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初中物理能源革命知识点总结

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初中物理能源革命知识点总结(一)

  1.人类索取能源的历史

  远古人类和其他动物一样,只能利用无私的太阳所赐予的天然能源--太阳能.如图16-11所示,各图按能量转移的先后顺序串联起来为:草通过光合作用吸收太阳能,兔子吃草吸收草的能量,人或其他动物吃兔子吸收兔子的能量,猎人通过吸收食物的能量才能进行各种运动.            图1  (1)柴薪马车--农业文明

  柴薪是人类第一代主体能源.是人类在能量转化方面最早的一次技术革命.从利用自然火到利用人工火的转变,导致了以柴薪作为主要能源的时代的到来.当时的人类用树枝、杂草等作为燃料,用于燃烧、煮食和取暖,这就是人类第一次能源革命.相对于当时的人口和当时的生产力,柴薪是一种数量巨大、能够方便获取的可再生能源,它们不仅用于燃烧,还被用于饲养牲畜,靠人力、畜力并利用一些简单机械作动力,从事手工生产和交通运输活动.从远古时代直至中世纪,在马车的低吟声中,人类度过了近一万年的悠长的农业文明时代.

  (2)煤炭蒸汽机--工业文明

  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,它直接导致了第二次能源革命.人类的主要能源由柴薪向煤、石油、天然气等化石能源转化.

  18世纪西欧产业革命开创的工业文明,逐步扩大了煤炭的利用.煤气灯的使用,照亮了人类的漫漫长夜.蒸汽机的发明,使煤炭一跃成为第二代主体能源,以煤炭作燃料的蒸汽机的应用,使纺织、冶金、采矿、机械加工等工业获得迅速发展.同时,蒸汽机车、轮船的出现,使交通运输业得到巨大进步.19世纪以来,电磁感应现象的发现,使得由蒸汽机作为动力的发电机开始出现,煤炭作为一次能源被转换成更加便于输送和利用的二次能源--  电能.

  电能是由其他形式的能转化来的二次能源.它最终还要转化为光能、内能、动能等其他形式的能,才能为人类所用.电能被广泛应用,是由于它的优势是便于输送和转化.

  (3)石油内燃机--现代文明

  公元前250年,中国人首先发现石油是一种可燃的液体.1854年,美国宾西法尼亚州打出了世界上第一口油井,石油工业由此发端.19世纪末,人们发明了以汽油和柴油为燃料的奥托内燃机和狄塞尔内燃机.1908年,福特研制成功了第一辆汽车.此后,汽车、飞机、柴油机轮船、内燃机车、石油发电等,将人类飞速推进到现代文明时代.到20世纪60年代,全球石油的消费量超过煤炭,成为第三代主体能源.

  20世纪40年代,物理学家发明了可以控制核能释放的装置--反应堆,拉开了以核能为代表的第三次能源革命的序幕.几十年来,核电已经成为一种相当成熟的技术.由于核电比火电更清洁、安全、经济,核能在许多经济发达国家已经成为常规能源.

  (4)绿色能源革命--未来文明

  随着全球人口的急剧膨胀,人类的能源消费大幅度增长.众所周知,煤炭、石油均为矿物能源,是古生物在地下历经数亿年沉积变迁而形成的,不可再生,其储量极为有限.按现代的能源消耗,世界上的石油、天然气和煤等生物化石能源将在几十年至200年内逐渐耗尽.另外,大量矿物能源的燃烧,是造成大气污染、"酸雨"和"温室效应"的罪魁祸首.

  60年代以来,"能源革命"的呼声日渐高涨."能源革命"的目的,是以绿色能源,包括新能源(如核能)和可再生能源(包括水电能、太阳能、风能、地热能、海洋能和氢能等)逐步代替矿物能源.绿色能源将有望为21世纪人类社会的发展提供持久的动力.

  2.能量转化和能量转移的方向性

  在课本中豆子生长的过程,按顺序应为B、A、C、F、E、D.我们在电影、电视中看到,可以通过技术处理使植物生长、花开的次序逆向,但在现实世界中这是不可能的.自然界的实际过程是有方向性的.

  冬天,火炉把自己的内能传递给房间里的空气,供人们取暖;到了春天,能够把这些内能重新收集起来,来年再用吗?显然不能.一般情况下,内能只能从高温物体转移到低温物体,不能相反.否则会引起其他的变化,消耗别的能.

  汽车制动时,由于摩擦,动能转变成了地面、空气的内能,这些能量能够自动地用来再次开动汽车吗?显然不能.这些能量虽然没有消失,但是我们不能利用它.

  能量的转化、能量的转移,都是有方向性的.我们是在能量的转化或转移过程中利用能量的,因此,不是什么能量都可以利用.能源的利用是有条件的,也是有代价的.有的东西可以成为能源,有的却不能.

     初中物理能源革命知识点总结(二)

  1.人类开发利用能源的历史:火→化石能源→电能→核能。

  2.能源的种类很多,从不同角度可以分为:一次能源和二次能源;可再生能源和不可再生能源;常规能源(传统能源)和新能源;清洁能源和非清洁能源等。

  3.核能获取的途径有两条:重核的裂变和轻核的聚变(聚变也叫热核反应)。原子弹和目前人类制造的核电站是利用重核的裂变释放能量的,而氢弹则是利用轻核的聚变释放能量的。

  4.核电站主要组成包括:核反应堆、热交换器、汽轮机和发电机等。

  5.太阳能是由不断发生的核聚变产生的,地球上除核能、地热能和潮汐能以外的所有的能量,几乎都来自太阳。人类利用太阳能的三种方式是:①光热转换(太阳能热水器);②光电转换(太阳能电池);③光化转换(绿色植物)。

  6.能量的转化和守恒定律:能量既不会凭空消灭,也不会凭空产生,它只会从一种形式转化为另一种形式,或者从一个物体转移到另一个物体,而在转化或转移的过程中,其总量保持不变。

  7.能量的转移和转化具有方向性。输出的有用能量

  转换的能量

  8.能量转换装置的效率=——————————×100%

  输入的总能量.

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