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第十一章 物理学与能源技术
3.能源 4.核能
5.能源开发与可持续发展
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一、能源的分类
1. 能源按其产生的方式可分为 一次 能源和 二次 能源。一次能源按其资源的再生性可分为 可再生 能源和 不可再生 能源。
2.常规能源是指当前被 广泛 应用的一次能源,新能源则是目前尚未 广泛 利用而正在积极研究以便推广的一次能源。
3.不可再生能源是须经 地质年代 才能形成而短期内 无法再生 的一次能源。可再生能源是能够不断得到 补充 以供使用的一次能源。
1.一次能源是自然界存在的且可以直接使用的能源,而二次能源是从一次能源经过加工转换而来的能源,如电能、汽油、酒精等。
2.可以在自然界里源源不断地得到的一次能源属于可再生能源,如太阳能、水能等;不能在短期内从自然界得到补充的一次能源属于不可再生能源,如煤、石油、天然气等。
一次
二次
可再生
不可再生
广泛
广泛
地质年代
无法再生
补充
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二、世界能源储量及需求
1.传统的 一次能源 储量远远不能满足人类长期的需要。
2.传统能源储量的 有限 性与 需求量 的逐年增加是当今世界面临的能源问题的核心。
一次能源
有限
需求量
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三、核能
1.1932年,物理学家发现,原子核是由 质子 和 中子 组成的。它们通过“核力”的相互作用紧密结合在一起。
2.根据爱因斯坦理论,重核 裂 变或轻核 聚 变,释放出巨大的能量,这就是核能。也就是通常所说的原子能。
质子
中子
裂
聚
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3.裂变和聚变的比较
项目 裂变 聚变
定义 重原子核 分裂 为较轻原子核的过程 较轻原子核 结合 成较重原子核的过程
条件 用中子轰击较
大原子核 超高温
释放核
能大小 巨大 更加巨大
是否可
控制 可利用 核反应堆 控制链式反应 目前核聚变还不能加以控制
应用 原子弹、核电站等 氢弹
分裂
结合
核反应堆
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四、能源利用的相应对策
1.必须形成全民节能意识,注重技术 创新 ,提高能源 利用效率 ,减少废气、废物排放的 污染 因素。
2.依靠科学技术创新开发核能、 太阳 能、风能、地热能等清洁型能源,加强能源利用中的防护措施,提高能源使用的安全性。
3.解决能源问题的出路主要有两点:一是提高能源的利用率;二是开发和利用新能源。
创
新
利用效率
污染
太阳
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知识点一:能源的分类
【典题1】下列发电站发电过程中,利用不可再生能源发电的是( A )
A.核电站 B.风力发电站
C.水力发电站 D.太阳能发电站
【变式1】下列各种形式的能源,属于二次能源的是( D )
A.水能 B.风能
C.太阳能 D.电能
A
D
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【典题2】2020年12月4日14时02分,我国新一代“人造太阳”装置——中国环流器二号M装置正式建成并实现首次放电。“人造太阳”释放能量的过程与太阳相同,为 核聚变 (选填“核裂变”或“核聚变”)。核能是 不可再生 (选填“可再生”或“不可再生”)能源。核电站中的汽轮机属于 热机 (选填“发电机”“电动机”或“热机”)。
解析:太阳内部是由于较轻的氢原子核在高温下发生聚变而释放出核能,“人造太阳”释放能量过程与太阳相同,属于核聚变;核能是一种不可再生能源;核电站都是利用核裂变释放的能量来发电的,核电站中高温、高压蒸汽推动汽轮机做功,将内能转化为机械能,因此汽轮机属于热机。
核聚变
不可再生
热机
知识点二:核能
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【变式2】核潜艇是利用原子核反应释放出的核能来工作的。下列说法正确的是( B )
A.核潜艇中的核反应堆发生的是核裂变,核能属于可再生能源
B.核潜艇中的核反应堆发生的是核裂变,核能属于不可再生能源
C.核潜艇中的核反应堆发生的是核聚变,核能属于可再生能源
D.核潜艇中的核反应堆发生的是核聚变,核能属于不可再生能源
B
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