第二十二章 能源与可持续发展-2023-2024学年九年级物理人教版期末复习知识小锦

第二十二章 能源与可持续发展 —2023~2024学年九年级物理人教版期末复习知识小锦 【单元学习目标】 1 了解什么是一次能源和二次能源，知道哪些能源是常规能源，哪些能源是新能源。 2 知道原子原子核的组成，了解核裂变、核聚变和核电站。 3 了解如何利用太阳能。 【思维导图】 【重难知识讲解】 一、能源以及人类利用能源的历程 1. 能源的概念：凡是能提供能量的物质资源都叫能源。 2. 能源的分类 （1） 化石能源 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能源 （2） 生物质能 人们广泛利用的食物等生命物质中存储的化学能，是由生命物质提供的能源 （3） 一次能源 直接从自然界获得的能源 （4） 二次能源 无法从自然界直接获得，必须通过消耗一次能源才能得到的能源 3. 三次能源革命 能源革命 标志 主要能源 第一次 钻木起火 柴薪 第二次 蒸汽机的发明 化石能源 第三次 核反应堆 核能 二、核能和裂变 1.核能 （5） 核能的定义 当原子核发生分裂或相互结合释放出的能量 （6） 核能的特点 ①核能十分巨大，能极大地补充人类能源的不足，使用核能大大地节约了常规能源；②核能能够解决能源分布不平衡的问题 （7） 核能的缺点 ①不可再生；②核燃料产生核辐射，使用不当会对地球上的生物造成伤害 2.裂变 （1）裂变的定义 重原子核分裂成较轻的原子核。科学家发现用中子轰击质量比较大的铀235（质量数为235的铀）原子核，铀核会分裂成中等大小的原子核，这种现象叫做裂变 （2） 链式反应 用中子轰击铀235原子核，铀核分裂时释放出核能，同时产生几个新的中子 ，这些中子又会轰击其他铀核……于是就导致一系列铀核持续裂变，并释放出大量核能，这就是核裂变时发生的链式反应。链式反应如果不加控制，就会爆炸，原子弹的爆炸就是链式反应不加控制的结果 （3） 核电站 工作原理：目前的核电站是利用原子核裂变时产生的大量能量，使水变成蒸汽，推动汽轮机转动，再带动发电机发电的。核电站的核心装置是核反应堆，它是一种能够控制链式反应的装置 工作过程：核电站的能量转化过程是核能→水和水蒸气的内能→汽轮机的机械能→电能 优点：核能发电具有很多优点，如消耗的燃料少，大大减少燃料的运输量，不会产生有害气体，避免大气污染 缺点：核泄漏对人的影响一般表现为核辐射，放射性物质可通过呼吸、皮肤伤口及消化道吸收进入体内，引起伤害 三、聚变 1. 核聚变的定义 核聚变是指由质量小的原子核，例如氘核与氚核，在一定条件下(如超高温和高压)，发生原子核结合，生成新的质量更大的原子核，并伴随着巨大的能量释放的一种核反应形式 2.核裂变的应用 核聚变能产生比核裂变更多的能量，氢弹就是根据核聚变的原理制成的。太阳就是一个巨大的核聚变“工厂”。发生核聚变需要极高的温度，目前，可控的核聚变技术仍处于科研实验阶段，要进入实用阶段，还必须在技术上有新的突破 四、太阳能 1.太阳——巨大的“核能火炉” 太阳是一个巨大的“核能火炉”。在太阳内部，每时每刻氢原子核都在发生核聚变，并释放出巨大的能量。 2.太阳是人类能源的宝库 太阳向外辐射的能量中，只有约20亿分之一传递到地球。太阳光已经照耀地球近50亿年了，地球在这50亿年中积累的太阳能是我们今天所用大部分能量的源泉。比如，我们开采化石燃料获取能量，实际上是在开采上亿年前地球所接收的太阳能。 3.太阳能的利用 4. 光化转换 太阳能被植物吸收通过光合作用转化成生物质能，以化学能的形式贮存到植物中 5. 光热转换 利用太阳能给物体加热，把太阳能转化为内能 6. 光电转换：利用太阳能发电 4.太阳能的特点及优缺点 （1）太阳能是一种清洁、无污染、可再生能源，它取之不尽、用之不竭，是一种新型的能源。 （2）地球上几乎所有的能源都来自太阳能(除核能、地热能、潮汐能外）。 （3）优点：十分巨大、供应时间长、分布广阔、获取方便、安全、清洁、不污染环境。 （4）缺点：分散性广、昼夜差别大、可转化率低。 五、能量转移和能量转化的方向性 1.自然界中能量的转移和转化具有方向性。例如：热量是从高温物体转移到低温物体，而不能反向转移，否则会引起其他能量的变化；光合作用的进行具有方向性；化石能源的利用也具有方向性。总之，能量的转移、转化都是具有方向性的。 2.我们是在能量的转移或转化过程中利用能量，但并不是每种能量都可以利用，能量的利用是有条件的、有代价的，有的东西能成为能源，有的则不能。 3.虽然能量在转化和转移的过程中是守恒的，但具有方向性，因此我们一定要节约能源。 六、能源与可持续发展 7. 能源消耗对环境的影响 人类在耗用各种能源时，不可避免地会对环境造成影响。如化石能源的大量消耗造成了大气污染和温室效应，一些欠发达国家过分