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22 能源与可持续发展
22.1 能源
一 能源及其分类
1能源的概念
1、能源:能量资源或能源资源，是指可产生各种能量或可做功的
物质的统称。
能源是人类活动的物质基础。在某种意义上讲，人类社会的发展离不开优质能源的出现和先进能源技术的使用。在当今世界，能源的发展，能源和环境，是全世界、全人类共同关心的问题，也是我国社会经济发展的重要问题。
2、能源介绍
物质、能量和信息是构成自然社会的基本要素。在全球经济高速发展的今天，国际能源安全已上升到了国家的高度，各国都制定了以能源供应安全为核心的能源政策。能源是国民经济的重要物质基础，未来国家命运取决于能源的掌控。能源的开发和有效利用程度以及人均消费量是生产技术和生活水平的重要标志。
二、能源的分类
1、按使用类型对能源分类
(1）常规能源（传统能源）。已被人类利用多年，目前仍在大规
模使用的能源。如煤炭、石油、天然气、水能、生物能等。占全部能源生产消费总量的90%以上。
(2）新能源（非常规能源、替代能源）。近若干年来开始被人类
利用（如太阳能、核能）或过去已被利用现在又有新的利用方式（如风能)的能源。
2、按对环境的污染情况对能源分类
(1）清洁能源。使用时对环境没有污染或污染小的能源。
例:水能、风能、太阳能以及核能等。
(2）非清洁能源。（污染型能源）对环境污染较大的能源。
污染型能源是指人类利用过程中会污染环境的能源。煤炭、石油类
能源在燃烧过程中会产生大量二氧化碳、硫氧化物、氮氧化物及多种有机.污染物。这些污染物，有的形成酸性降水，破坏环境，影响生态;有的降低大气能见度，产生雾G某些有机污染物在阳光作用下又会形成光氧化物对环境和人体健康造成危害;能源物质中夹杂的重金属元素也会污染土壤、水域等，造成危害。过去认为无害的二氧化碳排放，因会形成城市热岛，并因全球性温室效应使地球升温，也日益受到关注。
3、按能否再生对能源分类
(1）可再生能源。可长期提供或可再生的能源（10%左右）
例:水能、风能、太阳能、地热能、潮汐能等。
(2）不可再生能源。一旦消耗就很难再生的能源（90%左右)
例:煤炭、石油、天然气等。
4、按获得的方法对能源分类
(1）一次能源（天然能源）。
是指直接取自自然界、而不改变它的形态的能源。它又分为可再生
能源和非再生能源。
例:泥煤、褐煤、烟煤、无烟煤、石油、天然气、植物秸杆、水能风能、太阳能、地热能、核能、海洋能等。
一次能源又分为可再生能源(水能、风能及生物质能)和非再生能
源(煤炭、石油、天然气、油页岩等），其中煤炭、石油和天然气三种能源是一次能源的核心，它们成为全球能源的基础;
除此以外，太阳能、风能、地热能、海洋能、生物能以及核能等可
再生能源也被包括在一次能源的范围内。
(2）二次能源（人工能源）。
是指一次能源经人为加工成另一种形态的能源。
例:汽油、水电、蒸汽、煤气、焦炭、沼气等。
二次能源又可以分为“过程性能源”和“含能体能源”，电能就是应用最广的过程性能源，而汽油和柴油是目前应用最广的含能体能源。
二次能源和一次能源不同，它不是直接取自白然界，只能由一次能
源加工转换以后得到，因此严格的说它不是“能源”，而应称之为“二次能’能源危机，可再生能源等都不涉及二次能源。
三、小结
课堂检测
1关于能源、能量，下列说法正确的是（　　）
A可再生能源是未来理想能源的一个重要发展方向
B核能的利用会造成放射性污染，所以应该关闭核电站
C能量是守恒的，不会发生能源危机
D化石能源、水能、核能，不能在短期内从自然界得到补充，这类能源称为不可再生能源
2下列说法中正确的是（　　）
A煤炭、石油、天然气、风能都属于不可再生能源，要有计划的开采利用
B电饭锅、热水器在电路中是串联的
C红外线可以发出人眼看的见的红光，紫外线可以发出人眼看的见的紫光
D飞机高速飞行时飞机外壳与空气摩擦会带上电荷，如不放掉静电会危及地勤人员生命所以飞机轮胎不仅要求用硬度大且常选用导体材料做成
3中国页岩气储量丰富，近年来，页岩气的开发与利用越来越受重视．页岩气是从页岩层中开采出的天然气，属于___1___（可再生/不可再生）能源；页岩气经压缩、冷却，可以___2___（填物态变化名称）成液态，此过程中页岩气___3___（吸收/放出）热量．
4煤、石油、天然气不能在短期内从自然界得到补充，这类能源称为___1___能源，汽油机工作时，在压缩冲程中，通过___2___方式使缸内混合气体内能增加；如果该汽油机飞轮转速是1800r/min，则该汽油机每秒钟内对外做功___3___次．
5在太阳能和天然气中，属于可再生能源的是___1___．若一太阳能热水器将装有10kg温度为20℃的水，阳光照射一天后，水温升高到80℃，热水器内的水吸收了2.52×106J的太阳能，这是通过___2___的方式改变了水的内能；若上述这些热量由天然气提供，则需要完全燃烧___3___m3的天然气（不考虑能量损失）．[天然气热值为4×107J/m3]．
6汽油是___1___（选填“可”或“不可”）再生能源．汽油的热值为4.6×107J/kg，这个数值究竟有多大？有人通过一个具体的例子来认识汽油热值的大小：一个60kg的人，从1楼步行至11楼，每层楼的高度为3m，他克服重力做了___2___×104　J的功，如果汽油完全燃烧放出的热量在数值上与这些功相等，则需要汽油的质量是___3___g．（g=10N/kg，结果精确到0.01）
7下列各组能源都属于新能源的是（　　）
A太阳能、潮汐能、地热能、核能
B煤、石油、天然气
C太阳能、水能、风能、地热能
D太阳能、水能、风能、地热能、潮汐能、核能
参考答案
1解：A、可再生能源足够清洁、无污染环境，可以保证不会严重影响环境，是未来理想能源的一个重要发展方向，故A正确．
B、核电站的建设与运行若有疏漏会造成环境污染，核废料具有放射性，但不应该关闭，应该合理的利用，故B错误；
C、由于能量的转化具有方向性，所以无节制的消耗能源会造成能源危机，故C错误；
D、化石能源、核能不可能在短期内从自然界得到补充，所以它们属于不可再生能源；而水能可以从自然界不断地得到，属于可再生能源，所以D错误．
故选A．
2解：A、煤炭、石油、天然气是不可再生能源；风能是可再生能源，故A错误；
B、电饭锅、热水器在电路中是并联的，故B错误；
C、在光谱上，红外线在红光之外，紫外线在紫光之外，人都看不到，故C错误；
D、飞机上的着地轮装有搭地线或用导电橡胶做轮胎，是为了及时地把飞机在飞行过程中由于摩擦而产生的电荷通过导体而转移给大地，以免发生放电现象，保证飞机和乘客的安全，故D正确．
故选D．
3解：煤、石油、天然气、核能等化石能源是短时间内不能再次产生的，是不可再生能源；太阳能、水能、风能、生物质能等在短时间内可以再次产生，是可再生能源；页岩气是气态物质，经压缩、冷却可以液化成液态，液化是一个放热的过程
故答案为：不可再生；液化；放出．
4解：煤、石油、天然气不可能在短期内从自然界得到补充，所以它们属于不可再生能源；
汽油机的压缩冲程中，活塞压缩燃料混合物做功，活塞的机械能转化为气缸内混合气体的内能；
一台单缸四冲程汽油机的飞轮转速为1800r/min，说明1min飞轮转1800r；
则每秒钟飞轮转30转，完成15个工作循环，做功15次．
故答案为：不可再生；做功；15．
5解：太阳能从自然界里源源不断的得到补充，属于可再生能源；天然气属于化石燃料，不能短时期内从自然界得到补充，属于不可再生能源；
水从太阳吸收热量，内能增加、温度升高，这是通过热传递的方式改变内能的；
因为Q吸=Q放=qV，
所以燃烧煤气的体积．
故答案为：太阳能；热传递；0.063或6.3×10 2
6解：（1）不可再生能源泛指人类开发利用后，在现阶段不可能再生的能源，天然气是不可再生能源；
（2）人受到的重力是G=mg=60kg×10N/kg=600N；
克服重力做功W=Gh=600N×3m×10=1.8×104J；
（3）因为，
所以需要燃烧汽油的质量：
．
故答案为：不可； 1.8；0.39．
7解：新能源又称非常规能源．是指传统能源之外的各种能源形式．指刚开始开发利用或正在积极研究、有待推广的能源，如：太阳能、地热能、潮汐能、氢能和核能等．而煤、石油、天然气、电能、水能等人类早已大范围使用，且技术也十分成熟，不属于新能源．
故选A．

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