内容正文:
22 能源与可持续发展
22.1.1能源
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三峡水电站是世界上最大的水力发电站,它通过提高上游的水位增加水的势能,高水位的水向下流,使水轮机转动并带动发电机发电,从而向人们提供电能。
金属的冶炼、机器的运转、汽车和火车等交通工具的行驶都需要能量,生活中烧饭、取暖、照明等也需要能量。生产和生活中利用的这些能量,是通过不同的能源提供的。各种能源的广泛利用,极大地促进了人类文明的发展。
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自从原始人发现使用火的方法以后,能源就成为人类文明跃进的重要物质基础。让我们沿着这个进步历程来认识各种各样的能源。 钻木取火在人类利用能量的历史上非常重要。从利用自然火到利用人工火的转变,结束了远古人类茹毛饮血的时代,开启了以柴薪作为主要能源的时代。相对于当时的人口和当时的生产力,柴薪是一种数量巨大、能够方便获取的能源。人类以柴薪为主要能源的时代,持续了近一万年。现在,柴薪仍是某些地区的重要生活能源。
人类利用能源的历程
蒸汽机的发明是人类利用能量的新里程碑。人类从此逐步以机械动力代替人力和畜力,人类的主要能源由柴薪转向煤。
煤 石油 天然气
我们今天使用的煤、石油、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,所以称为化石能源。
我们今天使用的煤、石油、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,所以称为化石能源。
化石能源是当今世界的主要能源
像化石能源这样可以直接从自然界获得的能源,我们称为一次能源。
风能、 水能、太阳能、地热能以及核能等均属于一次能源。
电能不属于一次能源,它通常是由其他形式的能转化而来的,最终还要转化为光能、内能、动能等其他形式的能,才能为人类所用。
那么,为什么很多地方要使用电能,而不直接使用一次能源呢?
这是因为电能便于输送和转化。现代社会离不开的各种各样的用电器,是将电能转化为其他各种形式能量的转化器。
由于电能无法从自然界直接获取, 必须通过消耗一次能源才能得到,
所以称电能这样的能源为二次能源。
汽油、柴油是由石油提炼得到
21世纪的能源趋势
两个多世纪以来,人类能源消耗急剧增长
由于世界人口的急剧增加和经济的不断发展, 能源的消耗持续增长。特别是近几十年来,能源消耗增长速度明显加快。
已探测的数据表明,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再生,如果长期大规模开采,不久的将来会消耗殆尽,所以开发新能源、更好地利用已知能源, 是全球范围内的重要课题。
在物理学的发展过程中,随着对机械能认识的不断深入,风能和水能逐渐得到了较为广泛的应用。
而随着科学家对物质结构研究的不断深入,20世纪40年代,科学家发明了可以控制核能释放的装置——核反应堆,拉开了以核能为代表的新能源利用的序幕。
太阳能也是新能源的一种。
以下列出了各种形式的能源:柴薪、煤、石油、天然气,风能、水能、电能、 太阳能、地热能。在这些能源中哪些是化石能源?哪些是一次能源?哪些是二次能源?请填在以下表格中。
柴薪
煤
煤
石油
石油
天然气
天然气
风能
水能
太阳能
地热能
电能
我是题
内燃机的发明,促进了汽车、飞机、轮船的广泛应用。内燃机的出现主要是由于下列哪一类能源的广泛使用( )
A.电能 B.核能 C.柴薪 D.化石能源
D
在下列能源中,属于化石能源的是( )
A.核能、生物质能、水能
B.电能、汽油、柴油
C.太阳能、地热能、风能
D.煤、石油、天然气
D
在能源危机日渐加剧的今天,我们更应该注重开发利用新能源,下列属于新能源的是( )
A.煤 B.石油 C.木材 D.太阳能
D
随着人类物质文明和精神文明不断增长,能源消耗量也越来越大。特别是近几十年来能耗增长趋势十分明显。如果把全世界的能源消耗量折合成热值为2.93×107J/kg的标准煤来计算,1950年为26亿吨1987年为110多亿吨,2007年达到160亿吨。如图所示,能源消耗量这样迅速增长,会不会出现能源危机?面对能源消耗越来越大的趋势,我们应如何应对?
能源消耗的迅速增长,会出现能源危机。
人类只有不断开发 风能、水能、太阳能、
核能、地热能等新能源,逐步用新能源取代各类化石能源,
才能够解决人类将来面临的能源危机。
22.1.1能源
√
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22.2.1核能
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分子是由原子构成的,原子的中心是原子核,原子核周围有一定数目的电子在核外运动。
原子核由质子和中子组成,质子带正电荷,其电荷量跟电子电荷量相等, 中子不带电;
原子核
中子
质子
电子
质子和中子构成非常小的原子核,就像几