内容正文:
第20讲 第二十章 能源与能量守恒定律 章末总结
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课程要求
课标解读
本章讲述的内容主要有能源的概念,能源的分类,能源结构的不合理和能源危机问题,开发新的能源,认识太阳能、核能、风能、水能等能源的特点,认识能量守恒定律,认识能量转化和转移的方向性,知道能源与可持续发展的关系。
一次能源与二次能源,可再生能源与不可再生能源,能量的转化与守恒定律,能源的利用与开发。
分清可再生能源与不可再生能源,合理利用与开发新能源,本章的关键是能量的转化与守恒定律。
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知识精讲结
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知识点01 能源及其分类
分类标准
类别
概念
常见能源
能源获取的方式
一次能源
可以直接从自然界获得的能源
煤、石油、天然气、水能、风能、太阳能、地热能、核能等
二次能源
无法从自然界直接获取,必须通过消耗一次能源,才能得到的能源
电能、酒精、火药、木炭等,其中电能
是最主要的二次能源
是否可再生
不可再生能源
越用越少,不能在短期内从自然界得到补充的能源
煤、石油、天然气等化石能源,核能等
可再生能源
可以在自然界里源源不断地得到的能源
风能、水能、太阳能、地热能、潮汐能等
能源开发的早晚
常规能源
人类已经利用多年的能源
煤、石油、天然气等
新能源
人类新近才开始利用的能源
核能、太阳能、潮汐能、地热能以及水能等
对环境的影响
清洁能源
使用时对环境没有污染或污染较轻的能源
太阳能、电能、核能、水能、地热能等
污染能源
对环境污染较重的能源
煤、石油、天然气等
【即学即练1】研究能源利用,实现可持续发展已成为21世纪世界各国共同的任务。能源按不同的分类方式可进行不同的分类。下列四组能源中,能归入如图所示阴影部分的一组是( )
A.煤炭、地热能、沼气 B.太阳能、风能、海洋能
C.水能、木柴、天然气 D.石油、海洋能、核能
知识点02 新能源的利用和开发
新能源
利用方式
太阳能
光热转换:太阳能转化为内能
光化转换:太阳能转化为化学能
光电转换:太阳能转化为电能
核能
核电站:核能转化为电能
地热能
利用地热能发电
海洋能
利用海洋能发电
【即学即练2】潮汐是由月球、太阳对地球的引力作用而产生的。每天的涨潮与落潮都蕴含着巨大的能量,可以用来发电。在利用潮汐发电的过程中,能量的转化是海水的动能传递给发电机,通过发电机转化为电能。如图所示代表的是______________(选填“涨潮”或“落潮”)发电。与火力发电相比,潮汐发电的优点是_______________________。
知识点03 以能源利用为背景的综合计算
以新能源的利用为切入点的综合计算主要涉及能源的分类、能量的转化、能源的开发与可持续发展、环境污染问题等,此类题目主要以太阳能、核能或风能的利用为命题背景,考查热学、力学、电学等相关的重要概念和规律,再通过计算出的结果,对比得出节约能源的社会意义和经济价值。从命题的背景和知识的综合角度来看,主要有以下几种情况:
(1)以电热辅助式太阳能热水器、核能发电等为载体的热学与电学的综合,主要考查太阳能的转化、热量的计算和电能(或电功率等)的计算,应用到的主要公式有:
热计算公式:Q=cmΔt
燃料燃烧放热公式:Q=qm
电功和电功率的关系式:W=Pt
欧姆定律计算公式:
焦耳定律:Q=I2Rt
(2)以太阳能电池的应用、冯丽发电和潮汐发电等为载体的光电转换、电学和力学的综合,主要考查功与功率的计算、机械能与电能的转化、电功与电功率的计算,应用到的主要公式有:
功的计算公式:W=Fs
功率的计算公式:
电功和电功率的关系式:W=Pt
欧姆定律计算公式:
焦耳定律:Q=I2Rt
另外,以上两类命题还常常涉及到效率问题,运用效率的计算公式或可建立相应的等量关系。
【即学即练3】有一款太阳能热水器,铭牌上的部分参数如右表所示.将它安装在阳光充足的水平台面上,并送满水。
型 号
JL﹣﹣88
水容量/L
80
自身质量/kg
40
(1)若它的底部支架与水平台面的接触面积为0.3m2,求它对台面的压力和压强; (取g=10N/kg)
(2)泰州地区(晴天)平均每平方米的面积上,每小时接收的太阳能约为2.8×106J。若该热水器接受太阳能的有效面积为1.5m2,每天日照时间按8h计算,则它一天中接收的太阳能(E)约为多少?若这些太阳能有60%被热水器中的水吸收,则可使水温升高多少?[c水=4.2×103J/(kg•℃)]
(3)若该热水器一天中接收的太阳能,由燃烧煤气(热值q=4.2×107J/kg)来获得,则需要完全燃烧多少千克煤气?
(4)请你:①从能源和可持续发展的角度