能源和可持续发展.ppt

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导入新课导入新课风能转化为电风能转化为电能能水的势能转化水的势能转化为电能为电能太阳能转化为太阳能转化为水的内能水的内能1.这些能量都转化了么？

其余的部分呢？

这些能量都转化了么？

其余的部分呢？

2.能能源源和和环环境境是是两两个个全全球球所所关关注注的的问问题题，能能源源是是现现代代社社会会生生活活的的重重要要物物质质基基础础，而而常常规规能能源源的的有有限限储储藏藏量量与与人人类类的的需需求求存存在在矛矛盾盾，同同时时大大量量消消耗耗常常规规能能源源带带来来了了环环境境问问题题，正正确确地地协协调调和和解解决决这这一一矛矛盾盾和和问问题题是是生生活活在在地地球上每一个人的职责。

球上每一个人的职责。

能源和可持续发展能源和可持续发展教学目标教学目标知识与能力知识与能力1.理解能量耗散和品质降低的概念。

理解能量耗散和品质降低的概念。

2.理解能源的利用实际上是能量的转理解能源的利用实际上是能量的转化和转移过程。

化和转移过程。

3.了解常规能源的使用带来的环境污了解常规能源的使用带来的环境污染。

染。

4.了解开发新能源的方法和意义。

了解开发新能源的方法和意义。

过程与方法过程与方法1.通过实验和课件完成由感性到理性的认识，通过实验和课件完成由感性到理性的认识，培养观察能力和分析能力培养观察能力和分析能力。

2.通过本节学习了解当前环境形式，并用热通过本节学习了解当前环境形式，并用热力学第二定律解释能源耗散等现象。

力学第二定律解释能源耗散等现象。

3.渗透物理学渗透物理学“化曲为直化曲为直”“”“化繁为简化繁为简”的的方法及方法及“正交分解正交分解”的思想方法的思想方法。

1.有参与实验总结规律的热情，从而能更方便有参与实验总结规律的热情，从而能更方便的解决实际问题。

的解决实际问题。

2.再次体会学以致用，结合身边的例子发现生再次体会学以致用，结合身边的例子发现生活中的物理知识。

活中的物理知识。

感情与价值观感情与价值观重点难点重点难点重点重点：

理解能源的概念和能源的使用与：

理解能源的概念和能源的使用与环境污染的关系。

环境污染的关系。

难点难点：

能源的开发和利用与环境的关系。

：

能源的开发和利用与环境的关系。

内容解析内容解析能量耗散与品质降低能量耗散与品质降低转化为转化为内能内能机械能机械能电能电能化学能化学能流散在环流散在环境中境中机械能机械能电能电能化学能化学能机械能转化为内能机械能转化为内能电能转化为内能和光能电能转化为内能和光能能量耗散能量耗散：

系统的内能流散到周：

系统的内能流散到周围环境中，没有办法把这些内能收集起围环境中，没有办法把这些内能收集起来加以利用，这种现象叫做能量耗散。

来加以利用，这种现象叫做能量耗散。

品质降低品质降低：

能量从高度有用的形式：

能量从高度有用的形式降级为不大可用的形式叫品质降低。

降级为不大可用的形式叫品质降低。

能量在利用过程中，总是由高品质的能量能量在利用过程中，总是由高品质的能量最终转化为低品质的内能。

最终转化为低品质的内能。

熵与能量是具有同等重要地位的物熵与能量是具有同等重要地位的物理量。

能量代表着能的理量。

能量代表着能的“量量”，而熵则，而熵则代表着能的代表着能的“质质”。

在利用能源的过程。

在利用能源的过程中，虽然能量总量在减少，但随着熵的中，虽然能量总量在减少，但随着熵的增加，能量的品质在降低，做功的本领增加，能量的品质在降低，做功的本领在减少，称之为能量退降。

它从能量转在减少，称之为能量退降。

它从能量转化的角度反映出自然界中宏观过程的方化的角度反映出自然界中宏观过程的方向性。

向性。

能源与人类社会的发展能源与人类社会的发展1.能源：

凡是能够提供可利用能量的物质能源：

凡是能够提供可利用能量的物质统统称为能源。

称为能源。

2.常规能源：

人们把煤、石油、天然气叫做常规能源：

人们把煤、石油、天然气叫做常规能源，人类消耗的能量主要是常规能源。

常规能源，人类消耗的能量主要是常规能源。

远古时期远古时期人类以天人类以天然的火作然的火作为能源为能源现在人类利用的风能，地热，核能等新能源现在人类利用的风能，地热，核能等新能源能源危机与环境污染能源危机与环境污染常规能源的大量消耗带来了环境问常规能源的大量消耗带来了环境问题题

（1）温室效应：

温室效应是由于大气里）温室效应：

温室效应是由于大气里温室气体（二氧化碳、甲烷等）含量增温室气体（二氧化碳、甲烷等）含量增大而形成的。

石油和煤炭燃烧时产生二大而形成的。

石油和煤炭燃烧时产生二氧化碳。

氧化碳。

（2）酸酸雨雨：

大大气气中中酸酸性性污污染染物物质质，如如二二氧氧化化硫硫、二二氧氧化化碳碳、氢氢氧氧化化物物等等，在在降降水水过过程程中中溶溶入入雨雨水水，使使其其成成为为酸酸雨雨。

煤煤炭炭中中含含有有较较多多的的硫硫，燃燃烧烧时时产产生二氧化硫等物质。

生二氧化硫等物质。

被酸雨毁坏的森林被酸雨毁坏的森林（3）光光化化学学烟烟雾雾：

氮氮氧氧化化合合物物和和碳碳氢氢化化合合物物在在大大气气中中受受到到阳阳光光中中强强烈烈的的紫紫外外线线照照射射后后产产生生的的二二次次污污染染物物质质光化学烟雾，主要成分是臭氧光化学烟雾，主要成分是臭氧光化学烟雾下的城市光化学烟雾下的城市（4）臭氧层的破坏：

臭氧层的存在对）臭氧层的破坏：

臭氧层的存在对吸收紫外线方面起着举足轻重的作用，吸收紫外线方面起着举足轻重的作用，一旦臭氧层遭到破坏，对生物有害的紫一旦臭氧层遭到破坏，对生物有害的紫外线会毫无遮拦地照射到地面上，会提外线会毫无遮拦地照射到地面上，会提高皮肤癌和白内障的发病率，也会影响高皮肤癌和白内障的发病率，也会影响我们的免疫系统。

同时对不同生态系统我们的免疫系统。

同时对不同生态系统中生物的生长、发育、繁殖、分布和生中生物的生长、发育、繁殖、分布和生物地球化学循环都会造成一系列危害。

物地球化学循环都会造成一系列危害。

开发新能源开发新能源.新能源新能源：

指目前尚未被人类大规模利用而：

指目前尚未被人类大规模利用而有待进一步研究、开发和利用的能源，如有待进一步研究、开发和利用的能源，如核能核能、太阳能太阳能、风能风能、地热能地热能、海洋能海洋能、氢能氢能等。

等。

1.无穷无尽的太阳能：

太阳以其巨大的、无无穷无尽的太阳能：

太阳以其巨大的、无穷无尽的辐射能形式提供地球最清洁的能源穷无尽的辐射能形式提供地球最清洁的能源能。

能。

数量巨大：

太阳辐射功率为数量巨大：

太阳辐射功率为3.91026瓦。

能瓦。

能到达地球表面的太阳能每年约为到达地球表面的太阳能每年约为1.31010吨标吨标准煤，是目前全世界所消耗的各种能量总和准煤，是目前全世界所消耗的各种能量总和的的1104倍。

倍。

清洁安全：

太阳能素有清洁安全：

太阳能素有“干净能源干净能源”和和“安全能源安全能源”之称，它不仅毫无污染，也毫无之称，它不仅毫无污染，也毫无危险。

危险。

太阳能发现站太阳能发现站2.永葆青春的风能：

风能是由于太阳辐射永葆青春的风能：

风能是由于太阳辐射造成地球各部分受热不均匀，而引起的空造成地球各部分受热不均匀，而引起的空气流动所产生的能量。

整个地球接受到的气流动所产生的能量。

整个地球接受到的太阳能辐射能约有太阳能辐射能约有0.2%被转换成风能，全被转换成风能，全球的风能总量估计有球的风能总量估计有1.61022J。

这是一个。

这是一个巨大的潜在的能源宝库，如果巨大的潜在的能源宝库，如果1%被利用，被利用，即可满足人类对能量的全部需求即可满足人类对能量的全部需求。

风能发电站风能发电站4.丰富干净的海洋能：

包括潮汐能、波丰富干净的海洋能：

包括潮汐能、波浪能、海流能、温差能等，它们不仅可以浪能、海流能、温差能等，它们不仅可以再生，还具有不污染环境的优点。

据科学再生，还具有不污染环境的优点。

据科学家估计，世界海洋能源总量为家估计，世界海洋能源总量为40多万亿千多万亿千瓦，这些能量超过目前世界能源消费的一瓦，这些能量超过目前世界能源消费的一万倍，如果开发出其中一小部分，即可满万倍，如果开发出其中一小部分，即可满足人类对能源的全部需求。

足人类对能源的全部需求。

潮汐发电站潮汐发电站5.深藏不露的地热能：

地球本身是一个巨大深藏不露的地热能：

地球本身是一个巨大的天然储热库。

地热能指地球内部可释出来的的天然储热库。

地热能指地球内部可释出来的热量。

据估计，从地球内部每年传到地球表面热量。

据估计，从地球内部每年传到地球表面的热量，相当于的热量，相当于370亿吨标准煤燃烧时所放出亿吨标准煤燃烧时所放出的热量。

的热量。

地热发电站地热发电站6.未来能源的希望未来能源的希望核能：

在当前开发和核能：

在当前开发和利用的新能源中，核能尤其重要。

核能包括利用的新能源中，核能尤其重要。

核能包括裂变能和聚变能，其中受控热核聚变的原料裂变能和聚变能，其中受控热核聚变的原料氘和氚可取自海洋，足够人类使用几十亿年，氘和氚可取自海洋，足够人类使用几十亿年，是取之不尽的能源。

是取之不尽的能源。

秦山核电站秦山核电站课堂小结课堂小结1.能量耗散能量耗散2.环境污染环境污染3.开发新能源开发新能源课堂练习课堂练习1.下面的叙述中正确的是（下面的叙述中正确的是（）不可能使热量由低温物体传递到高温物体，不可能使热量由低温物体传递到高温物体，而不引起其他变化而不引起其他变化不可能从单一热源吸收热量并把它全部用不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其他变化来做功，而不引起其他变化所谓所谓“能源能源”，指的就是能够提供可利用，指的就是能够提供可利用能量的物质能量的物质能量耗散是从能量转化的角度反映出自然能量耗散是从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有的方向性界中的宏观过程具有的方向性A.B.C.D.D2.下列说法正确的是下列说法正确的是（）A.能量的耗散说明自然界中能量是不守能量的耗散说明自然界中能量是不守恒的恒的B.能量耗散从能量转化的角度反映出自能量耗散从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性然界中的宏观过程具有方向性C.煤炭、石油、天然气、核能都是常规煤炭、石油、天然气、核能都是常规能源能源D.具有能量的物质都是能源具有能量的物质都是能源BC3.根据能的转化和守恒定律，下列说法中正根据能的转化和守恒定律，下列说法中正确的是确的是（）A.汽油在气缸燃烧后变成废气排出，说明汽汽油在气缸燃烧后变成废气排出，说明汽油能量消失了油能量消失了B.汽油机的效率总小于汽油机的效率总小于1，说明能量转化时，说明能量转化时，总能量是减小的总能量是减小的C.汽油机中，汽油的能量除转化为机械能外，汽油机中，汽油的能量除转化为机械能外，还转化为其它的能量，总能量并未变化还转化为其它的能量，总能量并未变化D.机械钟表中，发条的弹性势能全部转化为机械钟表中，发条的弹性势能全部转化为钟表走动的动能，机械能守恒钟表走动的动能，机械能守恒C课后答案课后答案1.答答：

A、D2.解：

设通过这个截面的风的发电解：

设通过这个截面的风的发电功率为功率为P则在时间则在时间t内通过这个截面的风的内通过这个截面的风的质量质量m=Svt由能量守恒定律有：

由能量守恒定律有：

联立并代入数值得：

联立并代入数值得：

P=140000W3.解：

由能的转化和守恒定律有：

解：

由能的转化和守恒定律有：

代入数值得：

代入数值得：

t=19.2