5.2～5.4 能源的利用方式、能量的转化与守恒、能源与环境-2021-2022学年高二物理精讲精练（新粤教版必修第三册）

5.2 能源的利用方式 5.3 能量的转化与守恒 5.4 能源与环境 考点精讲 考点1：能源的分类、特点及与人类社会发展、环境的关系 1．能源的分类及特点 能源分类方法 能源分类名称 特点 举例 按形成或转换特点分 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 按利用技术分 常规能源 已大规模正常使用 煤、石油、天然气 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、水能 按可否再生分 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 按对环境污染情况分 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、天然气) 2．能源的重要性：能源是社会存在与发展永远不可或缺的必需品，是国民经济运行的物质基础，它与材料、信息构成现代社会的三大支柱。 3．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，要变废为宝。 【例1】　(多选)CO2气体有个“怪脾气”，它几乎不吸收太阳的短波辐射，大气中CO2浓度增加能使地表温度因受太阳的辐射而上升；另外，它还有强烈吸收地面红外热辐射的作用，阻碍了地球周围的热量向外层空间的排放，使整个地球就像一个大温室一样，因此，大气中二氧化碳气体浓度的急剧增加已导致气温的逐步上升，使全球气候变暖。为了减缓大气中CO2浓度的增加，以下措施中可行且有效的是(　　) A．禁止使用煤、石油和天然气 B．开发使用核能、太阳能 C．将汽车燃料由汽油改为液化石油气 D．植树造林 【解析】BD　可行且行之有效的措施是开发新能源以便减少对常规能源的利用，减少CO2的排放；植树造林可以吸收空气中的CO2，所以选B、D；题中A、C两项措施虽然有效，但并不可行。 【技巧与方法】 人们的生活离不开常规能源，但常规能源的利用对生态环境又带来了很大危害，如CO2的排放造成温室效应，开发新能源是目前改善环境的有效手段。 【针对训练】 1．下列供热方式最有利于环境保护的是(　　) A．用煤做燃料供热 B．用石油做燃料供热 C．用天然气或煤气做燃料供热 D．用太阳能供热 【解析】D　煤、石油、天然气等燃料的利用，使人类获得大量的内能。但由于这些燃料中含有杂质以及燃烧的不充分，使得废气中含粉尘、一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫等物质，污染了大气。而太阳能是一种无污染的能源，应大力推广，故D正确。 考点2：能量守恒定律 1．能量守恒定律是支配整个自然界运动、发展、变化的普遍规律，热力学第一定律、机械能守恒定律都是能量守恒定律的具体体现。 2．各种形式的能在转化或转移过程中总能量守恒无须任何条件，而某种或几种形式能的守恒是有条件的。例如，系统(物体)机械能的守恒条件是只有重力做功。 3．某种形式能的减少，一定伴随着其他形式能的增加，且减少量和增加量一定相等。 4．某个物体能量的减少，一定伴随着其他物体能量的增加，且减少量和增加量一定相等。 5．能量守恒定律的发现，使人们进一步认识到，任何一部机器，只要对外做功，就要消耗能量，都只能使能量从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而不能无中生有地创造能量。不消耗能量，却可以源源不断地对外做功的机器(第一类永动机)是不可能制成的。 【例2】　如图所示，一演示用的“永动机”转轮由五根轻杆和转轴构成，轻杆的末端装有用形状记忆合金制成的叶片。轻推转轮后，进入热水的叶片因伸展而“划水”，推动转轮转动。离开热水后，叶片形状迅速恢复，转轮因此能较长时间转动。下列说法正确的是(　　) A．转轮依靠自身惯性转动，不需要消耗外界能量 B．转轮转动所需能量来自形状记忆合金自身 C．转动的叶片不断搅动热水，水温升高 D．叶片在热水中吸收的热量一定大于在空气中释放的热量 【解析】D　该永动机叶片进入水中，吸收热量而伸展划水，推动转轮转动，因此转动的原因是内能转化为机械能，不是惯性所致，A错，B错；离开水面后向空气中放热，叶片形状迅速恢复，所以转动的能量来自热水，由于不断向空气释放热量，所以水温逐渐降低，C错；根据能量守恒定律，叶片在热水中吸收的能量应等于叶片的机械能与叶片向空中释放的能量之和，故D对。 【技巧与方法】 在利用能量转化与守恒定律解题时，一定要明确过程中哪些能量在转化或转移，确定好初末状态的能量E初、E末或确定能量的变化ΔE增、ΔE减各为多少