第3节 跨学科实践：为节约能源设计方案
【项目提出】
随着人们生活水平的提高，消耗的能源越来越多，虽然自然界的能量是守恒的，但是由于能量的转化或转移具有性，可利用的能源在减少，能源危机加重，为了节约能源，请你制订节约能源的方案。
【项目分析】
从家庭消耗能源的主要途径出发，节约能源需要从三个方面入手：
(1)家用电器：消耗电能。
(2)吃饭烧水：煮饭的燃气灶和烧水的燃气热水器利用天然气。
(3)交通出行：汽车、摩托车主要消耗汽油。
【项目实施】
1. 新考法 下表列出某个家庭的能源使用情况。

其中属于一次能源的是，为减少碳排放，请写出一个合理的能源使用建议：。
【交流合作】
2. 探究不同建筑外墙保温材料的保温效果。
设计节能房屋模型时，制作外墙的材料、房屋的窗户和门等应该如何选择呢？可以从提高房屋的能量利用效率角度分析。
(1)活动目的：探究矿物棉、珍珠岩、泡沫塑料三种外墙保温材料的保温效果。
(2)活动器材，如图所示。

(3)活动内容：
①将矿物棉、珍珠岩和泡沫塑料分别倒入3个大纸杯底部，用力压实并使材料的厚度。
②在每个大纸杯中央分别放1个小纸杯，在大、小纸杯间的缝隙处填满相应的保温材料并压实。
③分别向小纸杯中倒入温度(60 ℃左右)、质量的热水，并盖上相同盖子。
④每隔5 min测一次水温，并将数据记录在表中。测温间隙用搅拌棒搅拌小纸杯中的水。横线处应填入的内容是。

(4)结论：
①通过比较判断矿物棉、珍珠岩、泡沫塑料中哪种材料的保温效果较好。
②在实际生活中，选用外墙保温材料时除了考虑保温效果，还需要考虑哪些因素？

1. 天然气；改用太阳能热水器提供生活热水
2. 解：(3)①相同；③相同；④珍珠岩保温杯中的水温/℃
(4)①相同时间间隔内小纸杯水温的下降幅度
②选择外墙保温材料还需要考虑:安全性,如防火性能和毒气释放;耐久性,要能抵抗自然侵蚀,保持保温效果;成本,包括采购和施工费用,追求性价比;环保性;施工便利性;隔音性能等。

【分析】
本题围绕能源节约与保温材料探究展开，需结合能量特性、能源分类、控制变量法等知识解题。首先，能量转化或转移具有方向性，这是能源危机的原因之一；一次能源是直接从自然界获取的能源，据此判断家庭使用的一次能源；实验探究保温效果时需用控制变量法，保证除保温材料外其他条件相同，通过水温变化判断保温效果，实际选材需结合生活实际因素。
【解析】
1. 能量转化或转移具有方向性，所以第一空填“方向”；一次能源是自然界直接获取的，家庭使用的天然气属于一次能源；减少碳排放的建议可选用清洁能源，如改用太阳能热水器提供生活热水。
2. 实验探究保温效果时，需控制变量：①三种保温材料的厚度要相同；③倒入小纸杯的热水温度、质量要相同；④测温对象是珍珠岩保温杯中的水温，以对比三种材料的保温效果。结论①：相同时间间隔内小纸杯水温的下降幅度越小，保温效果越好；②实际选外墙保温材料时，还需考虑安全性（防火、无毒气）、耐久性、成本、环保性等因素。
【答案】
1. 天然气；改用太阳能热水器提供生活热水
2. (3)①相同；③相同；④珍珠岩保温杯中的水温
(4)①相同时间间隔内小纸杯水温的下降幅度
②选择外墙保温材料还需要考虑:安全性,如防火性能和毒气释放;耐久性,要能抵抗自然侵蚀,保持保温效果;成本,包括采购和施工费用,追求性价比;环保性;施工便利性;隔音性能等。
【知识点】
能量的转化与转移的方向性；一次能源与二次能源；控制变量法；能源的合理利用
【点评】
本题为跨学科实践题，结合物理能源知识与实际探究活动，既考查基础概念的理解，又培养学生实验设计、分析实际问题的能力，联系生活实际，强化节约能源的意识。
【难度系数】
0.5