等可以在自然界里源源不断的得到，所以我们把它们称为可再生资源。常见的不可再生能源有：煤、石油、天然气、核能等。常见的可再生能源有：风能、水能、太阳能、生物质能等。注意：我们说讲的“可再生能源”和“不可再生能源”都是针对一次能源而言的，即只有