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能量、能源易混概念例析

2015-09-10梁欧娃刘顺航

中学生数理化·中考版 2015年12期
关键词:一次能源方向性内能

梁欧娃 刘顺航

《能源与可持续发展》一章中,很多与能源的种类、能量的转移和转化有关的物理概念。尽管含义不同,但表面形式很相似、意义很相近。部分同学由于对物理概念的内涵理解不透彻,不了解它们本质属性上的区別,解题时易将它们之间的关系简单化。造成混淆。下面,针对本章学习中经常出现的易错易混概念,我们约请粱老师和刘老师进行辨析,希望能对同学们的学习有所帮助。

1.什么是一次能源、二次能源

从能源产生方式的角度,可把能源分为一次能源和二次能源。其特点是:一次能源可以从自然界直接获取;二次能源无法从自然界直接获取,必须通过消耗。次能源才能得到。

从属性上看:一次能源具有自然属性,即一次能源均是自然界中以原有形式存在的、未经加工转换的能量资源,因此又称天然能源,如化石能源等;二次能源不具有自然属性。即二次能源均是由一次能源经加工转换成的另一种形态的能源,不属于自然资源,如电能等。

例1 (2015·广安)在能源家族中,天然气属于

(填“一次”或“二次”)能源。烧锅炉时排放的可燃废气,属于__(填“一次”或“二次”)能源。

解析:可用“是否具有自然属性”为标准,来辨析能源的种类。天然气是自然界中的化石资源。属一次能源:可燃废气是一次能源在生产过程中排出的余能,属于二次能源。

答案:一次 二次

2.核能与内能的区别

内能是指物体内所有做无规则运动的分子的动能和势能的总和。内能是物质的本质属性。一切物体都具有内能,内能大小跟物体的质量、状态、温度有关。在状态和温度相同时,质量越大,内能越大:在质量和状态相同时,温度越高,内能越大;在质量和温度相同时,气态内能大于液态内能,液态内能大于固态内能。改变物体的内能有做功和热传递两种方式。它们在改变物体内能上是等效的。

质子、中子依靠强大的核力紧密地结合在一起。一旦使原子核分裂或聚合,就能放㈩巨大的能量。这就是核能。获得核能的主要途径为重核裂变和轻核聚变。

3.能量转移和转化的方向性

自然界的过程是有方向性的,如同植物生长的过程中,总是按照生根、开花、结果这样的顺序、方向进行的,而不可能相反。能量的转移和转化也是有方向性的,我们是在能量的转化或转移的过程中利用能量的。不是什么能量都可以利用,能源的利用是有条件、有方向的。

能量转移的方向性:内能只能自发地从高温物体转移到低温物体,或自发地从物体的高温部分转移到低温部分;反之,则不能,否则会引起其他能量的变化,消耗别的能量。能量转化的方向性:其他形式的能量(如电能、机械能等)可以无条件地转化为内能;反之,内能不可五条件地转化为其他形式的能量。

4.可再生能源与不可再生能源的区别

可再生能源短期内可从自然界堅源源不断地得到补充,如风能、水能、太阳能等。

不可再生能源短期内不能从自然界里源源不断地获得补充,只会越用越少,如化石能源、核能等。

例2 (2015·南充)自然界中能量的形式有很多,其中水能属于__(填“可再生”或“不可再生”)能源。

解析:可用“短期内,是否能从自然界里源源不断地获得补充”为标准,来辨析能源的种类。水能具备了可再生能源的所有特性。

答案:可再生

5.新能源与可持续发展

从能源利用状况的角度,可把能源分为:

(1)常规能源:又称传统能源,是指人类利用多年、技术已经成熟、已大规模生产和广泛利用的能源。如化石能源、电能。

(2)新能源:又称非常规能源,是指传统能源之外的各种能源形式,是刚开始开发利用或正在积极研究、有待推广、尚未大规模利用的能源,如太阳能、地热能、风能、生物质能等。

二者的划分是相对的,在不同的历史时期和科技水平情况下,新能源有不同的内容。与化石能源相比。目前的新能源普遍具有污染少、储量大、可循环利用的特点。

所谓可持续发展,是指在开发自然、利用自然资源时,既满足当代人生存、发展的需求,同时又不对后代人满足其需求的能力构成危害的发展;既要保证今天经济的适度增长和结构优化,又要保持资源永久利用和环境优化,从而做到环境与经济的有机协调,实现持续共进、有序发展。新能源产业的发展既是整个能源供应系统的有效补充手段,也是环境治理和生态保护的重要措施。它是满足人类社会可持续发展需要的最终能源选择。

例3 (原创)下列有关“能源与可持续发展”的说法中,正确的是( )。

A.能量是守恒的,故不会有能源危机

B.能量的转移与转化具有方向性,消耗掉的内能不能收集起来再利用,因此要节约能源

C.解决能源短缺问题的根本出路是加大现有能源的开采量

D.为了减少碳排放,必须禁止使用化石燃料,践行绿色生活

解析:能量在使用中发生转化和转移,总量是不会变化的,但能源不是取之不尽用之不竭的,也会发生危机,故A错误;能量转化和转移过程是具有方向性的。故B正确;解决能源问题的根本出路是提高现有能源的利用率和开发新能源,故C错误;人类在消耗各种能源时,不可避免地会对环境造成破坏,但现阶段。人类使用的燃料主要是化石燃料,完全禁止是不可能的,故D错误。

答案:B

综上所述。要深刻理解一个物理概念,必须首先从定义人手,挖掘其内涵(本质)与外延(适用范围),分析其结构要素(构成的物理量),掌握其特征(特点、特性或属性),找出其与其他相似概念的关系(异同点),最后通过归类、界定,形成一个正确、完整的物理概念。同学们在以后的学习中不妨一试!

学即用,练一练

1.随着城市化进程的加快,环保、轻便、舒适的电动自行车越来越受人们青睐,试分析电动自行车所消耗的能源属于( )。

①一次能源;②二次能源;③可再生能源;④不可再生能源;⑤常规能源;⑥新能源

A.②④⑤ B.①②③

C.②③④ D.③④⑤

2.(2015·成都)关于能源、能量,下列说法不正确的是( )。

A.能源是人类物质生活、社会经济发展的基础

B.太阳能、风能、地热能等是目前正在努力研究、开发的新能源

C.根据能量守恒定律,能量不会消灭,但可以创造

D.电风扇工作时,主要将电能转化为机械能

参考答案1.A 2.C

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