梁歐娃 劉順航
《能源與可持續(xù)發(fā)展》一章中,很多與能源的種類、能量的轉移和轉化有關的物理概念。盡管含義不同,但表面形式很相似、意義很相近。部分同學由于對物理概念的內涵理解不透徹,不了解它們本質屬性上的區(qū)別,解題時易將它們之間的關系簡單化。造成混淆。下面,針對本章學習中經常出現(xiàn)的易錯易混概念,我們約請粱老師和劉老師進行辨析,希望能對同學們的學習有所幫助。
1.什么是一次能源、二次能源
從能源產生方式的角度,可把能源分為一次能源和二次能源。其特點是:一次能源可以從自然界直接獲?。欢文茉礋o法從自然界直接獲取,必須通過消耗。次能源才能得到。
從屬性上看:一次能源具有自然屬性,即一次能源均是自然界中以原有形式存在的、未經加工轉換的能量資源,因此又稱天然能源,如化石能源等;二次能源不具有自然屬性。即二次能源均是由一次能源經加工轉換成的另一種形態(tài)的能源,不屬于自然資源,如電能等。
例1 (2015·廣安)在能源家族中,天然氣屬于
(填“一次”或“二次”)能源。燒鍋爐時排放的可燃廢氣,屬于__(填“一次”或“二次”)能源。
解析:可用“是否具有自然屬性”為標準,來辨析能源的種類。天然氣是自然界中的化石資源。屬一次能源:可燃廢氣是一次能源在生產過程中排出的余能,屬于二次能源。
答案:一次 二次
2.核能與內能的區(qū)別
內能是指物體內所有做無規(guī)則運動的分子的動能和勢能的總和。內能是物質的本質屬性。一切物體都具有內能,內能大小跟物體的質量、狀態(tài)、溫度有關。在狀態(tài)和溫度相同時,質量越大,內能越大:在質量和狀態(tài)相同時,溫度越高,內能越大;在質量和溫度相同時,氣態(tài)內能大于液態(tài)內能,液態(tài)內能大于固態(tài)內能。改變物體的內能有做功和熱傳遞兩種方式。它們在改變物體內能上是等效的。
質子、中子依靠強大的核力緊密地結合在一起。一旦使原子核分裂或聚合,就能放㈩巨大的能量。這就是核能。獲得核能的主要途徑為重核裂變和輕核聚變。
3.能量轉移和轉化的方向性
自然界的過程是有方向性的,如同植物生長的過程中,總是按照生根、開花、結果這樣的順序、方向進行的,而不可能相反。能量的轉移和轉化也是有方向性的,我們是在能量的轉化或轉移的過程中利用能量的。不是什么能量都可以利用,能源的利用是有條件、有方向的。
能量轉移的方向性:內能只能自發(fā)地從高溫物體轉移到低溫物體,或自發(fā)地從物體的高溫部分轉移到低溫部分;反之,則不能,否則會引起其他能量的變化,消耗別的能量。能量轉化的方向性:其他形式的能量(如電能、機械能等)可以無條件地轉化為內能;反之,內能不可五條件地轉化為其他形式的能量。
4.可再生能源與不可再生能源的區(qū)別
可再生能源短期內可從自然界堅源源不斷地得到補充,如風能、水能、太陽能等。
不可再生能源短期內不能從自然界里源源不斷地獲得補充,只會越用越少,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,其中水能屬于__(填“可再生”或“不可再生”)能源。
解析:可用“短期內,是否能從自然界里源源不斷地獲得補充”為標準,來辨析能源的種類。水能具備了可再生能源的所有特性。
答案:可再生
5.新能源與可持續(xù)發(fā)展
從能源利用狀況的角度,可把能源分為:
(1)常規(guī)能源:又稱傳統(tǒng)能源,是指人類利用多年、技術已經成熟、已大規(guī)模生產和廣泛利用的能源。如化石能源、電能。
(2)新能源:又稱非常規(guī)能源,是指傳統(tǒng)能源之外的各種能源形式,是剛開始開發(fā)利用或正在積極研究、有待推廣、尚未大規(guī)模利用的能源,如太陽能、地熱能、風能、生物質能等。
二者的劃分是相對的,在不同的歷史時期和科技水平情況下,新能源有不同的內容。與化石能源相比。目前的新能源普遍具有污染少、儲量大、可循環(huán)利用的特點。
所謂可持續(xù)發(fā)展,是指在開發(fā)自然、利用自然資源時,既滿足當代人生存、發(fā)展的需求,同時又不對后代人滿足其需求的能力構成危害的發(fā)展;既要保證今天經濟的適度增長和結構優(yōu)化,又要保持資源永久利用和環(huán)境優(yōu)化,從而做到環(huán)境與經濟的有機協(xié)調,實現(xiàn)持續(xù)共進、有序發(fā)展。新能源產業(yè)的發(fā)展既是整個能源供應系統(tǒng)的有效補充手段,也是環(huán)境治理和生態(tài)保護的重要措施。它是滿足人類社會可持續(xù)發(fā)展需要的最終能源選擇。
例3 (原創(chuàng))下列有關“能源與可持續(xù)發(fā)展”的說法中,正確的是( )。
A.能量是守恒的,故不會有能源危機
B.能量的轉移與轉化具有方向性,消耗掉的內能不能收集起來再利用,因此要節(jié)約能源
C.解決能源短缺問題的根本出路是加大現(xiàn)有能源的開采量
D.為了減少碳排放,必須禁止使用化石燃料,踐行綠色生活
解析:能量在使用中發(fā)生轉化和轉移,總量是不會變化的,但能源不是取之不盡用之不竭的,也會發(fā)生危機,故A錯誤;能量轉化和轉移過程是具有方向性的。故B正確;解決能源問題的根本出路是提高現(xiàn)有能源的利用率和開發(fā)新能源,故C錯誤;人類在消耗各種能源時,不可避免地會對環(huán)境造成破壞,但現(xiàn)階段。人類使用的燃料主要是化石燃料,完全禁止是不可能的,故D錯誤。
答案:B
綜上所述。要深刻理解一個物理概念,必須首先從定義人手,挖掘其內涵(本質)與外延(適用范圍),分析其結構要素(構成的物理量),掌握其特征(特點、特性或屬性),找出其與其他相似概念的關系(異同點),最后通過歸類、界定,形成一個正確、完整的物理概念。同學們在以后的學習中不妨一試!
學即用,練一練
1.隨著城市化進程的加快,環(huán)保、輕便、舒適的電動自行車越來越受人們青睞,試分析電動自行車所消耗的能源屬于( )。
①一次能源;②二次能源;③可再生能源;④不可再生能源;⑤常規(guī)能源;⑥新能源
A.②④⑤ B.①②③
C.②③④ D.③④⑤
2.(2015·成都)關于能源、能量,下列說法不正確的是( )。
A.能源是人類物質生活、社會經濟發(fā)展的基礎
B.太陽能、風能、地熱能等是目前正在努力研究、開發(fā)的新能源
C.根據能量守恒定律,能量不會消滅,但可以創(chuàng)造
D.電風扇工作時,主要將電能轉化為機械能
參考答案1.A 2.C