新人教版九年级物理能源与可持续发展知识点全面总结

22 能源与可持续发展

第1节能源

一、人类利用能源的历程

1、能源

（1）能量：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）能源：能够提供能量的物质资源叫做能源。煤、石油、天然气是当今人类利用的主要能源。

（3）能源与能量的区别

2、能源的种类

（1）化石能源：我们今天使用的煤、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。

（2）生物质能：由生命物质提供的能量称为生物质能。生物质能是化学能源的一种，他可以理解成机体物质发生化学变化时释放的能量。

（3）太阳能：由太阳辐射提供的能量。

（4）风能、水能：都属于自然界提供的机械能。

（5）地热能：由地球内部提供的能量。

3、人类利用能源的历程

4、一次能源和二次能源

像化石能源这样可以直接从自然界中获得的能源，我们称为一次能源。我们使用的电能，无法从自然界直接获取，必须通过消耗一次能源才能得到，所以称电能这样的能源为二次能源。

常见的一次能源有：煤、石油、天然气、风能、水能、太阳能、地热能、核能等。

常见的二次能源有：电能、汽油、柴油等。

注意：辨别一次能源和二次能源的依据

一次能源是可以直接从自然价获得的能源；二次能源是由一次能源经过加工转换而得到的，如电能、煤气、焦炭、汽油、柴油等。区分一次能源和二次能源的关键是看其是否经过加工转换。

知识扩展：能源有不同的分类标准，除按能否直接从自然界获得来分为一次能源与二次能源外，还有以下几种分类情况：

（1）按对环境的影响可分为

①清洁能源：指不排放污染物的能源：如太阳能、电能、水能、地热能等。

②污染能源：指人类再利用过程中会污染环境的能源，如煤、石油，天然气等。

（2）按人类开发早晚和使用情况可分为常规能源和新能源。

①常规能源：指已经大规模生产和广泛利用的能源，如煤、石油、天然气及水能等。

②新能源：指刚开始开发利用或正在积极研究、有待推广的能源：如核能、太阳能、潮汐能、地热能等。

5、人类广泛使用电能的原因：电能是由其他形式的能转化而来的二次能源。由于电能便于输送和转化，又加上现代社会离不开各种各样的用电器，所以电能的利用是人类进入现代文明社会的标志。人们使用不同的用电器，根据需要将电能转化为其他各种形式的能量。

二、21世纪的能源趋势

1、能源危机：由于世界人口的急剧增加和经济的不断发展，能源的消耗持续增长。特别是近几十年来，能源消耗增长速度明显加快。所以开发新能源、更好地利用已知能源，是全球范围内的重要课题。

2、解决能源问题的出路：随着第三次能源革命序幕的拉开，核能成为主要能源。同时人类正着力开发取之不尽、用之不竭的太阳能，并取得了重大成就。核能、太阳能的开发和利用为人类的能源问题找到了新的出路。

面对目前的能源趋势，解决能源问题的主要出路有：一是提高能源的利用率，做到科学开发，节约使用；二是开发和利用新能源，如太阳能、风能、地热能等。

第2节核能

一、核能

1、原子、原子核的组成

（1）分子由原子构成，原子由原子核和核外电子构成，其中原子核带正电，核外电子带负电。

（2）原子由原子核和核外绕核旋转的电子构成，原子核由质子和中子组成，质子带正电荷，其电荷量跟电子的电荷量相等，中子不带电，整个原子不显电性。质子的质量比电子大得多，质子和中子的质量几乎相同，二者在一起构成非常小的原子核，就像几颗豆粒挤在原子这个大广场的中央。

2、核能

（1）质子、中子依靠强大的核力紧密的结合在一起，因此原子核十分牢固，要使它们分裂或结合是极其困难的。但是，一旦质量较大的原子核发生分裂或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）核能属于一次能源，也属于新能源，释放核能的方式有两种：核裂变和核聚变。

二、裂变

1、裂变：用中子轰击质量比较大的铀235原子核，使其发

生裂变，变成两个质量中等大小的原子核，同时释放出巨大的能

量，这种现象叫做裂变。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235原子核，铀核分裂时释放出核能，同

时还会产生几个新的中子，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，这就是裂变中的链式反应。

3、裂变的应用：原子核在裂变时能够释放出大量的能量。

（1）如果对链式反应不加控制，将在极短时间内释放出巨大的核能，发生剧烈爆炸，原子弹就是根据这一原理制成的。

（2）我们还可以控制链式反应的速度，把核能用于和平建设事业。“核反应堆”就是控制链式反应的装置。

控制链式反应的速度，能够缓慢地、平稳的释放核能的装置，叫做核反应堆，核反应

堆是核电站的核心设备，它以铀为核燃料。核反应

堆中放出的核能转化为高温高压蒸汽的内能，通过

汽轮机和发电机转化为电能。

核

反应堆核电站工作流程

（3）核电站工作流程

①第一回路中的水或者其他液体被泵压入核反应堆，在那里加热，然后进入热交换器，把热量传递给第二回路的水，以后又被泵压回到核反应堆里。

②在热交换器内，第二回路中的水经加热生成高温高压蒸汽送入汽轮机，驱动汽轮机做功后温度和压强都降低，进入冷凝器，最后又由泵把它压回热交换器。

③高速旋转的汽轮机带动发电机发电

可见，核电站发电时能量转化顺序是：核能——内能——机械能——电能。

核电站特点：①消耗的燃料少、废渣也少、对大气基本无污染。

②成本低，一些发达国家的核电已占相当大的比例，我国的核电事业发展的也很快。

③可以大大减少燃料的运输量，特别适合能源缺乏的地区使用。

④要防止发射性物质的泄漏，避免放射性污染，确保安全。

知识拓展：各种发电方式的特点

发电类型

特点火力发电水力发

电

核能发电风力发电

能量转化化学能→内能→机械

能→电能水能→

电能

核能→内能→机械能

→电能

风能→电

能

应用范围广泛较广泛较小较小对环境的污染

程度

较大没有较小没有

三、聚变