第十一章能源的利用与人类文明的进步
绪论-能源利用与人类文明(2016)
能源与动力学科和专业的责任——任重而道远
• 发现未来可长期 供应的能源
化石能源之光 即将熄灭之际
维系
传承
接力
能源与动力学科和专业的责任——任重而道远
• 发明设计未来能 源能量转化的流 体机械 • 当前——提高能 量转化效率。
热能利用的基本方式
（1） 热利用： 烧饭、采暖、烘干、熔炼等；
（2）动力利用： 通过热机将热能转换成机械能 或者再通过发电机转换成电能 加以利
梅多可利发明的机车模型
史蒂芬孙的蒸汽机车
富尔顿“克莱蒙特”号在哈得孙河上
第一次工业革命（社会化大生产）
采矿
纺织
第一次工业革命（学科大发展）
• • • • • • • • • 牛顿经典力学—万有引力、三大定律 热力学与动力学—能量守恒与转换定律 机械工程：蒸汽机、纺织机、采矿机械、机车、汽船…… 流体力学：欧拉方程、伯努利方程、纳维-斯托克斯方程 控制工程：蒸汽机转速和气门的反馈控制（飞轮、离心摆） 电磁学：法拉第电磁感应、麦克斯韦电磁方程 生物学：施莱登和施旺的细胞学、达尔文进化论 化学：门捷列夫化学元素周期率 原子科学：伦琴射线
能源变迁与人类文明发展
• 一是从被动到主动。我们对能源的利用，最早是以 “靠天吃饭”的方式被动获取。即采集植物和狩猎 动物以获取它们本身含有的能量。后来，通过认识 和利用火，包括引用自然火种和钻木取火，人们对 能源的利用从被动逐渐转为有意识的主动。后来， 随着技术的不断进步，能源利用逐渐主动转移到煤 炭和石油，乃至之后的核能、太阳能、风能、水能 等新的能源形式上。
人类祖先原始人的生活
“刀耕火种”原始农业
采集野生果实
“刀耕火种”原始农业
原始冶金
石器时代
尔雅家园的治理：环境科学概论章节测验答案
尔雅家园的治理：环境科学概论章节测验答案第1章盘点家园1.1资源环境看国情1【单选题】目前我们的家园面临以下哪些问题？（）DA、资源问题B、环境问题C、生态问题D、以上都有2【单选题】中国从南至北横跨了大约（）纬度。
CA、30°B、40°C、50°D、60°3【判断题】“世界屋脊”指的是中国的青藏高原。
（）√4【判断题】难以利用的土地类型包括：丘陵、戈壁、沙漠、冰川等。
（）×1.2黑河-腾冲线的含义1【单选题】京津唐地区的环境保护问题不包括以下哪点？（）CA、海河河水资源短缺B、人口压力C、湿地面积少D、经济压力2【单选题】关于“黑河—腾冲线”，下列说法正确的是（）。
DA、它是一条人口地理的分界线B、它与我国400毫米等降水量线基本重合C、线东南方以平原、水网、丘陵、喀斯特和丹霞地貌为主要地理结构D、以上说法都正确3【单选题】“黑河—腾冲线”这一概念，最初是由（）提出来的。
DA、周廷儒B、竺可桢C、吴传钧D、胡焕庸4【判断题】我国的国土面积大小居世界第二位，仅次于俄罗斯的国土面积。
（）√1.3四类环境问题1【单选题】下列物资中，有“软黄金”之称的是（）。
BA、小麦B、鳗苗C、小龙虾D、海胆2【单选题】被誉为“人力资本理论之父”的人是（）。
DA、马歇尔B、泰勒C、贝克尔D、舒尔茨3【单选题】关于“贫困陷阱”，下列说法中不正确的一项是（）。
CA、贫困条件下的高生育率是导致贫困陷阱的重要原因B、高生育率增加了人口对自然生态系统的压力C、应该使贫困地区的生育率为0，才能避免贫困陷阱D、生态退化又反过来助长了贫困4【判断题】发展问题所涉及的最重要的两方面要素是能源的开发和土地的利用。
（）√第2章人类与资源危机2.1人类史就是一部与资源危机的战斗史1【单选题】人类文明的高度，就是人类社会对能源的驾驭程度，这一观点与以下哪个定律有关？（）BA、墨菲定律B、怀特定律C、瓦伦达效应D、鸟笼效应2【单选题】最具革命性的能源方式的利用是以下哪一项？（）CA、蒸汽动力B、风能磨坊C、电气化D、沼气的利用3【判断题】人类对能源利用方式和利用效率的不断改进是人类文明不断进步的主要动力。
能源开发与人类文明的关系
能源开发与人类文明的关系能源是人类社会发展的基础和支撑，能源的开发和利用对于人类文明的发展起着至关重要的作用。
能源的充足供应和高效利用，不仅直接关系到人们的生活水平和经济发展，也对环境保护和可持续发展产生深远影响。
能源开发为人类文明的进步提供了强大动力。
人类通过开发利用各种能源资源，如化石能源、水能、风能、太阳能等，使得生产力得到巨大提升。
能源的广泛应用使得工业生产、交通运输、通信技术等各个领域得以快速发展，推动了人类社会的进步。
例如，工业革命的爆发源于对化石能源的广泛利用，使得生产方式发生了根本性的变革，人类社会迈入了现代化的道路。
能源的开发和利用对人类文明的发展具有重要的经济意义。
能源作为生产要素之一，直接影响着经济的发展和国家的竞争力。
能源资源的充足供应和高效利用，可以推动产业升级、提高劳动生产率，促进经济的快速增长。
相反，如果能源资源短缺或浪费，将会制约经济的发展。
因此，各国都将能源开发和利用作为国家发展战略的重要内容，通过加大能源开发力度、提高能源利用效率来推动经济的可持续发展。
第三，能源开发与人类文明的关系还体现在环境保护和可持续发展方面。
能源的开发和利用往往伴随着环境污染和生态破坏，如化石能源的燃烧释放出的二氧化碳导致全球气候变暖，水电站建设对生态系统造成破坏等。
因此，人类需要在能源开发和利用过程中注重环境保护，采取有效的措施减少对环境的影响。
此外，人类还需要发展清洁能源和可再生能源，减少对有限能源资源的依赖，实现能源的可持续利用，以保证未来世代的能源需求。
能源开发与人类文明的关系密切相连。
能源的充足供应和高效利用是人类社会发展的基础和动力，对经济发展、环境保护和可持续发展都有重要影响。
因此，我们应该重视能源开发和利用的问题，加大对新能源的研发和应用，推动能源产业的转型升级，实现经济发展与环境保护的良性循环。
只有这样，才能为人类文明的持续进步提供可靠的能源支撑。
能源变迁与人类文明的发展
能源变迁与人类文明的发展摘要：能源存在于自然界并随着人类智力的发展而不断地被发现，被开发利用。
每一种新能源的发现和利用，又强有力地推动了人类文明的发展，因此能源的变迁史是同人类社会文明发展史紧紧联系在一起的。
能源是人类社会发展的动力，它推动并困扰着人类文明向前发展。
自然界中存在着多种具有某种能量的自然资源是能源。
它们在一定条件下可以释放出某种形式的能量，可以使我们在生产和生活过程中得以利用。
如烧饭、取暖、炼钢、产生高压蒸气需要热能；移动物体、开动各种车辆需要机械能；家用电器、电子仪器、电机和电器设备，它们在工作时需要消耗电能。
能源产生的热能，机械能，特别是电能，这些主要的能量形式在我们生活和生产中普遍使用。
目前，已经被我们人类认识、开发利用的能源种类非常多。
柴草、秸杆、木材、沼气、木炭，这些能源统称为生物能源。
煤炭、石油、天然气以及由它们加工而成的许多产品，如焦炭、汽油、煤油、液化石油气统称为化石燃料能源或矿物燃料能源。
它是当前人类社会主体能源。
自然界中的太阳辐射能、风能、海洋能、潮汐能、地热能和原子能那些很有开发利用价值目前由于经济、技术等方面原因，大多数仍处在研究和开发利用初期，称之为新能源。
能源存在于自然界，并随着人类智力的发展而不断被发现被开发，又强有力地推动了人类文明的发展。
地球上原始人类出现以来，一段非常漫长的时期，人类完全靠采集野生果实、植物、捕获野生动物、鱼类、依赖自然界太阳的光热能维持生存和繁衍。
火的发现和利用是人类有意识利用能源的开始。
火的发现是人类文化的起源。
人类最早是用火把走兽赶到旷野进行猎取，又偶然在饥饿时尝到来不及逃走而被火烧死的兽肉。
这样烹调便在营火中开始了。
火还用于寒冬岁月取暖、夜晚昏暗照明，进入到家庭里，形成“刀耕火种”原始农业的主要技术。
火还促使人类进入金属时代。
人类发现天然金属熔化，从此就不再敲磨石块而开始冶炼金属，由石器时代进入铜器时代，然后是铁器时代。
正是在火的光辉照耀下，人类才迈开了大发展的步伐。
智慧树知到《能源与人类文明发展》章节测试答案
B:错
答案:A
3、微电网是由分布式电源、储能装置、能量转换装置、负荷、监控和保护装置等组成的小型发配电系统
A:对
B:错
答案:A
4、分布式能源系统是指安装在用户端的高效冷/热电联供系统，能够在消费地点附近利用可再生能源、废气、废热等来发电供能的能源循环利用系统
A:对
B:错
答案:A
5、在采用天然气作为能源的系统中，能量利用效率最高的是
A:分布式煤气化能源系统
B:燃气热、电、冷三联产系统
A:对
B:错
答案:A
3、以化石能源为主的能源生产和消费结构，具有明显的（）。
A:可持续性
B:不可持续性
C:可再生性
D:不可再生性
答案:B
4、随着全球性的能源短缺、国际油价持续波动、燃煤火电对环境的污染和气候的不利影响，（）的开发和应用现已经成为全球关注的焦点。
A:化石能源
B:核能
C:不可再生能源
D:新能源
A:对
B:错
答案: 对
3、1992年在巴西里约热内卢召开了联合国环境与发展会议，通过了（ ）等重要的环境保护文件，标志着可持续发展原则在全球环境和发展领域内正式确立。
A:
《人类环境宣言》
B:
《可持续发展宣言》
C:
《21世纪议程》
D:
《我们憧憬的未来》
答案:
《21世纪议程》
4、人口作为一种特殊形态的资源，与可持续发展构成了（ ）的关系。
答案:D
5、新能源产业是（）行业
A:资金密集型
B:资金技术密集型
C:技术密集型
D:劳动力密集型
答案:B
第四章
1、农村能源广义上讲，是对农村范围内的各种能源从开发（或输入）至最终
能源的利用和人类文明的进步
节能减排
通过提高能源利用效率和减少能源消 耗，降低污染物排放，实现节能减排 的目标，推动经济社会的可持续发展 。
未来能源展望：核聚变、可燃冰等
核聚变
核聚变是一种高效、清洁的能源形式，通过利用轻元素在超 高温和超高压条件下聚变成重元素的过程释放巨大能量。未 来核聚变技术的发展有望为人类提供几乎无限的清洁能源。
天然气
天然气是一种清洁的能源，主要 用于发电、供暖和化工等领域。 随着环保意识的提高，天然气在
能源结构中的地位逐渐上升。
可再生能源：水能、风能、太阳能
水能
水力发电是一种可再生的能源，利用水流驱动涡轮机发电。 水力发电对环境影响较小，但建设大型水电站会对生态环 境产生一定影响。
风能
风力发电是一种清洁、可再生的能源，利用风力驱动风力 发电机发电。风能资源丰富，适合大规模开发利用。
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解决方案
多元化能源结构
减少对石油等传统能源的依赖，发展可再生能源和清洁能源，实 现能源来源的多样化。
科技创新
加强能源技术研发和创新，提高能源利用效率和资源利用率，降低 能源消耗和排放。
国际合作
加强国际能源政策对话和合作，共同应对全球能源和气候变化挑战， 实现互利共赢。
THANKS FOR WATCHING
农业与文明
尼罗河的恩赐使得古埃及人能够发展出先进的农业技术，进而促进 了手工业、建筑业和商业的发展，最终形成了独特的古埃及文明。
宗教与权力
尼罗河在古埃及人的信仰中具有神圣地位，成为宗教和权力的象征， 对古埃及文明的政治、文化和宗教产生了深远的影响。
统编版初中语文八年级下册第十一课《核舟记》课堂笔记
统编版初中语文八年级下册第十一课《核舟记》课堂笔记核舟记是一篇具有浓郁史诗风格的科幻小说，讲述了一个特殊的情景：为了拯救地球，人类将核电站变成宇宙飞船，航行到银河系之外，寻找新的居住地的故事。
这个故事中，有许多细节值得我们深思。
比如说，人类造核电站，一方面是为了发电，为了满足日常需要。
但另一方面，这种技术如果私自使用，后果将是震惊天下的。
我们可以从这里看到，科技的使用应该有一个尺度，不能为了自己的私利，盲目地滥用。
我们再来看康生大师的结尾：“文明是一个永恒的主题，人类文明的灯塔将永不熄灭”。
从康生大师的话中，我们明白了文明的重要性。
文明代表的是人类的智慧和灵性，它承载着人类前人的经验和智慧，就像一盏灯塔，照亮着我们的前行道路。
所以，我们要珍惜文明，更要不断地传承和创新。
最后，这个故事告诉我们，并不是所有的科技都是百利无一害的。
科技的合理使用和管理是至关重要的。
我们可以学习“核舟记”的精神，不断探索和创新，同时也要严格遵守科技的规则和标准，保障人类和地球的安全和健康。
在“核舟记”中，人类文明发展到一定阶段，不仅掌握了核能技术，而且将其应用于空间技术领域。
这个过程中，人类不仅需要勇气和创新精神，还需要科学精神和道德规范，严格对待核能技术，保障航行安全，确保任务的顺利完成。
从这个角度来看，“核舟记”强调了科技的合理利用和管理，更加强调了人类智慧和文明的重要性。
作为科技进步的受益者，我们每个人都应该抱有责任感和使命感，致力于科技的进步和人类文明的创新。
同时，“核舟记”也给予我们启示，指出我们面临的环境问题和能源危机是迫在眉睫的。
我们需要利用科技的力量，开发出更加清洁和高效的能源，保护生态环境，减缓气候变化，为人类文明的长远发展奠定更加可持续的基础。
总之，“核舟记”带给我们的不仅是科幻的想象空间，更是对于科技发展和人类文明的思考和探索。
科技的发展是为了更好地改善人类生活水平，但如果没有正确的指导思想和科学的规范，就可能演变为一场灾难。
能源利用的历史进程
4、核能开发 在20世纪30年代，人们开始了从原子核获得能 量的研究，40年代建成核反应堆，50年代建成 核电站，以后核能开发技术日趋成熟。由于受 石油危机的影响，核能利用在20世纪80年代发 展最快，据统计，1980年至1985年世界核能消 费量增长了90%，而前苏联竟然增长了121%。 截至2007年12月, 全世界正在运行中的反应堆有 439 座, 相比2002年的444座微量下降, 但发电能 力稳步上升, 总发电量达到 37117GW, 全世界核 电供应已经达到总供电量的16 %, 许多国家达到 总供电量的1/ 3。
按照全世界对化石燃料的消耗速度计算，这些能源可供 人类使用的时间大约还有：
储量有限的化石燃料
我国一次能源消费总量从1978年的5.3亿 吨标准煤，上升到2002年的14.3亿吨标 煤。在2004年，我国石油消费量达3亿吨， 其中进口1亿吨，估计到2020年，我国石 油消费量要达4.5亿吨，其中进口量要达 2.7亿吨，到2050年，我国石油消费量要 达6亿吨，其中进口量要达4亿吨，相当 于目前美国的石油进口量。
（一）对太阳能的间接利用
（1）通过光合作用的形式利用太阳能
太阳能的间接利用
煤炭——当代工业的粮食 石油——当代工业的血液 天然气——最清洁的化学能源
可燃冰——未来的新能源
生物质能——前景广阔的绿色能源
（二）太阳辐射能的直接利用 与其他能源相比，太阳能具有独特的 优点： （1）它没有一般煤炭、石油等矿物 燃料产生的有害气体和废渣，因而不 污染环境，被称作“干净能源”。 （2）到处都可以得到太阳能，使用 方便、安全。 （3）成本低廉，可以再生。
能源的定义 能源是指能为人类提供热、光、动 力等有用能量的物质或物质运动的统 称。经济发展和社会进步，能源先行。 社会越发展，生产力越高，人类对能 源的依赖程度也越高，同时对能源的 利用水平也越高。能源利用的广度和 深度是衡量一个国家生产力水平的重 要标志之一
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第十一章能源的利用与人类文明的进步
单元评判
一、填空题
1.通讯卫星板状的两翼是太阳电池板，它的作用是把________能转化为_________能，
供卫星使用。
2.沁沁通过学习，了解到了一些能源，如：煤、石油、天然气、风能、太阳能、地热能、
核能、电能以及生物质能等．她尝试着对它们进行分类，并选择了两种分类方法．〔1〕第一种：从一次能源和二次能源的角度分，如 __________________________ ______________________________________为一次能源，________________为二次能源．〔2〕第二种：_______________________________________________是可再生能源，
_________________是不可再生能源．
3.沁沁认为现在人类利用的能源要紧是______________、__________和____________
最大的天然能源是____________，它________(选填〝是〞或〝不是〞〕一种可再生能源．
4.小明请小红在以下空格处填上能量转化的过程，你会吗？请试一试．
〔1)水轮机带动发电机发电：．________能转化为_________能．
(2〕电动机带动水泵把水抽到高处：_________能转化为__________能．
(3〕太阳光促使植物生长：___________能转化为__________能．
(4〕地热发电：__________能转化_________能．
(5〕原子弹爆炸：___________能转化为____________能．
5.原子核由________、__________组成，它们依靠核力紧密地结合在一起，一旦使原子
核发生__________或_____________，就可开释出惊人的能量，这确实是______________
二、选择题
6. 以下能源中属于可再生能源的是〔〕
A.风能 B．石油 C.天然气 D.煤
7.小明在学习中提出了如下观点，你认为不正确的选项是〔〕
A.今天的化石能源中的能量是由专门久往常的太阳能转化来的
B.电能是重要的二次能源
C.科学家预言，通过可操纵的核聚变，有望完全解决人类能源咨询题
D.自然界中风能、生物质能均属于不可再生能源
8.小明就能源咨询题提出了自己的一些方法，小红认为其中有误的是〔〕
A.目前作为人类要紧能源的化石能源，在21世纪将会显现危机
B.化石能源的使用对人类的生存环境业已提出了挑战
C.柴薪能源的过度使用会加剧水土流失和土地沙漠化
D.以后最理想能源已被科学家证实为风能
9.联系生活体会判定以下哪种物质对太阳能的吸取能力最强〔〕
A.沥青
B.红瓦
C.铝板
D.干木材
10.以下交通工具，哪种并不直截了当使用化石能源〔〕
A.飞机
B.轮船
C.一般汽车
D.无轨电车
11. 以下讲法正确的选项是〔〕
A.发电机工作时将电能转化为机械能。
B．〝钻木取火〞过程是将内能转化为机械能的过程。
C.蓄电池充电时将电能转化为化学能。
D.热机是把机械能转化为内能的机器。
三、咨询答题
12.依据图11-1，请至少写四种能量转化过程．
13.由图11-2的场景你能想到什么？
〝就地取材〞
14.请你列举出核能的一个具体应用的实例；再讲出一个利用核能可能带来的咨询题
四.探究题
15.请阅读下面的介绍，回答相关咨询题。
焦耳是一位伟大的物理学家，他成功地发觉了焦耳定律，测出了热功当量·…但他在探究科学真理的道路上，也走过弯路。
年轻的时候，焦耳也和许多人一样设想制作一种〝永动机〞──不需要给它提供任何动力〔即不消耗任何能源〕就能自动工作起来的机械装置。
他
曾通宵达旦地冥思苦想，不断地设计、制作，但没有一次是成功的。
接连的失败引起了焦耳的深思，他没有像有些人那样〝执迷不悟〞，而是反思原先的设想，重新确定新的探究课题。
通过不懈的努力，他终于在新的研究领域中取得了成功，发觉了科学真理。
〝永动机〞制造一直失败的缘故是：它违抗了___________________________原理
你从焦耳科学探究的历程中得到的启发是：
_______________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________
16.能源咨询题是现代社会进展的三大差不多要素之一(1)能源家族中：①柴薪、②煤炭、③石油、④天然气、⑤水能、⑥风能、⑦太阳能、⑧地热能等、在大量耗用各种能源时，会造成空气污染的有_________________；会造成水土流失和沙漠化的有_________________________．〔填题序号〕
(2)赣州市城区正在进行天然气工程，有人表示赞同，有人表示反对，小刚同学收集如下两组有关数据：
诸你决策：__________________．〔填〝A〞或〝B〞)
A.连续使用煤气
B.更换使用天然气
简单讲明你作出如此决策的理由是：
_______________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________
五.运算题
17. 先阅读下面材料，然后回答以下咨询题。
九洲地热钻探队将会尽快把井下热水抽到地面.据报进，位于甘肃省兰州市的九洲地热钻探工地通过了近半年时刻的开探钻挖，近日再次传出喜讯：在钻探深度1403米的井下，施工队已探到水温达50摄氏度的地下热水。
下一步，施工队打算向井内下放井壁管和喷水管，力争在最短的时刻内将井下热水抽到地面上来。
开挖出的地下热水将被开发利用，打算投入大量资金建设温泉度假村、生态花园等诸多旅行项目，地下热水还能够直截了当送至邻近居民家中，提供洗浴、供暖等生活用水。
地热资源是目前全球倡导的绿色安全资源，它不受昼夜和季节变化的限制，不仅可供电、
供热，还可似用于旅行、温泉保健、养殖热带鱼等.
(1)李强同学家每天用的热水假设全部按50℃的热水运算，那么需要50kg.将50kg的水从10℃加热到50℃，需要吸取多少热量？水的比热容是4.2 ×103J/(kg.℃〕
(2)假设李强家用额定功率为1500W的电热水器烧水，在正常工作状态下烧热〔1)咨询中的这些水需要多长时刻？
(3)假设用效率为50%的煤气炉烧水，烧热(1)咨询中的这些水需要多少立方米煤气？〔煤气的热值是3.9×107J/m3〕
单元评判
1.太阳电
2.〔1〕煤、石油、天然气、风能、太阳能、生物质能、地热、核能，电能。
〔2〕风能、太阳能、生物质能、地热，核能、煤、石油、天然气．3．煤石油天然气太阳能是.4.4.(1)机械电(2)电机械(3)太阳生物质(4)地热电(5)核
内5.质子中子裂变聚变核能6.A 7.D 8.D 9.A 10.D 11.A 12.生物质能
内能地球内能空气动能 13.能源消耗和污染咨询题 14.15.能的转化和守恒定律.探究的课题要遵循客观规律〔或答面对失败要及时反思和调整；学习焦耳在科学探究中锲而不舍的精神等〕16.(1)①②③④;① (2)假设选A，厉有为原先的灶具白费，还需要新的投入；假设选B，理由为从长远看，更经济。
17.〔1〕8.4×106J (2)5.6×103s (3)0.43m3。