内容正文:
第二十二章 能源与可持续发展(知识清单)
第1节 能源
一、人类利用能源的历程
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。常见的能量:如
等。
2. 能源
能够提供 的物质资源叫做能源。生产和生活中利用的各种能量,是通过不同的 提供的。
3. 常见的能源
(1)化石能源
我们使用的 、 、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,称为化石能源。化石能源是当今世界的 能源(选填“主要”或“次要”)。
(2)生物质能:由生命物质提供的能量称为生物质能。生物质能可以理解为生物机体物质发生化学变化时释放的能量。例如食物分解和柴薪燃烧等都提供了生物质能。
(3)太阳能:由太阳辐射提供的能量。
(4)水能、风能:由自然界中的流水和风提供的能量。
(5)地热能:由地球内部提供的一种内能。
(6)电能:由其他形式的能转化而来的供各种用电器使用的能量。
4. 人类利用能源的历程
(1)火的利用
钻木取火是从利用自然火到利用人工火的转变,开启了以 作为主要能源的时代。柴薪燃烧时的能量转化:化学能→ 能。
(2)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,直接导致了第二次能源革命,使人类进入工业化社会。蒸汽机工作时的能量转化:化学能→内能→ 能。
(3)电能的利用
19世纪初,根据 原理,发明了发电机,使化石能源转换成更加便于输送和利用的 能,电能的利用是人类进入现代文明社会的标志。
电能的优点:①电能便于 。②电能便于 :电能通过用电器可以比较方便地转化为机械能、化学能光能、内能等其他形式的能量,为人类所用。
发电机的能量转化: 能→电能。
(4)核能的利用
20世纪40年代,科学家发明了可以控制核能释放的装置—— ,拉开了以核能为代表的新能源利用的序幕。核能发电的能量转化:核能→电能。
5. 能源的分类
(1)按照获取方式分为: 能源和 能源。
①一次能源:可以 从自然界获得的能源称为一次能源。化石能源是一次能源,其他常见的一些能源,如 等也都是一次能源。
②二次能源:无法从自然界直接获取,必须通过消耗 能源才能得到的能源称为二次能源。常见的二次能源: 能、汽油、柴油、酒精等。
(2)按照对环境的影响分为: 能源和 能源。
太阳能、电能、风能、水能、潮汐能、地热能等都属于清洁能源;煤、石油、柴薪等都属于污染能源。
(3)按照人类开发早晚分为: 能源和 能源。
煤、石油、天然气及水能等属于常规能源;核能、太阳能、潮汐能、地热能、风能、生物质能等属于新能源。
(4)按照是否可再生分为:可再生能源和不可再生能源。
①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 能源。
②像风能、水能、太阳能等可以在自然界里源源不断地得到,所以我们把它们称为 能源。
二、21世纪的能源趋势
1. 近几十年来世界能源消耗情况
近几十年来,能源消耗增长速度明显 (选填“加快”或“减慢”)。
2. 能源危机
(1)能源危机发生原因:目前作为人类主要能源的化石能源储量并不丰富,而且化石能源开发利用后不能 。
(2)解决能源问题的出路:开发使用 能源;更好地利用已知能源。新能源是指人类新近才开始利用的能源。例如,核能、太阳能、潮汐能、地热能、风能、生物质能等都属于新能源。
第2节 核能
一、核能
1. 原子的结构
(1)电子的发现
十九世纪末,英国物理学家汤姆生在对阴极射线的研究中发现了带负电的 ,并得出电子是所有物质中原子的组成部分。
(2)原子核的发现
1898年,英国物理学家卢瑟福发现了α射线,做了“α粒子散射实验”。通过对电荷,质量和偏转角度等的运算,1911年提出了原子结构的行星模型,即原子是由 和核外 组成的。
原子的组成
(3)原子的“电子云模型”
1926年奥地利物理学家埃尔温·薛定谔提出“电子云模型”。该模型中, 在原子核外很小的空间内做高速运动,其运行没有固定的规律,电子 排布,接近现代人类对原子结构的认识。
2. 原子核的结构
(1)质子的发现
1919年,卢瑟福用速度是20000km/s的α粒子去轰击氮元素的原子核时,发现在原子核中还存在一种带 电的质量比电子大很多的微粒— 。
(2)中子的发现
中子的概念是由英国物理