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第二十二章 能源与可持续发展
第1节 能源利用的现状和
面临的挑战
人教版 物理 九年级 下册
2012年7月4日，三峡水电站32台机组全部投入工作。自2003年三峡工程正式开始发电，到2012年7月，三峡电站发电量累计达到5 648亿千瓦时，相当于从滚滚长江中捞起了近2亿吨标准煤，减排二氧化碳4亿吨、二氧化硫500多万吨。
1.了解什么是能源；了解人类利用能源的历程；知道可再生能源和不可再生能源、一次能源和二次能源的概念，并能分辨某种能源的属于哪一种类。
2.认识能量转移和转化的方向性，了解我国利用能源的现状，知道解决能源问题的重要性和主要出路。
问题1：我们每天要吃饭、喝水，用什么来煮饭、烧水呢？
煤、煤气、柴草、天然气……
问题2：要开动汽车、火车、飞机等交通工具需要消耗什么呢？
汽油、柴油、煤油等。
问题3：煤、煤气、柴草、天然气、汽油、煤油、柴油等它们在起什么作用？
它们在以上工作中的作用就是提供能量。
像煤、天然气、汽油、水流、风、电、太阳光等能够提供能量的物质资源，我们都把它们叫作能源。
知识点 1
人类利用能源的历程
钻木取火这项技术的出现，使人类实现了从利用自然火到利用人工火的转变。开启了人类以柴薪为主要能源的时代。
人类利用能源的历程
柴薪主要通过砍伐树木获得，大面积的砍伐树木会严重破坏地球的生态平衡。同时由于燃烧柴薪获取能量的效率较低，人类仍需要开发其他的能源。
蒸汽机的发明令人类成功地将燃烧获取的内能转化为机械能。实现了以机械动力大规模代替人力和畜力的新时代，人类的主要能源从柴薪转向热值更高的煤。
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。这三种能源是当今世界一次能源的三大支柱。
可再生能源：可以在短期内从自然界得到补充的能源。
不可再生能源：像化石能源等不能在短期内从自然界得到补充的能源。
常见的可再生能源：
风能、水能、太阳能等。
常见的不可再生能源：
煤、石油、天然气等。
可再生能源和不可再生能源
一次能源：可再生能源与不可再生能源都是可以直接从自然界获得的能源，称为一次能源。
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。
常见的一次能源：
煤、石油、天然气、风能、水能、地热能、太阳能、核能等。
常见的二次能源：
电能、汽油、柴油、液化石油气、酒精、沼气、氢气和焦炭等。
一次能源和二次能源
使用电能的优点是什么？
我们生活中的电能是由发电机发出的。发电机将风能、水能、太阳能、地热能、核能等转化为电能，通过导线输送到千家万户，再转化成光能、内能、机械能等其他形式的能。
便于输送和转化。
电能是怎么来的？
　 我们从石油中提炼出汽油，内燃机把能源中储备的化学能转化为汽车的机械能、内能。
这些机械能、内能能否再转化回可以被利用的能源？
化学能
内能
内能
机械能
知识点 2
能量转移和能量转化的方向性
火力发电厂把煤中贮存的化学能转化为电能，供生产和生活用。
用电器将电能转化为内能、光能、机械能多种形式的能后，这些能量能否再变回能源？
化学能
内能
内能
电能
电能
在热传递的过程中，热量只能自发地从高温物体转移到低温物体，反之则不能。如果要使热量从低温物体转移到高温物体，就需要消耗其他形式的能量。
电冰箱制冷就要消耗电能。
　　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。
能量的转移和转化具有方向性，
有些能量可以利用，有些则不能。
　 我们所能利用的能源是有限的，
所以需要节约能源。
1. 汽车刹车的过程，伴随着能量从机械能转化为__________。内能散失到空气中，此过程能量的总和__________（选填“增大”“不变”或“缩小”）；散失到空气中的内能无法自动转化为机械能再用来驱动汽车，这是因为能量的转移和转化具有_________性。
内能
不变
方向
2. 如图所示，玻璃杯里水的内能自发集中到水的上层，使得上层水沸腾，下层水结冰；
此假想的能量转移过程___________
（选填“违反”或“不违反”）能量
守恒定律，却因能量的转化和转移是________________，所以不可能发生。
不违反
有方向性的
化石能源通过燃烧转化为内能，相当一部分内能没有被有效利用，从而造成了热污染。汽车尾气造成空气污染和城市热岛效应。
燃料燃烧产生的大量二氧化碳，加剧了地球的温室效应。
能源消耗对环境的影响
燃料燃烧还生成二氧化硫、氮氧化物、粉尘和一氧化碳等有害物质。产生的酸性气体最终会形成酸雨，可致水、土壤酸化，对植物、建筑物、金属构件造成危害。
如果把全世界的能源消耗量折合成热值为2.93×107 J/kg的标准煤来计算，1950年为26 亿吨，1987年为110 多亿吨，2003年接近140 亿吨，2007年达到160 亿吨。
能源利用面临的挑战
化石能源是现代人类文明所需的主要能源。由于其属于不可再生的资源，所以总有使用殆尽的一天。
而且在开采化石能源的过程中对环境的破坏也十分严重。所以开发新能源、更好地利用已知能源是全球范围的重要课题。
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。
为防止化石燃料枯竭后出现能源危机，同学们就利用和开发能源的问题展开了热烈讨论，你认为错误的是（ ）
A．积极研究和寻找新能源
B．减少工农业能源用量
C．用超导体送电，减少输电过程中的能量损失，提高输电
效率
D．研究使煤充分燃烧以减少热量损失的措施
B
（铜仁中考）以下各种形式的能源，属于二次能源的是（　　）
A．水能 B．风能
C．太阳能 D．电能
连接中考
不能从自然界直接获取，必须通过一次能源的消耗才能得到的能源叫二次能源。
D
（2025·徐州）蓝藻能在水中快速生长，科学家尝试控制它们的光合作用来产生电能，使蓝藻称为一种新能源。关于这种新能源的说法，正确的是（　　）
A．是一种化石能源
B．来源于太阳
C．属于非清洁能源
D．属于不可再生能源
连接中考
B
蓝藻是当前可直接利用的生物资源
通过光合作用将太阳能转化为自身的化学能
产生电能过程中不会像化石燃料那样释放大量污染物，属于清洁能源
可以通过繁殖不断再生，属于可再生能源
×
√
×
×
1. 下列能源中，不属于一次能源的是（ ）
A．电能 B．风能
C．核能 D．水能
2. 下列能源中，属于化石能源的是（ ）
A．柴草 B．树木
C．石油 D．地热能
A
C
基础巩固题
3. 下列关于能源的说法，正确的是（ 　）
A．风能是不可再生能源
B．太阳能、水能是二次能源
C．人类已建成的核电站是利用核聚变发电的
D．化石能源的大量使用造成了酸雨、雾霾等环境问题
D
基础巩固题
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。
一次能源
二次能源
化石能源
地热能
电能
柴薪
太阳能
水能
风能
天然气
石油
煤
煤
天然气
石油
能力提升题
能源利用现状与面临的问题
能量转移和转化具有方向性
能源消耗对环境的影响
能源与可持续发展
能源分类
未来理想能源
可再生资源
不可再生资源
一次能源
二次能源
人们在生产和生活中利用能源提供能量
作业
内容
教材作业
完成课后“练习与应用”
自主安排
配套练习册练习

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