第十八章《能源与可持续发展》-2023-2024学年九年级物理下册典中点·课时夺冠（苏科版）

苏科版九年级下册 第十八章《能源与可持续发展》 【知识梳理】 一、能源利用与社会发展 1．人类开发和利用能源的历史：火的利用→化石能源的利用→电能的利用→核能的发现。 2．能源的分类： （1）可再生能源和不可再生能源 可再生能源：可以从自然界源源不断地得到地能源。如太阳能、风能、水能、地热能、潮汐能。 不可再生能源：消耗就很难再生地能源。如煤、石油、天然气、核能 （2）常规能源（传统能源）和新能源 常规能源：目前已经大规模生产和广泛利用的能源。如水能、煤、石油、天然气。 新能源：由于技术、经济等因素迄今尚未大规模使用的能源。如太阳能、风能、核能、地热能、潮汐能、氢能。 （3）清洁能源与非清洁能源 清洁能源：对环境无污染或污染很小的能源。如太阳能、水能、风能、地热能、潮汐能、氢能。 非清洁能源：对环境污染较大的能源。如煤、石油、天然气。 （4）一次能源和二次能源 一次能源：可以从自然界直接获得的能源。如化石能源、太阳能、风能、水能、地热能、核能、潮汐能。 二次能源：无法从自然界直接获取，必须通过消耗一次能源，由一次能源直接或间接转化来的能源。如电能。 二、核能 1．核能：由于原子核的分裂或聚合而释放出的巨大能量。 2．获取核能的两条途径：重核的裂变（链式反应）和轻核的聚变（热核反应）。 （1）重核的裂变（链式反应） ①核裂变：用中子轰击较大的原子核，使其变成两个中等大小的原子核，同时释放出巨大的能量，我们把这种质量较大的原子核分裂成两个或两个以上中等质量的原子核的过程叫做裂变。 核裂变示意图 ②链式反应：原子核裂变时，释放出核能，同时还会产生几个新的中子，这些中子又会轰击其他原子....于是导致一系列原子核持续裂变，并释放出大量核能,这就是链式反应。最常用的核裂变原料是铀235。 链式反应示意图 （2）轻核的聚变（热核反应）：将质量很小的原子核在超高温下结合成新的原子核，会释放出更大的核能，这就是核聚变，也称为热核反应。 核聚变示意图 3．核能的应用：（1）重核的裂变：原子弹和核电站；（2）轻核的聚变：氢弹。 原子弹 氢弹 4．核电站 核能发电示意图 （1）主要组成部分：核反应堆、热交换器、汽轮机和发电机等。 （2）核能发电与火力发电的工作原理比较： 核能发电的工作原理：核能→内能→机械能→电能 火力发电的工作原理：化学能→内能→机械能→电能 三、太阳能 1．太阳能：在太阳内部,氢原子核在超高温下发生聚变，释放出巨大的核能。 2．太阳能的优点：①储量十分巨大；②供应时间长久；③分布广阔，获取方便；④安全、清洁、无污染。 3．太阳能的缺点：①太分散；②不稳定(受天气影响)；③转换效率低。 4．太阳能是万能之源：地球上除核能、地热能和潮汐能以外，几乎所有能源都来自太阳。 5．人类利用太阳能的三种方式： ①光热转换（太阳能热水器）；②光电转换（太阳能电池）；③光化转换（绿色植物）。 四、能量转化的基本规律 1．能量的转化和转移 （1）能量的转化：在一定条件下,一种形式的能量转化为另一种形式的能量,这种现象叫作能量的转化.能量的转化是通过物体做功表现出来的,能量在转化过程中，能量的形式改变。 （2）能量的转移：能量从一个物体转移到其他物体，或者由物体的一部分转移到另一部分，这种现象叫作能量的转移。能量在转移过程中，能量的形式不变。 2．能量守恒定律：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到其他物体，而在转化或转移的过程中，总量保持不变。 3．能量的转移和转化的方向性：能量的转化、能量的转移,都是有方向性的。经转化后，可利用的能量只会减少。例如，汽车制动时，由于摩擦，动能转化成轮胎、地面和空气的内能，这些消耗的能量不能再自动地被用来驱动汽车。 五、能源与可持续发展 1．能量转化的效率： 2．解决能源紧张的途径：由于人类的生存和发展使得能源的消耗量持续增长，因此人类必须不断地开发和利用新能源，同时增强节能意识，不断提高能源的利用率，这是目前解决能源紧张的重要途径。 3．未来的理想能源必须满足以下四个条件： 第一，必须足够丰富，可以保证开发利用工作之便； 第二，必须足够低廉，保证多数人用得起； 第三，相关技术必须成熟，可以保证安全使用； 第四，必须足够清洁、无污染环境，可以保证不会严重影响环境。 【易错点】 1．核能和内能是两个完全不同的概念，物体的内能再大，它的原子核不发生裂变或聚变，也不能释放出核能。 2．注意：“可再生能源”与“不可再生能源”都是针对一次能源而言的，即只有自然界中已存在，并可直接利用的能源，才能说其是“可再生能源”或“不可再生能源”。 3．能量守恒定律与机械能守恒定律的区别 能量守恒是无