自然科学基础5.1(第五章)

3、核能 、
重点是核能的来源和利用 ●核能的来源： （1） 一个重原子核分裂成两个中等原子核 （称裂变）放出的能量； （2）两个轻原子核结合成一个较重的原子核 （称聚变）放出的能量；
三、来自地球以外的能源
主要介绍 ：太阳能、水能和风能。 1、太阳能 、 ●太阳能的利用： （1）太阳能通过光合作用转化为生物能。 （2）将太阳能转化为内能。 （3）将太阳能直接转化为电能。 2、水能 、 水能是一种流动的再生能源，水流具有大 量机械能。 3、风能 、 风能是一种再生能源，是一种机械能。
W 0.6 × 2.0 ×104 J N= = = 200 J = 200W s t 60s
四、电能及其转化 1、电功、电功率 （1）电功
W = UIt
W P = t = UI
（2）电功率 2、电流的热效应 （1）焦耳定律
Q = I Rt
2
3、电流的化学效应 、 4、电流的磁效应 、
了解电流的化学效应，电流的磁效应的 应用，结合实际掌握有关焦耳—楞次定律 的简单计算。
W N= t
例题：从事活动时，人们需要氧与身体中的 碳水化合物、脂肪和蛋白质进行反应提供能量。 一般每消耗1升氧平均释放2.0×104焦耳的能量。 如果某人步行上班，每分钟呼出全部气体中含氧 0.6升，试计算某人步行时的代谢率。 解：已知呼出1升氧平均释放2.0×104焦耳的能 量，当某人1分钟呼出气体的含氧量0.6升时，他 将平均释放0.6×2.0× 104焦耳的能量，所以代 谢率：
五、能的转化和守恒定律
能量既不会消灭，也不能创生，它只能 从一种形式转化为另一种形式，或者从一个 物体转移到别的物体。
请欣赏
例题：一台提升重物用的电动机，其线圈电阻r 为2欧姆，如果电动机输入电流为10安培，问电动 机的发热功率为多少？3分钟内产生多少热量？ 解：已知电动机的输入电流为10安培 所以线圈发热功率： P = I2 r = 102×2 = 200（瓦特） 3分钟内线圈产生的热量 Q = I2 r t =102×2×3×60 = 36000（焦耳）
四、矿产资源
分类： 燃料资源 非金属矿资源 金属矿资源
1. 1.矿产资源的特点
(1)在地区分布上不均匀 (2)属不可再生资源,数量有限 (3)往往具有伴生性
第二节
地球上的能源
1.能源及其分类 2.来自地球的能源 3.来自地球以外的能源
●能源 是一种资源.能够向人们提供能量的自 能源: 能源 然资源称为能源. ●能的形式有 机械能 能的形式有: 能的形式有 磁能 ●能源及其分类 能源及其分类 一次能源: 再生能源,非再生能源. 1.能源分类 能源分类 二次能源:一次能源加工形成另 一种能源. 声能 光能 电能
●水资源
水资源是指在当前条件下可以为人 类所利 用 的水资源。 1、水资源的基本特征
(1)淡水资源所占比例小 (2)水资源是可再生的自然资源 (3)水资源与人类关系最密切
2.水资源现状
地球上的淡水主要来源于大气降水. 由于海陆分布、大气环流、地形条件和 人类活动等影响，地球上降水和径流量 的分布很不均匀。
二、机械能及其转化
1、动能和势能的相互转化 、 象动能、重力势能和弹性势能这三种形 式的能统称为机械能。 ●例题：生活中到处可以看见能量转化的 事例。请识别以下事例中各种能的转化： （1）在运转中的电风扇 （2）火柴在空气中燃烧 （3）接在电路中的蓄电池 （4）机械表的指针不停地转动
2、机械能守恒定律 、
化学能等.
●按能源形成的特点来分 :
(1)来自地球以外天体能源 (2)来自地球本身的能源 (3)地球和其他天体性互作用而产生的能源
2.能源概况 能源概况
目前使用的能源,主要是矿物燃料。煤、 石油、天然气。属于非再生能源
二、来自地球的能源
主要介绍的能源有：煤、石油、天然气、核 能等。
1、煤： 、
重点是煤的合理使用。煤的干馏和气化。 ●高温干馏：在隔绝空气的条件下，加热 至1000℃或更高温度。 ●主要产物：高质量焦炭；副产品煤焦油、 焦炉煤气。
自然科学基础
第五章 资源、能源及其利用
辅导 曹凤云 xxddcfy@163.com
第一节 地球上的资源
一、土地资源 二、水资源 三、生物资源 四、矿产资源
1、自然资源
自然资源是指自然环境中人类现在
和将来可以直接获得或加以用，可用于生产和生活 的物质、能量和条件。 2、按自然要素主要可分为土地资源、水资源、生 物资源、矿产资源等四类。 3、按再生性质又可分为三类： 不可更新的资源、 可更新的资源、永可更新的资源。 如生物资源是可再生的， 如生物资源是可再生的，而矿产资源却是不可 再生的， 再生的，铁、铜等矿物属不可更新的资源。 铜等矿物属不可更新的资源。
三、内能及其转化
1、内能 、 2、物体内能的变化 、 改变物体内能的物理过程有两种： 做功和热传递 3、热力学第一定律 、 热力学第一定律就是包括热现象再内的能 量守恒与转化定律。 量守恒与转化定律。
4、功率及代谢率 ●功率定义 把物体在单位时间内所作的功称功率。
W P= t
●代谢率定义 对动物能量消耗率称代谢率。
●土地资源 土地资源的基本特征如下:
(1)土地是具有生产能力的 (2)土地数量是有限的 (3)土地有固定的空间和地域 (4)土地资源具有时间性(季节性)
●土地资源现状 (1)世界的土地资源是丰富的 (2) 世界农业地分布很不均匀 (3) 世界各地人均占有各类土地差异较大 ●我国土地资源存在的特点 (1)土地类型多样 (2)可利用土地相对数量少 (3)各类土地资源分布极不均衡
我国水资源有以下明显特征:
(1)水资源总量丰富,但人均数量少 (2)水资源空间分布不均衡 (3)水资源在时间上分配不均
三.生物资源
植物资源 动物资源
生物资源包括
微生物资源 既包括陆地生物资源 也包海洋生物资源
1.生物资源的特性:
(1)再生性和有限性 (2)多效益性
2.森林资源 3.草地资源 4.野生动物资源
2、石油和天然气 、
●重点是石油的炼制方法、产品。天然气 的主要成分及用途。 ●石油的炼制方法有分馏、裂化、裂解、 重整。 （1）分馏 按沸点不同得到不同产品，主要有 汽油、煤油、柴油、润滑油等。 （2）裂化 主要增加汽油成分中的不饱和烃和 支链烃的含量，提高汽油质量。 （3） 裂解 得到小分子烯烃，作化工原料。 （4） 重整 增加汽油中环烃和芳香烃含量， 提高汽油质量。
第三节
能量及其转化
一、氧化作用 二、机械能及其转化 三、内能及其转化 四、电能及其转化 五、能的转化和守恒定律
一、氧化作用 ●氧化作用有：剧烈氧化、缓慢氧化、生物氧ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ氧化作用有：
化。 剧烈氧化与缓慢氧化都是氧化作用，它们的 区别在于氧化反应的速度不同。 剧烈氧化时，化学能的转化可在短时间内产 生大量的热，并使温度急剧上升。例如：燃烧、 爆炸都属剧烈氧化。 生物的呼吸作用却是一种缓慢氧化。