資源簡介

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第二十章 能源、材料與社會
上海科學(xué)技術(shù)出版社
義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書編寫組 編著
能源的開發(fā)和利用
第二十章 能源、材料與社會
第二節(jié)
學(xué)習(xí)目標(biāo)
1. 了解什么是能源，知道哪些屬于可再生能源，哪些屬于不可再生能源。（物理觀念）
2. 知道能源與人類生存和社會發(fā)展的密切關(guān)系，知道人類發(fā)現(xiàn)、開發(fā)、利用能源的歷史就是其認(rèn)識自然、理解自然的歷史，并能通過具體的事例進(jìn)行說明。（物理觀念、科學(xué)思維）
3. 了解能源的利用和開發(fā)在推動(dòng)社會進(jìn)步的同時(shí)，也帶來了能源的危機(jī)，造成對環(huán)境的污染和生態(tài)的破壞，學(xué)會辯證地思考問題，關(guān)注自然，關(guān)注社會。（科學(xué)思維、科學(xué)態(tài)度和責(zé)任）
4. 了解直接利用太陽能的兩種方式。（物理觀念）
5. 了解裂變和聚變，知道原子彈、氫彈的制造原理，知道核反應(yīng)堆的作用以及核電站的原理和特點(diǎn)。（物理觀念）
6. 了解除太陽能和核能以外的一些新能源，知道人類正在為開發(fā)新能源而努力。（物理觀念、科學(xué)態(tài)度和責(zé)任）
課堂總結(jié)
02
課后作業(yè)全解
03
學(xué)習(xí)新課
01
綜合提升訓(xùn)練
04
目錄導(dǎo)航
導(dǎo)入新課
想一想：我們生活、生產(chǎn)中用的這些能量它們來源于哪里？我們利用了哪些種類的能源？
生產(chǎn)和生活中利用的這些能量，是通過不同的能源提供的。今天我們一起了解能源的利用和發(fā)展歷史。
學(xué)習(xí)新課
01
第二節(jié) 能源的開發(fā)和利用
知識一、能源與社會
1. 能源
（1）概念：凡是能夠提供能量的物質(zhì)資源都可以稱為能源。
（2）各種能源
①化石能源
我們使用的煤、石油、天然氣，是千百萬年前埋在地下的動(dòng)、植物經(jīng)過漫長的地質(zhì)年代形成的，所以稱為化石能源。
②生物質(zhì)能
由生命物質(zhì)提供的能量稱為生物質(zhì)能。生物質(zhì)能可以理解為生物機(jī)體物質(zhì)發(fā)生化學(xué)變化時(shí)釋放的能量。例如，食物分解和柴薪燃燒等都提供了生物質(zhì)能。
③太陽能
由太陽輻射提供的能量。
知識一、能源與社會
④水能、風(fēng)能：由自然界中的流水和風(fēng)提供的能量。
⑤地?zé)崮埽河傻厍騼?nèi)部提供的一種內(nèi)能。
新西蘭陶波菲爾德地?zé)岚l(fā)電站
知識一、能源與社會
⑥電能：由其他形式的能轉(zhuǎn)化而成的供各種用電器使用的能源叫做電能。
西藏山南市雅魯藏布江峽谷藏木水電站
知識一、能源與社會
知識一、能源與社會
2. 能源的分類
能源家族成員種類繁多，而且新成員不斷加入。能獲取有用能量并為人類利用的各種能源都可以加入到能源家族中來。能源家族從不同的角度可以劃分不同的類別，根據(jù)能源使用之后能否在短期內(nèi)再生可分為可再生能源和不可再生能源。
（1）可再生能源
可以長期提供或可以再生的能源屬于可再生能源。例如，太陽能、風(fēng)能、水能以及生物質(zhì)能等。
知識一、能源與社會
（2）不可再生能源
一旦消耗就很難再生的能源屬于不可再生能源。例如，煤、石油、天然氣和鈾礦這類化石或礦物能源。
露天鈾礦
知識一、能源與社會
3. 人類利用能源的歷程
（1）柴薪能源時(shí)代
鉆木取火是人類利用能源的歷史上的第一次能源革命。從利用自然火到利用人工火的轉(zhuǎn)變，開啟了以柴薪作為主要能源的時(shí)代。
（2）化石能源時(shí)代
蒸汽機(jī)的發(fā)明是人類利用能源的里程碑，直接引發(fā)了第二次能源革命，人類進(jìn)入工業(yè) 化社會。人類的主要能源由柴薪轉(zhuǎn)向煤。
鉆木取火
蒸汽機(jī)的應(yīng)用
知識一、能源與社會
（3）電能時(shí)代
通過對電和磁的研究，物理學(xué)家發(fā)現(xiàn)了電能，推動(dòng)人類社會進(jìn)入電氣時(shí)代。
（4）核能時(shí)代
20世紀(jì)40年代，科學(xué)家發(fā)明了可以控制核能釋放的裝置——核反應(yīng)堆，拉開了以核能為代表的新能源利用的序幕。
核能發(fā)電
電能支撐的城市
知識一、能源與社會
4. 可再生能源與不可再生能源的區(qū)別
區(qū)分可再生能源與不可再生能源的主要依據(jù)是看能源使用之后能否在短期內(nèi)再生，能否在自然界里源源不斷地得到。
我們熟悉的不可再生能源有煤、石油、天然氣、鈾礦等。
我們熟悉的可再生能源有水能、風(fēng)能、太陽能、生物質(zhì)能等。
分類 概念 實(shí)例
一次能源
可直接從自然界獲得的能源
太陽能、電能、風(fēng)能、水能、潮汐能、地?zé)崮艿?br/>化石能源、風(fēng)能、水能、太陽能、地?zé)崮堋⒑四堋⒊毕艿?br/>煤、石油、柴薪等
二次能源
無法從自然界直接獲取，必須通過消耗一次能源才能得到的能源
電能、酒精、木炭、煤氣、柴油、液化氣、沼氣、氫氣、汽油等
按照對環(huán)
境的影響
清潔能源
污染能源
使用時(shí)對環(huán)境沒有污染或污染較輕的能源
使用時(shí)對環(huán)境污染較重的能源
按照人類開發(fā)早晚
新能源
常規(guī)能源
人類已經(jīng)利用多年的能源
人類新近才開始利用的能源
煤、石油、天然氣及水能等
核能、太陽能、潮汐能、地?zé)?br/>能、風(fēng)能、生物質(zhì)能等
　5. 總結(jié)——能源的分類
按照獲
取方式
知識一、能源與社會
【例題1】科普小組的同學(xué)調(diào)查了我省不同類型的發(fā)電站，其中利用不可再生能源發(fā)電的是（　　）
A．小浪底水電站 B．孟津風(fēng)力電站
C．鄭州燃?xì)怆娬? D．博愛光伏電站
A．小浪底水電站是利用水能發(fā)電，水能是可再生能源，故A不符題意；
B．孟津風(fēng)力電站是利用風(fēng)能發(fā)電，風(fēng)能是可再生能源，故B不符題意；
C．鄭州燃?xì)怆娬臼抢锰烊粴獍l(fā)電，天然氣是化石能源，會越用越少，是不可再生能源，故C符合題意；
D．博愛光伏電站是利用太陽能發(fā)電，太陽能是可再生能源，故D不符題意。
故選C。
C
知識一、能源與社會
能源的大量開發(fā)和使用，會造成環(huán)境污染與生態(tài)破壞。如何在開發(fā)和使用能源的同時(shí)保護(hù)好我們賴以生存的地球，這已經(jīng)成為一個(gè)全球性的重大課題。
知識二、能源與環(huán)境
1. 煤的燃燒
煤的燃燒會產(chǎn)生大量的二氧化碳?xì)怏w和煙塵， 造成空氣污染。 大氣中的二氧化碳的濃度增大，導(dǎo)致溫室效應(yīng) 增強(qiáng)，全球變暖，危害生態(tài)平衡。
2. 火力發(fā)電
火力發(fā)電廠發(fā)電時(shí)所產(chǎn)生的“余熱”會引起熱污染。
3. 石油污染
泄漏的石油污染海洋；汽車排放的尾氣和各種工業(yè)廢氣籠罩在城市的上空。
人們正在清理海上漂浮的石油
煙霧籠罩的城市
【例題2】能源是人類生存和發(fā)展的基礎(chǔ)，人類社會的每一次重大進(jìn)步都伴隨著能源的改進(jìn)和更替。關(guān)于能源的開發(fā)和利用，下列說法不正確的是（　　）
A．能量在利用的過程中，其轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移是有方向性的
B．太陽能是一次能源，可直接利用且污染小，開發(fā)前景廣闊
C．核能是可再生能源，開發(fā)和利用核能是人類獲取能源的一個(gè)新途徑
D．煤是不可再生能源，而且以煤為主要燃料的火電站容易造成環(huán)境污染
C
知識二、能源與環(huán)境
A.能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移是有方向性的，具有不可逆性，故A正確，不符題意；
B.太陽能是一次能源，是一種新型的無污染的能源，太陽能是取之不盡的能源，可直接利用且對環(huán)境的污染小，前景廣闊，故B正確，不符合題意；
C.核能是不可再生能源，開發(fā)和利用核能是人類獲取能源的一個(gè)新途徑，故C錯(cuò)誤，符合題意；
D.煤不能短期內(nèi)從自然界得到補(bǔ)充，是不可再生能源，以煤為主要燃料的火力發(fā)電容易造成環(huán)境污染，故D正確，不符合題意。
知識二、能源與環(huán)境
故選C.
知識三、開發(fā)新能源
1. 太陽能
（1）太陽能的優(yōu)點(diǎn)
① 太陽能的“儲量”十分巨大，取之不盡，用之不竭；
② 太陽能分布廣闊，不需要運(yùn)輸，投入小，收益太；
③ 太陽能是一種清潔能源，使用時(shí)不會帶來汚染；
④ 使用方便、安全；
⑤ 可以節(jié)約化石能源，緩解人類能源危.
知識三、開發(fā)新能源
（2）太陽能的直接利用
① 把太陽能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能
實(shí)質(zhì)上是光熱轉(zhuǎn)換。例如 ，生活中的太陽能熱水器、太陽房 、太陽灶、太陽能溫室 ，生產(chǎn)中的太陽能干燥系統(tǒng)、太陽能冶煉、太陽能土壤消毒殺菌技術(shù)，太陽能空調(diào)與太陽能建筑等。
一種家庭常用的太陽能熱水器
知識三、開發(fā)新能源
② 把太陽能轉(zhuǎn)化為電能
實(shí)質(zhì)上是光電轉(zhuǎn)換，如太陽能電池。太陽能電池可以有效吸收太陽能，并將其轉(zhuǎn)化成電能，它是用半導(dǎo)體硅、硒等材料制作成的將太陽的光能轉(zhuǎn)化為電能的器件，可做人造衛(wèi)星、航標(biāo)燈、交通信號燈等的電源。現(xiàn)在不少城市開始使用太陽能路燈，有些家用燈具也使用太陽能電池。
太陽能路燈
（3）太陽能的間接利用
人類開發(fā)利用的地球上的煤、石油 、天然氣和生物質(zhì)能等，都是太陽能長期轉(zhuǎn)化積累形成的；風(fēng)能、水能實(shí)質(zhì)上也是由太陽能轉(zhuǎn)化而來的。
2. 核能
由于原子核的變化而釋放出的巨大能量叫做核能。核能的開發(fā)和利用采用以下兩種方式：一種是利用核裂變釋放能量；另一種是利用核聚變釋放能量。
知識三、開發(fā)新能源
（1）核裂變
① 概念：較重的原子核裂變?yōu)檩^輕的原子核的一種核反應(yīng)。研究發(fā)現(xiàn)，鈾原子核在中子的轟擊下將會產(chǎn)生裂變反應(yīng)。 每一個(gè)鈾原子核的裂變除了要產(chǎn)生大量的熱量以外，還要產(chǎn)生2到3個(gè)以上的中子。
② 說明：原子核在裂變時(shí)，能夠釋放出巨大的能量 。1kg鈾全部裂變，釋放的能量超過 2000 t 煤完全燃燒時(shí)釋放的能量。
③鏈?zhǔn)椒磻?yīng)
用中子轟擊鈾 235原子核 ，鈾核分裂時(shí)釋放出核能， 同時(shí)還會產(chǎn)生幾個(gè)新的中子，這些中子又會轟擊其他鈾核，使其他鈾核發(fā)生裂變……于是就導(dǎo)致一系列鈾核持續(xù)裂變，并釋放出大量的核能。這就是裂變中的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（如圖所示）。
知識三、開發(fā)新能源
④ 核電站
a. 核心設(shè)備：核電站利用核能發(fā)電，它的核心設(shè)備是核反應(yīng)堆。
b. 核反應(yīng)特點(diǎn)：核反應(yīng)堆中發(fā)生的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)是可控的，核反應(yīng)堆能緩慢地釋放出核能。
知識三、開發(fā)新能源
c. 核電站的工作原理：它以鈾為核燃料，反應(yīng)堆中放出的核能轉(zhuǎn)化為高溫蒸汽的內(nèi)能，通過汽輪機(jī)轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，再通過發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)化為電能。
d. 能量轉(zhuǎn)化：核能→內(nèi)能→機(jī)械能→電能。
⑤ 原子彈
а.原理：鏈?zhǔn)椒磻?yīng)不加控制，大量原子核就會在一瞬間發(fā)生裂變，釋放出巨大的能量。
b.特點(diǎn)：威力巨大，破壞力強(qiáng)，爆炸地長時(shí)間有放射性殘留，不再適宜人類居住。
知識三、開發(fā)新能源
我國第一顆原子彈爆炸
（2）核聚變
①概念：核聚變是較輕的原子核結(jié)合成為較重的原子核的一種核反應(yīng)。它是產(chǎn)生核能的另一種方式。
如圖所示是氘核和氚核結(jié)合成為氦核的聚變過程。這種核反應(yīng)會釋放巨大的能量。 利用核聚變也能制造核武器。氫彈就是利用核聚變原理制造的一種威力比原子彈還要大得多的核武器。
知識三、開發(fā)新能源
②聚變的應(yīng)用
a. 氫彈：大量氫核的聚變，可以在瞬間釋放出驚人的能量，氫彈就是利用這一原理制成的。
b. 現(xiàn)在無法和平利用：迄今，人們還不能像控制核裂變那樣，使核聚變在人工控制的條件下進(jìn)行。
c. 太陽內(nèi)部時(shí)刻進(jìn)行著大規(guī)模的聚變，并以電磁波的形式向外釋放核能，這就是太陽能的來源。
知識三、開發(fā)新能源
利用核聚變原理制造的氫彈爆炸時(shí)產(chǎn)生的巨大的蘑菇云
3. 地?zé)崮?br/>地球內(nèi)部熱量透過巖層向外釋放，這種“大地?zé)崃鳌碑a(chǎn)生的能量稱為地?zé)崮堋?目前世界上巳有近二百座地?zé)犭娬就度脒\(yùn)行。 地?zé)崮茉诘厍蛏系奶N(yùn)藏量非常豐富，可供人類消耗幾百億年，是取之不盡、用之不竭的清潔能源。
知識三、開發(fā)新能源
地?zé)崮馨l(fā)電廠
4. 潮汐能
潮汐是由于月球、太陽對地球的引力作用而產(chǎn)生的。 潮汐能可用于發(fā)電，且成本低，污染少，是一種很有發(fā)展?jié)摿Φ男履茉础Ｔ诔毕茌^大的地方修建潮汐電站，當(dāng)漲潮和落潮時(shí)，水流推動(dòng)水輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)電。圖是一種利用潮汐能發(fā)電的示意圖。
知識三、開發(fā)新能源
漲潮時(shí)，海水洶涌而來，潮水從導(dǎo)流孔流入水庫的同時(shí)推動(dòng)水輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，水輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。隨著潮水的不斷涌入，水庫水位逐漸上漲，儲存著能量。 落潮時(shí)，海水奔騰而去，水位陸續(xù)下降，水庫的水流從導(dǎo)流孔流向大海，推動(dòng)水輪機(jī)再次轉(zhuǎn)動(dòng)，水輪機(jī)又一次帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。
5. 風(fēng)能
風(fēng)能是指空氣高速流動(dòng)的能量。風(fēng)具有很大的能量。這種能量可以給人類帶來極大的破壞，拔起大樹，吹倒房屋……
但我們也可以利用風(fēng)能為人類服務(wù)。 人們很早就學(xué)會了利用風(fēng)能行船、抽水、磨谷……
風(fēng)能還可以用來發(fā)電。
知識三、開發(fā)新能源
新疆達(dá)坂城的風(fēng)力發(fā)電場
【例題3】如圖，太陽能汽車?yán)锰柲茈姵貙⑻柲苻D(zhuǎn)化為電能，儲存在車上的蓄電池內(nèi)，為汽車提供動(dòng)力。下列說法正確的是（　　）
A．太陽能是一種不可再生能源
B．蓄電池為汽車提供動(dòng)力時(shí)，將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能
C．太陽能汽車不能將接收到的太陽能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能
D．太陽能汽車將太陽能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，再將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能
A．太陽能取之不盡、用之不竭，所以是可再生能源，故A錯(cuò)誤；
B．蓄電池為汽車提供動(dòng)力時(shí)，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，故B錯(cuò)誤；
C．太陽能汽車不能將接收到的太陽能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，有一部分太陽能會轉(zhuǎn)化為內(nèi)能等其它形式的能，故C正確；
D．太陽能汽車將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，再將電能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，故D錯(cuò)誤。
C
知識三、開發(fā)新能源
故選C.
【例題4】能源是人類生存和發(fā)展的基礎(chǔ)，人類社會的每一次重大進(jìn)步都伴隨著能源的改進(jìn)和更替。關(guān)于能源的開發(fā)和利用，下列說法錯(cuò)誤的是（　　）
A．核能是可再生能源，開發(fā)和利用核能是人類獲取能源的一個(gè)新途徑
B．煤是不可再生能源，以煤為主要燃料的火電站容易造成環(huán)境污染
C．太陽能是一次能源，可直接利用且污染小，開發(fā)前景廣闊
D．能量在利用的過程中，其轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移是有方向性的
A
知識三、開發(fā)新能源
A．核能是不可再生能源，故A錯(cuò)誤，符合題意。
B．煤不能短期內(nèi)從自然界得到補(bǔ)充，是不可再生能源，以煤為主要燃料的火力發(fā)電容易造成環(huán)境污染，故B正確，不符合題意；
C．太陽能是一次能源，是一種新型的無污染的能源，太陽能是取之不盡的能源，可直接利用且對環(huán)境的污染小，前景廣闊，故C正確，不符合題意；
D． 能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移是有方向性的，具有不可逆性，并不是所有的能量都可以被利用，所以我們需要節(jié)約能源，故D正確，不符合題意。
故選A.
知識三、開發(fā)新能源
02
課堂總結(jié)
第二節(jié) 能源的開發(fā)和利用
課堂總結(jié)
能源的開發(fā)和利用
①能源：能夠提供能量的物質(zhì)資源稱為能源.
②各種能源：化石能源、生物質(zhì)能、太陽能、水能、
風(fēng)能、地?zé)崮堋㈦娔艿?
③能源的分類：可再生能源、不可再生能源.
④人類利用能源歷程：柴薪能源→化石能源→電能→核能.
能源的大量開發(fā)和使用，會造成環(huán)境污染與生態(tài)破壞.
①太陽能：優(yōu)點(diǎn)；直接利用、間接利用.
②核能：核裂變與應(yīng)用、核聚變與應(yīng)用.
③地?zé)崮埽旱厍騼?nèi)部熱量透過巖層向外釋放.
④潮汐能：由于月球、太陽對地球的引力作用產(chǎn)生.
⑤風(fēng)能：風(fēng)能可以用來發(fā)電.
開發(fā)新能源
能源與環(huán)境
能源與社會
03
課后作業(yè)全解
第二節(jié) 能源的開發(fā)和利用
課后作業(yè)全解
1．請你在下表的空格中至少填上 3 個(gè)能量轉(zhuǎn)化的實(shí)例（每個(gè)空格限填1例），形式如示例。
摩擦生熱
電池充電
發(fā)電機(jī)發(fā)電
太陽能電池發(fā)電
內(nèi)燃機(jī)
點(diǎn)燃的蠟燭
課后作業(yè)全解
2．隨著世界性能源危機(jī)的日益加劇，一向?yàn)槿藗兯贄壍睦采韮r(jià)倍增，變成了能源再生的“寶庫”。利用垃圾的一種方式就是將垃圾填埋后，通過厭氧發(fā)酵產(chǎn)生沼氣，這些沼氣燃燒，產(chǎn)生高溫燃?xì)猓苿?dòng)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)來發(fā)電。
（1）根據(jù)上面的短文，請你將垃圾發(fā)電過程中的能量轉(zhuǎn)化填寫完整。
（2）垃圾填埋后產(chǎn)生的沼氣是一種 ______（選填“可再生”或“不可再生”）能源。利用垃圾發(fā)電與傳統(tǒng)的垃圾填埋處理方法相比有哪些優(yōu)點(diǎn)：______________________。
機(jī)械能
內(nèi)能
可再生
環(huán)保（或者節(jié)能）
（1）根據(jù)上面的短文可知能的轉(zhuǎn)化過程為：沼氣具有化學(xué)能，通過燃燒的方式獲得內(nèi)能，高溫的燃?xì)鈨?nèi)能推動(dòng)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，機(jī)械能帶動(dòng)發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)獲得電能。
（2）垃圾填埋后產(chǎn)生的沼氣可以通過此方式源源不斷的獲得，所以是一種可再生能源。利用垃圾發(fā)電與傳統(tǒng)的垃圾填埋處理方法相比可以節(jié)約能源，減少對環(huán)境的污染。
課后作業(yè)全解
3．請調(diào)查一下，你的家鄉(xiāng)是否有正在開發(fā)的新能源。如果有，看看這些能源是怎樣被開發(fā)利用的。
中國現(xiàn)在是新能源領(lǐng)域的領(lǐng)頭羊，風(fēng)能、太陽能、水能，還有各種生物質(zhì)能，都在大力開發(fā)。比如說風(fēng)能，咱們有很多風(fēng)力發(fā)電站，像內(nèi)蒙古、甘肅那些地方，風(fēng)大得能讓風(fēng)車轉(zhuǎn)得飛快，發(fā)的電就夠好多人用了。
太陽能也是個(gè)大熱門，中國有很多地方光照充足，比如青海、新疆，那里有很多太陽能電池板，把太陽的光變成電。
還有水能，咱們有很多水電站，利用水流的力量來發(fā)電。比如三峽大壩，那就是個(gè)超級大的水電站，發(fā)的電可多了！
生物質(zhì)能也很有意思，就是用農(nóng)作物、樹木這些來發(fā)電或者做燃料。比如有些工廠就用廢棄的農(nóng)作物來做燃料，既環(huán)保又節(jié)能。
課后作業(yè)全解
4．請?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)利用太陽能的裝置。
設(shè)計(jì)一個(gè)利用太陽能的裝置，我們可以考慮一個(gè)常見的應(yīng)用：太陽能熱水系統(tǒng)。這種系統(tǒng)利用太陽能集熱器收集太陽輻射能，將其轉(zhuǎn)換為熱能，用于加熱水，適用于家庭熱水供應(yīng)、游泳池加熱等多種場合。例如：可以在房頂放上鐵皮水箱，利用太陽能加熱水箱中的水來進(jìn)行淋浴。
課后作業(yè)全解
課后作業(yè)全解
1. 能研制出既能食用又能作為電池的“水果”嗎？
答：目前已經(jīng)研制出既能食用又能作為電池的“水果”電池。 例如，意大利技術(shù)研究院的一個(gè)研究團(tuán)隊(duì)成功發(fā)明了世界上首款完全可充電、可食用的電池產(chǎn)品。這種電池以維生素B2為陽極，蘋果中常見的檞皮素為陰極，利用活性炭增強(qiáng)導(dǎo)電性，使用海苔防止短路，電極被包裹在蜂蠟中。這種電池能產(chǎn)生0.65伏的電壓，足夠安全地食用。
課后作業(yè)全解
答： 氫能源被視為21世紀(jì)最具發(fā)展?jié)摿Φ那鍧嵞茉矗哂腥紵裏嶂蹈摺⒘闾寂欧拧⒈阌趦浜瓦\(yùn)輸?shù)葍?yōu)點(diǎn) 。
氫能作為清潔能源的重要組成部分，在未來的能源舞臺上有望成為一種舉足輕重的能源，其制取、儲存、運(yùn)輸、應(yīng)用技術(shù)也將成為關(guān)注的焦點(diǎn) 。
2. 示例：社會的發(fā)展需要能源，除了教材提及的能源外，你還能想到哪些能源將來有一天會被人類使用
04
綜合提升訓(xùn)練
第二節(jié) 能源的開發(fā)和利用
1. 出行是人們工作、生活必不可少的環(huán)節(jié)，出行的工具多種多樣，使用的能源也不盡相同。自行車、太陽能小車和電力機(jī)車所消耗能量的類型分別是（ ）
①生物能；②核能；③電能；④太陽能
A．①②③ B．①④③ C．①②④ D．②④③
自行車要運(yùn)動(dòng)靠人蹬來驅(qū)動(dòng)，故消耗的是人的生物能①；太陽能小車消耗太陽能④；電力機(jī)車是靠電機(jī)來驅(qū)動(dòng)，消耗的是電能③；
故選B。
B
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2. 發(fā)展是人類永恒的主題，能源與社會發(fā)展關(guān)系密切。關(guān)于能源與可持續(xù)發(fā)展，下列說法正確的是（　　）
A．煤、石油屬于可再生能源
B．太陽能電池可以將太陽能轉(zhuǎn)化為電能
C．能量是守恒的，我們不需要節(jié)約能源
D．核電站是利用核聚變釋放的能量進(jìn)行發(fā)電
B
A．煤、石油不能短時(shí)期內(nèi)從自然界得到補(bǔ)充，是不可再生能源，故A錯(cuò)誤；
B．太陽能電池工作時(shí)，消耗太陽能，產(chǎn)生電能，將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，B正確；
C．能量是守恒的，但是能量的轉(zhuǎn)移或轉(zhuǎn)化是有方向性的，所以節(jié)約能源勢在必行，故C錯(cuò)誤；
D．核電站是利用核裂變時(shí)釋放的能量進(jìn)行發(fā)電的，不是核聚變，故D錯(cuò)誤。
所以選B.
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3．能源問題已經(jīng)嚴(yán)重影響著當(dāng)今世界和平發(fā)展，因此各國大力提倡使用可再生能源。下列能源中是不可再生能源的是（　　）
A．太陽能 B．風(fēng)能
C．水能 D．天然氣
通過天然作用再生更新，從而為人類反復(fù)利用的資源叫可再生資源；經(jīng)人類開發(fā)利用后，在相當(dāng)長的時(shí)期內(nèi)不可能再生的自然資源是不可再生資源。其中太陽能、風(fēng)能、水能可以源源不斷的在自然界中獲取，取之不盡，屬于可再生能源，而天然氣隨著人類的開發(fā)越來越少，屬于不可再生能源。
D
故選D。
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4. 中國是一個(gè)負(fù)責(zé)任的大國，為構(gòu)建人類命運(yùn)共同體而不懈努力，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展已成為21世紀(jì)各國的任務(wù)。能源可按不同方式分類，如圖，下列四組能源中，能歸入圖中陰影部分的一組是（　　）
A．煤炭、沼氣 B．太陽能、風(fēng)能
C．水能、天然氣 D．石油、核能
B
能歸入圖中陰影部分的能源應(yīng)該是來自太陽的熱輻射，
并且是可再生能源和新能源。
A．煤炭、沼氣不是可再生能源也不是新能源，A不符題意；
B．太陽能、風(fēng)能是來自太陽的熱輻射，并且是可再生能源和新能源，故B項(xiàng)符合題意；
CD．天然氣、石油和核能都是不可再生能源，故CD項(xiàng)不符合題意.
所以選B。
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5．核能是一種_________（選填“可再生”或“不可再生”）能源。核電站利用核能發(fā)電，它的核心設(shè)備是核反應(yīng)堆，核反應(yīng)堆是通過可控________（選填“核裂變”或“核聚變”）反應(yīng)釋放核能的設(shè)備。核電站中的汽輪機(jī)屬于_______（選填“發(fā)電機(jī)”“電動(dòng)機(jī)”或“熱機(jī)”）。
能夠短時(shí)間內(nèi)從自然界得到補(bǔ)充的是可再生能源，短時(shí)間得不到補(bǔ)充的是不可再生能源。核能屬于一旦消耗就很難再生的能源，是不可再生能源。
核裂變和核聚變都能釋放能量，對于核裂變是可控的，如核電站的核反應(yīng)堆就是通過核裂變提供能量的；核電站是利用可控的核裂變釋放能量來發(fā)電的。
熱機(jī)的種類很多，內(nèi)燃機(jī)、蒸汽機(jī)、汽輪機(jī)、噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)都是熱機(jī)。核電站中的汽輪機(jī)是利用內(nèi)能工作的，屬于熱機(jī)。
熱機(jī)
不可再生
核裂變
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（1）有些沙漠緊鄰大海，_____（白天/晚上）風(fēng)通常從
大海吹向沙漠，導(dǎo)致空氣中富含水蒸氣。
（2）伯克利分校的團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)出一款沙漠集水器﹣WaterSeer，
如圖所示，利用風(fēng)能這種_____（可再生/不可再生）能源，借助
風(fēng)力驅(qū)動(dòng)風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)螺旋槳將講空氣輸入金屬管中部。
（3）深埋在土壤深處的金屬管底部溫度較低，由于金屬的
__________（填物理屬性）好使得金屬管中部溫度也降低。
（4）空氣中的水蒸氣在金屬管中部_____（吸/放熱），液化成水滴，水滴在_____力的作用下，沿管壁下落，匯集于金屬管底部容器。
（5）WaterSeer每天可以收集約37L飲用水，合_____kg，應(yīng)用前景十分樂觀。（ρ水＝1.0×103kg/m3）
6. 沙漠集水器。
白天
可再生
導(dǎo)熱性
放
37
重
（1）由于砂石和海水的比熱容不同，海水的比熱容大于砂石的比熱容，白天，在同樣太陽光的照射下，沙漠和大海升溫和降溫的快慢不同，從而使空氣形成對流．白天，沙漠比大海升溫快，地面熱空氣密度較小，熱空氣上升，海面較冷的空氣就會來補(bǔ)充，于是冷空氣沿海面吹向沙漠，形成海風(fēng)．
（2）風(fēng)能能夠源源不斷的從自然界得到，屬于可再生能源．
（3）深埋在土壤深處的金屬管底部溫度較低，由于金屬的導(dǎo)熱性好，使得金屬管中部溫度也降低．
（4）空氣中的水蒸氣在金屬管中部液化放熱成水滴，水滴在重力的作用下，沿管壁下落，匯集于金屬管底部容器．
（5）水的體積V＝37L＝37dm3＝0.037m3，水的質(zhì)量：
m＝ρV＝1.0×103kg/m3×0.037m3＝37kg.
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