资源简介

(共31张PPT)
第二十二章 能源与可持续发展 章末复习
一、能源的分类
一次能源与二次能源：像煤、石油、天然气、风能、太阳能、水能、地热能等，可从自然界直接获取的能源，被称作一次能源；而电能、汽油、柴油等，需由一次能源经过加工转换而来的能源，则是二次能源。
可再生能源与不可再生能源：可再生能源在自然界能持续再生、永续利用，如太阳能、风能、水能、生物质能等；不可再生能源是经过漫长地质年代形成，短期内无法再生的能源，像煤、石油、天然气这类化石能源，以及核燃料等。
二、能源利用现状
全球能源需求增长：随着全球经济发展和人口增加，能源需求持续攀升。
化石能源主导与问题：目前，化石能源仍是全球主要能源来源，但过度消耗导致环境污染（如燃烧产生的二氧化硫、氮氧化物引发酸雨，烟尘污染空气等）、气候变化（二氧化碳排放致使全球变暖）等严峻问题。
我国能源情况：我国能源利用效率不断提升，不过单位 GDP 能耗仍高于世界平均水平，节能空间广阔。
三、节能方案设计
家庭节能
用电方面：
把传统白炽灯换为 LED 节能灯，节能率超 70%；安装智能光控开关，像楼道、卫生间等地实现人来灯亮、人走灯灭；充分利用自然光，减少白天开灯。
选用一级能效家电，冰箱避免频繁开门、过度塞满，空调夏季设温不低于 26℃、冬季不高于 20℃，家电使用后及时关闭电源，不处待机状态。
检查电路老化，更换劣质电线；合理规划插座位置，减少长插线板使用。
用水方面：
安装节水水龙头（流量 6 - 8 升 / 分钟）、节水马桶（冲水量≤6 升 / 次），洗衣机选节水模式。
淘米水浇花、洗菜水冲厕，实现水循环利用；洗澡用淋浴并缩短时间，避免长流水洗菜。
用热方面：
给门窗加装密封条，对墙体和屋顶做保温层；给热水器、暖气管道包裹保温棉。
选用冷凝式燃气热水器，热效率达 90% 以上；集中做饭，减少炉灶开关次数，利用余热。
校园节能
公共区域：
教学楼、图书馆等安装声控或红外感应开关，走廊、楼梯间用 LED 应急灯；合理分组控制灯光，依采光调开灯数量；定期维护灯具。
教室、办公室空调集中控制，设统一温度标准，安装温度监测装置；加强自然通风，春秋季优先开窗通风，课间关无人区空调。
教学与实验：
计算机教室设定时关机程序，课后关投影仪、打印机等设备电源；实验室合理安排实验批次，集中用大型仪器，避免设备空载。
建立废纸回收系统；实验废水处理后用于校园绿化灌溉；推广电子教案和在线作业。
可再生能源利用：教学楼屋顶、停车场搭建光伏板，为公共照明和弱电设备供电；风力资源好的地区，利用校园空地建小型风力发电装置；安装太阳能路灯和太阳能热水器供应浴室热水。
社区节能
公共设施：
小区道路、广场用太阳能路灯，亮度自动调节；监控设备选低功耗型号，非重点区域夜间降低监控频率。
老旧小区供暖管道保温改造和水力平衡调节；二次供水设备用变频泵；建立中水回收系统，用于小区绿化和道路清扫。
绿色交通：
规划非机动车道和步行道，鼓励步行、骑行；建设社区共享充电桩，设共享单车停放点。
开展绿色出行宣传，组织 “无车日” 活动，对选公共交通出行居民给予积分奖励。
能源管理平台：安装智能电表、水表分户精准计量，通过 APP 推能耗数据和节能建议；建立社区节能委员会，检查公共区域节能措施落实，组织节能知识培训。
四、方案实施与评估
实施步骤
调研诊断阶段（1 - 2 周）：组建跨学科团队，明确分工；用实地观察、设备检测、问卷调查等收集目标场景能源消耗数据，识别能源浪费环节，确定节能重点。
方案设计阶段（2 - 3 周）：团队研讨提出节能措施，筛选优化形成初步方案；邀请专业人士指导完善细节，制定实施时间表和预算表。
实施与监测阶段（4 - 8 周）：按方案实施节能措施，安装监测设备记录能耗数据、环境参数变化，定期开会解决实施问题。
评估方法
量化指标：
能耗降低率：对比方案实施前后单位时间能耗，按公式（实施前能耗 - 实施后能耗）/ 实施前能耗 ×100% 计算。
节能经济效益：算能耗降低带来的直接成本节约，扣除实施成本，按公式投资回收期 = 实施总成本 / 年节约成本得出投资回收期。
环境效益：据能耗降低量换算碳排放量，参考国家碳排放系数（每千瓦时电折合 0.785 千克二氧化碳）计算。
质性指标：
用户行为改变：通过问卷调查、访谈了解节能意识提升情况。
环境改善感受：收集用户对室内舒适度、空气质量变化反馈。
方案推广潜力：分析方案可复制性，评估推广价值和适用范围。
五、跨学科知识融合
物理学应用：依据热传递原理（传导、对流、辐射）做保温方案，如热水管包保温棉、窗户贴隔热膜；根据电功率公式 P = UI 和电阻定律 R = ρL/S，选低电阻电线（粗导线、铜材质）降线路损耗。
社会学应用：利用社会心理学 “从众效应”，如社区公告栏公布各户节能排名、校园开展节能标兵评选；通过政策引导（阶梯电价、节能补贴）和宣传教育（讲座、海报）改变用户用能行为。
工程学应用：老旧设备技术改造，如电机加装变频调速器；优化能源系统布局，如食堂、浴室靠近锅炉房缩短供暖管道。
六、方案推广与持续改进
推广策略：
分层推广：先在试点区域验证效果，总结经验后扩大范围。
多渠道宣传：制作节能方案手册、短视频，通过社区公众号、校园广播、家长会等传播；组织节能成果展示会。
政策激励：申请节能补贴，对采用方案用户给予物业费减免、学分奖励等。
持续改进：
建立能耗监测长效机制，定期收集分析数据，找方案漏洞。
跟踪新能源技术发展，适时更新方案。
定期开展用户反馈调查，据需求变化调整方案细节。
七、实践案例与反思
实践案例（校园节能）：某中学教学楼经节能改造，更换 LED 灯、设空调使用规范、装智能电表并开展评选活动，用电量同期下降 28%，月均省电费约 3000 元，学生节能意识提升，照明舒适度提高。
实践反思：跨学科协作需尊重不同学科视角，沟通协调达成共识，知识互补解决复杂问题；实施中可能遇用户抵触、资金不足、技术复杂等问题，要耐心沟通、多方筹资、简化流程；实践能深化能源知识理解，提升多种能力，认识到节能需各方共同参与。
八、拓展实践与节能倡议
拓展实践任务：
个性化任务：选家庭、校园或社区具体场景，独立设计小型节能方案，含问题诊断、措施设计、效果预测。
团队任务：以班级或社区小组为单位，针对当地能源浪费问题调研，设计跨学科解决方案，尝试提交建议报告。
节能倡议：
自身养成节能习惯，如关灯、拔插头、用节水器具。
做节能宣传员，向身边人普及知识。
关注新能源技术和节能产品，优先选购节能型、环保型产品。
2024人教版物理九年级全册
章末复习
第二十二章 能源与可持续发展
授课教师： . 班 级： . 时 间： .
能 源
能源分类
能源：能够提供能量的物质资源叫做能源.
①钻木取火：开启了以柴薪作为主要能源的时代.
②蒸汽机：是人类利用能量的新里程碑.
③核能：拉开了以核能为代表的新能源利用的序幕.
①按照人类开发早晚分：常规能源、新能源.
②按照能否从自然界直接获取分：
一次能源、二次能源.
③按照对环境的影响分：清洁能源、污染能源.
④按照是否可再生分：可再生能源、不可再生能源.
能源危机；开发新能源.
21世纪的
能源趋势
能 源
人类利用
能源的历程
知识结构
第1节 能源
第1节 能源
知识点一、人类利用能源的历程
（1）物质的运动和相互作用的方式多种多样，每种运动形式都对应相应的能量。
（2）常见的能量：如机械能、内能、化学能、电能、核能等。
2. 能源
能够提供______的物质资源叫做能源。
生产和生活中利用的各种能量，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。
1. 能量
能量
能源种类 来源（形成）
3. 常见的能源
（1）化石能源
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
（2）生物质能
自然界中有生命的物质提供的能量，食物分解和柴薪燃烧等都提供了生物质能
由太阳辐射提供的能量，主要表现就是常说的太阳光线
（3）太阳能
第1节 能源
知识点一、人类利用能源的历程
能源种类 来源（形成）
（4）水能、风能
由自然界中的流水和流动的空气提供的能量
（5）地热能
由地球内部提供的一种内能，来自地球内部的熔岩
由其他形式的能转化而成
供各种用电器使用的能源
（6）电能
第1节 能源
知识点一、人类利用能源的历程
4. 人类利用能源的历程
能源利 用历程 代表事件 能源利用简介 意义 能量
转化
（1） 火的利用
钻木取火是从利用自然火到利用人工火的转变，开启了以柴薪作为主要能源的时代。现在，柴薪仍是某些地区的重要生活能源.
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大规模代替人力和畜力，导致了第二次能源革命，使人类进入工业化社会.。化石能源是当今世界的主要能源
第一次能源
革命的标志，
使人支配了一种自然力
第二次能源革命的标志，引发了世界性的工业革命
化学能→内能
化学能→内能→机械能
蒸汽机的应用
钻木取火
（2）
化石能源的利用
第1节 能源
知识点一、人类利用能源的历程
能源利用 历程 代表事件 能源利用简介 意义 能量
转化
（3） 电能的 利用
19世纪以来，电磁感应现象的发现，发明了发电机，使煤、石油等化石能源转换成更加便于输送和利用的电能。电能最终通过用电器转化为光能、内能、机械能等其他形式的能，为人类所用.
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
电能的利用是人类进人现代文明社会的标志
第三次能源革命的标志，开始了开发利用核能的新纪元
机械能→电能
核能→电能
核能发电
电能支撑的城市
（4）
核能的
利用
第1节 能源
知识点一、人类利用能源的历程
分类 概念 实例
一次能源
可直接从自然
界获得的能源
太阳能、电能、风能、水能、潮汐能、地热能等
化石能源、风能、水能、太阳能、地热能、核能、潮汐能等
煤、石油、柴薪等
二次能源
无法从自然界直接获取，必须通过消耗一次能源才能得到的能源
电能、酒精、木炭、煤气、柴油、液化气、氢气、汽油等
（2）按照对环境的影响
清洁能源
污染能源
使用时对环境没有污
染或污染较轻的能源
使用时对环境污
染较重的能源
　5. 能源的分类
（1）按照获
取方式
第1节 能源
知识点一、人类利用能源的历程
分类 概念 实例
常规能源
人类已经利用多年的能源
煤、石油、天然气等
化石能源，核能等
煤、石油、天然气及水能等
风能、水能、太阳能、生物质能、地热能、潮汐能等
新能源
人类新近才开始利用的能源
核能、太阳能、潮汐能、地热能、风能、生物质能等
（4）按照是否可再生
不可再
生能源
可再
生能源
越用越少，不能在短期内
从自然界得到补充的能源
可以在自然界里源源
不断地得到的能源
（3）按照人类开发早晚
第1节 能源
知识点一、人类利用能源的历程
1. 能源危机
两个多世纪以来，人类能源消耗急剧增长，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。
2. 解决能源问题的出路——开发使用新能源
（1）新能源
指人类新近才开始利用的能源。例如，核能、太阳能、
潮汐能、地热能、风能、生物质能等都属于新能源。
（2）核能发电
20世纪40年代，科学家发明了可以控制核能释放的装置——_____，拉开了以核能为代表的新能源利用的序幕。
第1节 能源
知识点二、21世纪的能源趋势
核反应堆
裂变
核电站
原子由原子核和核外电子构成，原子核由质子和中子组成.
质量较大的原子核发生分裂或者质量较小的原子核相互结合，就可能释放出惊人的能量，这种能量被称为核能.
①质量较大的原子变成两个质量中等大小的原子核的过程.
②使很多个铀核在极短的时间内相继裂变，叫链式反应.
③应用：核电站（可控制）、原子弹（不可控制）
①质量较小的原子核在超高温下结合成新的原子核的过程.
②释放出更加巨大的能量。应用：氢弹。
①核反应堆：控制核裂变反应的中子数量，使链式
反应连续、缓慢地进行，核能得以平稳释放.
②防护措施：防止核泄漏；处理核废料.
③能量转化：核能→内能→机械能→电能
原子结构
核 能
核 能
聚变
知识结构
第2节 核能
原子核
（带正电）
核外电子
（带负电）
质子（带正电）
中子（不带电）
原子
1. 原子的组成及带电情况
电子
中子
质子
知识点一、核能
第2节 核能
2. 核能
（1）核能：质量较大的原子核发生分裂或者质量较小的原子核相互结合，就有可能释放出惊人的能量，这就是核能。
（2）释放核能的方式：_______和_______。
核裂变
核聚变
知识点一、核能
第2节 核能
核裂变
核聚变
1. 裂变
（1）裂变
用______轰击质量比较大的铀235原子核，使其发生裂变，发现一个核分裂成两个质量中等大小的原子核，同时释放出大量的能量。
（2）裂变的能量巨大
1kg铀全部裂变，释放的能量超过2000t 煤完全燃烧时释放的能量。
2. 链式反应
用中子轰击铀原子核，铀核分裂时释放出核能，同时还会产生几个新的_______，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。
知识点二、裂变
第2节 核能
中子
中子
3. 裂变的应用
（1）核电站
核电站利用裂变产生的核能发电，核心设备是核反应堆。1942年，人类利用核反应堆第一次实现了可控制的铀核裂变。
核电站发电时的能量转化：核能→____能→_____能→电能。
（2）原子弹
链式反应如果不加以控制，大量原子核就在一瞬间发生裂变，释放出极大的能量。根据这一原理，人们制造出毁灭性武器——原子弹。
知识点二、裂变
第2节 核能
内
机械
1. 聚变
（1）如果将某些质量很小的原子核，例如氘核（由一个质子和一个中子构成）与氚核（由一个质子和两个中子构成），在超高温下结合成新的原子核——氦核，也会释放出巨大的核能，这就是_______，也称为热核反应。
2. 氢弹
氘核和氚核都属于氢核的一种。
大量氢核的聚变，可以在瞬间释放惊人的能量。氢弹利用的就是聚变瞬间释放的能量。
知识点三、聚变
聚变
3. 裂变与聚变的比较
裂 变 聚 变
定义
条件
释放核能大小
是否可以控制
应用
质量较大的原子核分裂为较小原子核的过程
用一定速度的中子
轰击较大原子核
质量很小的原子核结合成
较大原子核的过程
超高温
巨大
更加巨大
可控制链式反应速度
目前不能人为控制
核电站、原子弹
氢弹
知识点三、聚变
（2）核废料的处理
核电站使用过的核燃料成为核废料。由于核废料仍具有放射性，对环境会造成相当大的危害，因此要将核废料深埋到人迹稀少的_______地带。
知识点三、聚变
4. 核电站和核废料处理
（1）核泄漏的危害
核电站一旦发生核泄漏事故，就可能产生严重的危害。科学家们制定了严格的安全措施和安全标准。
沙漠
太阳是人类能源的宝库
太阳能的利用
①太阳的结构：太阳核心、辐射层、对流层、太阳大气 .
②太阳能的来源：氢核聚变.
③太阳能的传递：热辐射.
①地球上大多数能源来自于太阳能.
②化石能源的形成：太阳能转化为生物体的化学能.
③风能的形成：太阳光的照射，使空气发生流动.
④水能的形成：太阳光使水蒸气流动上升，形成水.
①光电转换：指太阳能直接转化为电能.
②光热转换：把太阳能直接转化为内能.
③光化转换：把太阳能转化为化学能储存在生物体内.
④太阳能的优点：取之不尽、用之不竭，是一种清洁能源.
缺点：太阳能电池的成本高，产生的电压较低.
太阳能
太 阳
知识结构
第3节 太阳能
知识体系构建
迅速变化
不需要
中继站
反射
太阳
可再生
石油
二
方向
质子
内
电
易错分类集训
易错点1 能量守恒与能源危机混淆
1.［2024长沙期中］下列关于能量的转化与守恒的相关描述，正确的是
( )
C
A.热量只能自发地从内能大的物体传递给内能小的物体
B.随着人类技术的发展，永动机是可以制成的
C.各种能量之间在一定条件下可以相互转化，且能量的总量保持不变
D.由于能量转移与转化时能量是守恒的，所以我们不需要节约能源
易错点2 混淆可再生能源与二次能源
2.21世纪人类社会正面临“能源危机”。节约能源，从我做起，下列说法
正确的是( )
C
A.煤、石油、天然气属于可再生能源
B.电能可以持续获得，属于可再生能源
C.用超导材料制造输电线可大大降低电能损耗
D.太阳的惊人能量来自核裂变
核心考点巩固
考点1 电磁波及其应用
1.［2024扬州］“北斗定位满山牛羊，一屏管理便利牧民。”北斗卫星将
牛羊的定位信息传到新疆阿勒泰牧民的手机上是利用( )
C
A.次声波 B.超声波 C.电磁波 D.可见光
2.［2024武汉］如图所示，打开收音机的开关，旋至没有电台的位置，
将音量开大，取一节干电池和一根导线，先将导线的一端与电池的负极
相连，再将导线的另一端与电池的正极快速摩擦，使它们时断时续地接
触，会听到收音机中传出“喀喀”声。关于这个实验，下列说法错误的是
( )
D
A.这个实验对电池有损害，最好用旧电池来做
B.迅速变化的电流能够产生电磁波
C.收音机可以接收到电磁波信号
D.电磁波只能在空气中传播
3.光纤通信主要利用波长很____（填“短”或“长”）的激光传输信息。如
图所示，激光从光纤一端射入，在内壁上多次______，从另一端射出，
把信息传到远方，无线电广播的音频信号在发射出去之前，必须加载到
频率更
____（填“高”或“低”）的电流信号上。
短
反射
高
考点2 能源与可持续发展
4.［2024成都］三峡水电站是当今世界上装机容量最大的水电站，三峡
大坝横跨长江，雄伟壮丽（如图）。下列说法正确的是( )
B
A.水力发电是将电能转化为机械能
B.水能是一次能源，电能是二次能源
C.利用大坝提高水位的目的是储蓄更多内能，用来发电
D.机械能和电能可以相互转化，所以能量转化没有方向性
5.［2024西宁］信息、能源和材料是现代文明的三大支柱。下列说法错
误的是( )
A
A.核电站是利用核聚变释放的能量来发电的
B.煤、石油、天然气称为化石能源，属于一次能源
C.用三颗地球同步卫星就可以实现全球通信
D.如果将超导材料应用于电能输送，就可以大大降低由电阻引起的电能
损耗
中考新考法提升练
1. ［2024菏泽］如图是中国空间站太阳能电池板，它把太
阳能转化为电能。太阳能清洁无污染，是________（填“可再生”或“不
可再生”）能源。中国空间站向地面指挥中心发送信息，是通过_______
传递的。
可再生
电磁波
（第1题）
（第2题）
2. ［2024无锡］2024年3月20日，我
国探月工程四期“鹊桥二号”中继星成功发射，它
通过________实现地球与月球背面的信息传递，
如图是中继星的星载天线缩比模型，形如“金色
大伞”，“伞面”由高反射率的“镀金钼丝”制成，
能将信号______（填“反射”或“折射”）会聚到信
电磁波
反射
不易
号接收器，实现信息传输。“镀金钼丝”还具有热膨胀系数低的性质，可
以确保其在温度变化较大时______（填“容易”或“不易”）发生形变。
谢谢观看！

展开更多......

收起↑