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1、能量守恒定律与能源知识点一、能量的转化与守恒1. 化学能：由于化学反应，物质的分子结构变化而产生 的能量。2. 核能：由于核反应，物质的原子结构发生变化而产生 的能量。3. 能量守恒定律：能量既不会消灭，也不会创生，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，而能的总量保持不变。内容：能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种 形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到另一个物体， 而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。即E机械能1+E其它仁E机械能2+E其它2能量耗散：无法将释放能量收集起来重新利用的现象 叫能量耗散，它反映了自然界中能量转化具有方向性。二、能源与
2、社会1. 可再生能源：可以长期提供或可以再生的能源。2. 不可再生能源：一旦消耗就很难再生的能源。3. 能源与环境：合理利用能源，减少环境污染，要节约 能源、开发新能源。三、开发新能源1. 太阳能2. 核能3. 核能发电4、其它新能源：地热能、潮汐能、风能。 能源的分类和能量的转化 能源品种繁多，按其来源可以分为三大类：一是来自地 球以外的太阳能，除太阳的辐射能之外，煤炭、石油、天然 气、水能、风能等都间接来自太阳能 ; 第二类来自地球本身， 如地热能，原子核能 （ 核燃料铀、钍等存在于地球自然界 ）; 第三类则是由月球、太阳等天体对地球的引力而产生的能量， 如潮汐能。【一次能源】指在自然界现
3、成存在，可以直接取得且不 必改变其基本形态的能源， 如煤炭、天然气、 地热、水能等。 由一次能源经过加工或转换成另一种形态的能源产品，如电 力、焦炭、汽油、柴油、煤气等属于二次能源。【常规能源】也叫传统能源，就是指已经大规模生产和 广泛利用的能源。 表 2-1 所统计的几种能源中如煤炭、 石油、 天然气、核能等都属一次性非再生的常规能源。而水电则属 于再生能源，如葛洲坝水电站和未来的三峡水电站，只要长 江水不干涸，发电也就不会停止。煤和石油天然气则不然， 它们在地壳中是经千百万年形成的 （ 按现在的采用速率，石 油可用几十年，煤炭可用几百年 ） ，这些能源短期内不可能 再生，因而人们对此有危机
4、感是很自然的。【新能源】指以新技术为基础，系统开发利用的能源。 其中最引人注目的是太阳能的利用。据估计太阳辐射到地球 表面的能量是目前全世界能量消费的万倍。如何把这些能量 收集起来为我们所用，是科学家们十分关心的问题。植物的 光合作用是自然界利用太阳能极为成功的范例。它不仅为大 地带来了郁郁葱葱的森林和养育万物的粮菜瓜果，地球蕴藏 的煤、石油、天然气的起源也与此有关。寻找有效的光合作 用的模拟体系、利用太阳能使水分解为氢气和氧气及直接将 太阳能转变为电能等都是当今科学技术的重要课题，一直受 到各国政府和工业界的支持与鼓励。以上是从能源的使用进行分类的方法，若从物质运动的 形式看，不同的运动形式
5、，各有对应的能量，如机械能（ 包括动能和势能 ） 、热能、电能、光能等等。各种形式的能量 可以互相转化，如动能可与势能互相转化 （ 建筑工地打夯的 落锤的上、下运动所包括的能量转化过程 ）; 化学能可与电能 互相转化 （ 化学电池和电解就是实现这种转化的两种过程 ）。 在能量相互转化过程中，尽管做功的效率因所用工具或技术 不同而有差别， 但是折算成同种能量时， 其总值却是不变的， 这就是能量转化和能量守恒定律，这是自然界中一条极为基 本的定律 （另一条为质量守恒定律 ） ，也是识破各式各样永动 机的有力判据。在能量转化过程过中，未能做有用功的部分 称为无用功，通常以热的形式表现。物质体系中，分
6、子的动能、势能、电子能量和核能等的总和称为内能。内能的绝对值至今尚无法直接测定，但体系 状态发生变化时，内能的变化以功或热的形式表现，它们是 可以被精确测量的。体系的内能、热效应和功之间的关系式 为：E=Q+W其中 E是体系内能的变化，Q是体系从外界吸收的热 量，W是外界对体系所做的功。这就是著名的热力学第一定 律的物理表达式，也就是能量守恒定律的物理表达式。应用 上述公式时，要注意各种物理量的正、负号，即： E(+)体系内能增加，(-)体系内能体系减少；Q(+)体系吸收热量，(-)体系放出能量；W (+)外界对体系做功，(-)体系对外界做功。例如g乙醇在C时气化，需吸收854 J的热，这些乙
7、醇由液态变成气态， 在 101 kPa 压力下所做的体积膨胀功为， 这是体系对外界所做的功，应为负值，所以该体系内能的变 化厶E=J=+791J,A E为正值，即体系内能增加了791J。能源的利用，其实就是能量的转化过程。如煤燃烧放热使蒸汽温度升高的过程就是化学能转化为蒸汽内能的过程 高温蒸汽推动发电机发电的过程是内能转化为电能的过程 电能通过电动机可转化为机械能 ； 电能通过白炽灯泡或荧光 灯管可转化为光能 ； 电能通过电解槽可转化为化学能等等 柴草、煤炭、石油和天然气等常用能源所提供的能量都是随 化学变化而产生的，多种新能源的利用也与化学变化有关。 化学变化的实质是化学键的改组，所以了解化学键及键能等 基本概念，将有助于加深对能源冋题的认识。