1、第十章 热力学定律第6节 能源和可持续发展一、能源1能源的分类能源分类方法能源分类名称特点举例按形成或转换特点分一次能源自然形成，未经加工太阳能、风能、地热能、核能、潮汐能二次能源由一次能源经加工转换而成焦炭、木炭、蒸汽、液化气、酒精、汽油、电能按利用技术分常规能源已大规模正常使用煤、石油天然气、水能新能源正在开发，或有新的利用方式太阳能、核能、地热能、海洋能、沼气、风能按可否再生分可再生能源可循环使用，不断补充水能、风能，生物质能、地热能不可再生能源短期内无法转换获得煤、石油、天然气、核燃料按对环境污染情况分清洁能源对环境基本上没有污染太阳能、海洋能、风能、水能污染能源会严重污染环境化石燃料
2、（煤、石油、天然气）2能源对环境的影响（1）常规能源对环境的影响石油和煤燃烧产生的二氧化碳增加了大气中二氧化碳的含量，产生了“温室效应”，引发了一系列问题，如两极的冰雪融化、海平面上升，海水倒灌、耕地盐碱化这些都是人类过度开发自然所产生的严重问题。（2）做好环境保护工作目前的任务是采用环境能源技术，解决突出的环境污染问题，例如：城市生活垃圾问题，变垃圾为能源；提高汽车发动机效率，解决尾气问题，达到废气“零”排放；环境污染的综合治理问题，解决废物、废水、废气等，变废为宝。学科-网二、能量耗散和品质降低1能量耗散自然界中集中度较高（即有序度较高）的能量，如机械能、电能、化学能，当它们变为环境的内能
3、后，就成为更加分散因而也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，这样的现象叫做能量耗散。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的转化，是能够自动发生、全额发生的，能量耗散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。2能量品质的降低能量耗散虽然不会使能量减少，却会导致能量品质的降低，它实际上将能量从高度有用的形式降级为不大可用的形式。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。一次能源 新能源 循
4、环 能量耗散1能源与环境（1）人们把煤、石油、天然气等化石能源叫作常规能源，人类消耗的能源主要是常规能源。化石能源的资源是有限的。（2）环境问题：石油和煤燃烧产生的二氧化碳增加了大气中二氧化碳的含量，造成了“温室效应”，引发了一系列问题，如两极的冰雪熔化、海平面上升，海水倒灌、耕地盐碱化这些都是人类过度开发自然所产生的严重问题。目前的任务是采用环境能源技术，解决突出的环境污染问题，例如：城市生活垃圾问题，变垃圾为能源；提高汽车发动机效率，解决尾气问题，达到废气“零排放”；环境污染的综合治理问题，解决废物、废水、废气等，变废为宝。化石能源的大量消耗带来的环境问题有温室效应、酸雨、光化学烟雾等。2
5、开发新能源（1）化石能源的短缺和利用常规能源带来的环境污染，使得新能源的开发成为当务之急。（2）新能源主要有下列几种：太阳能、生物质能、风能、水能等。太阳能、风能、水能是清洁能源，也是“可再生能源”。【例题】关于“温室效应”，下列说法正确的是A太阳能源源不断地辐射到地球上，由此产生了“温室效应”B石油和煤炭燃烧时产生的二氧化碳增加了大气中的二氧化碳的含量，由此产生了“温室效应”C“温室效应”使得地面气温上升、两极冰雪融化D“温室效应”使得土壤酸化参考答案：BC试题解析：“温室效应”的产生是由于石油和煤炭燃烧时产生的二氧化碳增加了大气中二氧化碳的含量。它的危害是使地面气温上升、两极冰雪融化、海平
6、面上升，淹没沿海城市、海水向河流倒灌、耕地盐碱化等，故BC选项正确。1下列供热方式最有利于环境保护的是A用煤做燃料供热B用石油做燃料供热C用天然气或煤气做燃料供热D用太阳能灶供热2“能源危机”是当今世界各国共同面临的问题。对此，以下措施可行的是A人人都要自觉做到节约用水、节约用电，不浪费和人为毁坏物品B关闭现有的火力发电站C各地都要兴建水力和风力发电站D停止使用石油资源，而以核能和太阳能取代3下列关于能量耗散的说法，正确的是A能量耗散使能的总量减少，违背了能量守恒定律B能量耗散是指耗散在环境中的内能再也不能被人类利用C各种形式的能量向内能的转化，是能够自动全额发生的D能量耗散导致能量品质的降低
7、4以下说法正确的是A煤、石油、天然气等燃烧时可放出氧气B汽油是一种清洁能源C水能是可再生能源D煤、石油等常规能源是取之不尽、用之不竭的5关于能源的开发和节约，下列观点错误的是A常规能源是有限的，无节制地利用常规能源，如石油之类，是一种盲目的短期行为B根据能量守恒定律，担心能源枯竭是一种杞人忧天的表现C能源的开发和利用，必须要同时考虑其对环境的影响D通过核聚变和平利用核能是目前开发新能源的一种新途径6下列说法中正确的是A能量的耗散从能量的转化角度反映出了自然界中的宏观过程具有方向性B空调机既能致热又能致冷，说明热传递不存在方向性C如果气体分子总数不变，而气体温度升高，气体分子的平均动能增大，因此
8、压强必然增大D热量总是自发的从分子平均动能大的物体传递到分子平均动能小的物体7柴油机使柴油燃料在它的气缸中燃烧，产生高温高压的气体，燃料的化学能转化为气体的内能，高温高压的气体推动活塞做功，气体的内能又转化为柴油机的机械能。燃烧相同的燃料，输出的机械能越多，表明柴油机越节能。是否节能是衡量机器性能好坏的重要指标。有经验的柴油机维修师傅，不用任何仪器，只要将手伸到柴油机排气管附近，去感觉一下尾气的温度，就能够判断出这台柴油机是否节能，真是“行家伸伸手，就知有没有”，关于尾气的温度跟柴油机是否节能之间的关系，你认为正确的是A尾气的温度越高，柴油机越节能B尾气的温度越低，柴油机越节能C尾气的温度高低
9、与柴油机是否节能无关D以上说法均不正确8下列说法正确的是A能量耗散，说明能量在不断减少B因为液体表面分子分布比内部稀，所以表面有收缩趋势C某些液晶中掺入少量多色性染料后，对不同颜色的光吸收强度与所加电场的场强有关D温度高的物体具有的内能一定比温度低的物体具有的内能多9煤是重要的能源和化工原料，直接燃烧既浪费资源又污染环境。最近，某企业利用“煤粉加压气化制备合成气新技术”，让煤变成合成气（一氧化碳及氢气总含量90%），把煤“吃干榨尽”。下列有关说法中正确的是A煤粉加压气化制备合成气过程涉及化学变化和物理变化B煤粉加压气化制备合成气过程涉及化学变化但没有物理变化C该技术实现了煤的清洁利用D该技术实
10、现了煤的高效利用10下列对能量耗散的理解正确的有A能量耗散说明能量在不断减少B能量耗散遵守能量守恒定律C能量耗散说明能量不能凭空产生，但可以凭空消失D能量耗散从能量角度反映出自然界的宏观过程具有方向性11下列说法正确的是A随着科技的发展，永动机是可以制成的B太阳照射到地球上的光能转化成了其他形式的能量，但照射到宇宙空间的能量都消失了C“既要马儿跑，又让马儿不吃草”违背了能量守恒定律，因而是不可能的D有种“全自动”手表，不用上发条，也不用任何形式的电源，却能一直走动，说明能量可以凭空产生12柴油机使柴油燃料在它的气缸中燃烧，产生高温高压的气体，燃料的化学能转化为气体的内能，高温高压的气体推动活塞
11、做功，气体的内能又转化为柴油机的机械能。燃烧相同的燃料，输出的机械能越多，表明柴油机越节能。是否节能是衡量机器性能好坏的重要指标。有经验的柴油机维修师傅，不用任何仪器，只要将手伸到柴油机排气管附近，去感觉一下尾气的温度，就能够判断出这台柴油机是否节能，真是“行家伸伸手，就知有没有”，关于尾气的温度跟柴油机是否节能之间的关系，你认为正确的是A尾气的温度越高，柴油机越节能B尾气的温度越低，柴油机越节能C尾气的温度高低与柴油机是否节能无关D以上说法均不正确13CO2气体有个“怪脾气”，它几乎不吸收太阳的短波辐射，大气中CO2浓度增加，能使地表温度因受太阳辐射而上升；另外，它还有强烈吸收地面红外热辐射
12、的作用，阻碍了地球周围的热量向外层空间的排放，使整个地球就像一个大温室一样。因此，大气中CO2浓度的急剧增加已导致气温的逐步上升，使全球气候变暖。（1）这种大气中以CO2为主的气体产生的效应称为A光热效应B光电效应C光气效应 D温室效应（2）导致大气中CO2浓度增加的主要原因是A大量植物和生物物种灭绝B大量燃料如石油、煤炭、天然气等的燃烧C人口剧增，呼出的二氧化碳增多D自然因素破坏了地球环境生态平衡1D【解析】煤、石油、天然气等燃料的利用，使人类获得大量的内能。但由于这些燃料中含有杂质以及燃烧不充分，使得废气中所含粉尘、一氧化碳、二氧化硫等物质污染了大气。而太阳能是一种无污染的能源，应大力推广
13、，答案应选D。4C【解析】煤、石油、天然气等是动植物转化成的，燃烧时放出二氧化碳，A错；汽油燃烧会引起一些化合物的产生，导致有毒气体的生成，B错；水能是可再生能源，C对；煤、石油等存储量是有限的，是不可再生能源，D错。5B【解析】能量虽然守恒，但能量的耗散导致能量的品质降低及不可再利用，也往往对环境产生破坏，从而应开发新型的清洁型的能源，故B选项错。6AD【解析】能量耗散反映了能量转化具有方向性，A正确；由热力学第二定律知B错误；气体压强由分子总数、温度、体积三者决定，C错误；热量总是自发地由温度高的物体传递到温度低的物体，故D正确。学-科网7B【解析】气体的内能不可能完全转化为柴油机的机械能
14、，柴油机使柴油燃料在它的气缸中燃烧，产生高温高压的气体，是一个高温热源；而柴油机排气管排出的尾气是一个低温热源。根据能量守恒，这两个热源之间的能量差就是转换的机械能，燃烧相同的燃料，要想输出的机械能越多，尾气的温度就要越低。故B正确。8BC【解析】能量耗散是指能量的可利用率越来越低，但仍然遵守能量守恒定律，故A错误；液体表面层的分子间同时存在相互作用的引力与斥力，但由于分子间的距离大于分子的平衡距离r0，分子引力大于分子斥力，分子力表现为引力，即存在表面张力，表面张力使液体表面有收缩的趋势，B正确；彩色液晶显示屏是应用液晶在不同电场中对不同颜色的光吸收强度不同制成的，C正确；物体的内能与物质的
15、量、温度、体积、以及物态有关，温度高的物体具有的内能不一定比温度低的物体具有的内能多，故D错误。9ACD【解析】煤粉加压气化制备合成气中既有物理变化，又有化学变化，A正确；该技术使煤得以良好利用又环保，C、D正确，故选A、C、D。10BD【解析】在发生能量转化的宏观过程中，其他形式的能量最终会转化为流散到周围环境的内能，无法再回收利用，这种现象叫能量耗散。能量耗散并不违反能量守恒定律，宇宙的能量既没有减少，也没有消失，它只从能量角度反映出自然界的宏观过程具有方向性，故A、C错。11C【解析】永动机是指不消耗或少消耗能量，而可以大量对外做功的装置，这种装置违背了能量守恒定律，所以永动机是永远不可能制成的，A错误；太阳辐射大量的能量，地球只吸收了极少的一部分，使万物生长，但辐射到宇宙空间的能量也没有消失，而是转化成了别的能量，B错误；马和其他动物，包括人，要运动，必须消耗能量，C正确；所谓“全自动”手表，内部还是有能量转化装置的，一般是一个摆锤，当人戴着手表活动时，使摆锤不停摆动，给游丝弹簧补充能量，才会维持手表的运行，如果把这种手表放在桌面上静置几天，它一定会停止走动的，D错误。13（1）D （2）B大气中CO2浓度的增加，导致了温室效应；为了缓解这种局面，一方面要尽量少使用煤、石油等常规能源，另一方面要开发利用新能源，并植树造林，改善环境。
