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12.4能源与可持续发展(知识解读)(原卷版)
•知识点1能量守恒定律、能量转移或转化的方向性
•知识点2能源的分类与应用
•知识点3能源与社会发展
•作业巩固训练
知识点1能量守恒定律、能量转移或转化的方向性
1、能量守恒定律内容:能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,它只能从一种形式转化为
其他形式,或者从一个物体转移到别的物体,在转化或转移的过程中,能量的总量保持不变。
2、能量守恒定律意义:能量守恒定律的建立,是人类认识自然的一次重大飞跃。它是最普
遍、最重要、最可靠的自然规律之一,而且是大自然普遍和谐性的一种表现形式。
能量守恒定律是贯穿物理学的基本规律,是在各种自然现象中普遍适用的一条规律。
3、能量守恒定律作用:指明了永动机的不可能被创造出来;发现各种自然现象之间能量的
相互联系与转化。
4、能量守恒的表达式
(1)初状态各种能量的总和等于末状态各种能量的总和:E=E。
初末
(2)某些能量的增加量等于其他能量的减少量:ΔE=ΔE。
增减
5、能量耗散:自然界中有序度较高的能量,如机械能、电能、化学能,当他们变为环境的
内能后,就成为更加分散也就是无序度更大的能量,没有办法把这些分散的无序度更大的内
能重新变成有序度较高的能量加以利用,这样的转化过程叫做能量耗散。
6、能量转移或转化的方向性:能量的耗散是从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程
具有方向性。各种形式的能量向内能的转化,是无序程度较小的状态向无序程度较大的状态
转化,这是自然界能够自动发生、全额发生的。
一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的。
7、对能量耗散和品质降低的理解
(1)能量从高度有用的形式降级为不大可用的形式叫品质降低。能量在利用过程中,总是
由高品质的能量最终转化为低品质的能量。
(2)内能比机械能、电能等能量低级,是一种低品质的能量。能量耗散只是导致了能量品
质降低,并不会导致能量总量减少,实际上是将能量从高度有用的形式降级为不太可用的形
式。煤、石油、天然气等能源储存着高品质的能量,在利用它们的时候,高品质的能量释放
出来并最终转化为低品质的内能。内能较之机械能、电能、光能、核能等是一种低品质能量。
各种形式的能最终都转化为内能,流散到周围的环境中,分散在环境中的内能不管数量多么
巨大,它也不过只能使地球、大气稍稍变暖一点,却再也不能驱动机器做功了。能量的耗散
表明,在能源的利用过程中,能量在数量上虽未减少,但在可利用的品质上降低了,从便于
利用的能源变成不便于利用的能源。能量的耗散导致可利用能源减少。
【典例1-1】能量守恒定律是人类认识自然的最普遍、最重要、最可靠的自然规律之一,下
列说法正确的是()
A.不同形式的能量之间可以相互转化
B.能量可以被创生,也可以被消灭
C.因为能量是守恒的,所以不需要节约能源
D.因为能量是守恒的,所以不可能发生能源危机
【典例1-2】(多选)下面设想符合能量守恒定律的是()
A.利用核动力,驾驶地球离开太阳系
B.做一条船,利用流水的能量逆水行舟
C.通过太阳照射飞机,即使飞机不带燃料也能飞行
D.利用永久磁铁间的作用力,造一台永远转动的机械
【变式1-1】下列关于能量守恒定律的认识不正确的是()
A.某种形式的能减少,一定存在其他形式的能增加
B.某个物体的能减少,必然有其他物体的能增加
C.不需要任何外界的动力而持续对外做功的机器——永动机,不可能制成
D.石子从空中落下,最后停止在地面上,说明能量消失了
【变式1-2】(多选)关于能量守恒定律与能源,下面说法正确的是()
A.人骑自行车是将生物质能转化为机械能
B.电动自行车和燃油汽车将汽油的化学能转化为机械能
C.只要有能量转移和转化,就一定遵从能量守恒定律
D.生物质能属于可再生能源,风能属于不可再生能源
知识点2能源的分类与应用
1、化石能源无法在短时间内再生,所以这类能源被叫作不可再生能源。不可再生能源包括
煤炭、石油和天然气等。
2、能源在自然界可以再生,叫作可再生能源。可再生能源包括水能、风能、潮汐能、太阳
能
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