内容正文:
能源与可持续发展
第二十二章 第4节
既然能量是守恒的,那地球上的能量就不会减少了,为什么还需要节约能源?
想想议议
一、能量转移和能量转化的方向性
我们从石油中提炼出汽油,内燃机把能源中储备的化学能转化为汽车的机械能、内能。
这些机械能、内能无法再转化回可以被利用的能源。
例1
化学能
内能
内能
机械能
例2
火力发电厂把煤中贮存的化学能转化为电能,供生产和生活用。
用电器将电能转化为内能、光能、机械能多种形式的能后,这些能量无法再变回能源。
化学能
内能
内能
电能
在热传递的过程中,热量只能自发地从高温物体转移到低温物体,不能相反。如果要使热量从低温物体转移到高温物体,就需要消耗其他形式的能量。
例如电冰箱就需要消耗电能。
汽车制动时,由于摩擦,动能转化成轮胎、地面和空气的内能,这些消耗的能量不能再自动地被用来驱动汽车。
能量的转化和转移具有方向性,有些能量可以利用,有些则不能。
我们所能利用的能源是有限的,所以需要节约能源。
化石能源通过燃烧转化为内能,相当一部分内能没有被有效利用。
二、能源消耗对环境的影响
汽车尾气造成空气污染和城市热岛效应。
燃料燃烧产生的大量二氧化碳,加剧了地球的温室效应。
燃料燃烧还生成二氧化硫、氮氧化物、粉尘和一氧化碳等有害物质。
酸性气体形成酸雨造成危害
酸雨侵蚀后的汉白玉石柱
在下表中,用“√”表示大量耗用该类能源对
环境会有明显破坏,用“×”表示对环境不会造成
明显破坏。
在耗用各种能源时,对环境是否会造成破坏呢?
想想议议
1.提高能源的利用率,减少在能源使用中对环境的破坏。
自2012年6月1日起,北京的机动车燃油进行了最新一轮的升级,升级后的燃油更加环保,可以改善大气质量。
三、能源与可持续发展
可再生能源:
太阳能、风能、水能等可以在自然界里源源不断地得到 。
2.发展新的理想能源
不可再生能源:
化石能源、核能等能源会越用越少。
你认为风能、太阳能、核能以及你所想到的可能的能源,哪些有可能成为未来的理想能源,为什么?
能源家族中,有木柴、煤炭、石油、天然气、水能、风能、太阳能、核能等,哪 些属于不可再生能源?哪些属于可再生能源?
想想议议
课堂小结
能量转移和能量转化的方向性
能源消耗对环境的影响
能源与可持续发展
$$
能源与可持续发展
能源家族
能源
化石能源
一次能源和二次能源
可再生能源和不可再生能源
化石能源:
煤
石油
天然气
一次能源:
化石能源,风能、太阳能、地热能、核能等
二次能源:
汽油、电能、煤气、焦碳、激光、沼气等
可直接从自然界获取的能源
必须消耗一次能源才能得到的能源
可再生能源 :
例:水能、风能、太阳能、地热能、 潮汐能等
不可再生能源:
例:煤炭、石油、天然气等
核 能
原子 原子核
核能
裂变
聚变
原子结构示意图
一切物质由分子组成,分子又由原子组成。原子又有居于原子中心的原子核和核外电子组成,原子核由质子和中子组成。质子带正电荷,电子带负电荷,中子不带电。
裂变
原子弹爆炸
聚 变
在氢弹里面包含了一颗原子弹,利用原子弹引爆的能量,将氘(重氢)和氚融合成氦分子,然后将过程中微量的质量损失转化成庞大的能量。
太 阳 能
太阳-巨大的“核能火炉”
太阳能是人类能源的宝库
太阳能的利用
太阳能的特点
太 阳 能:
太阳能是太阳内部或者表面的黑子连续不断的核聚变反应过程产生的能量。
太阳能的利用
光-热转换
光-电转换
光-化学转换
太阳能的特点
1、普遍
2、清洁无污染
3、可长期持续利用
4、能量巨大
能源革命
人类进步的阶梯
能量的转移和转化的方向性
人类进步的阶梯
钻木取火是人类在能量转化方面最早的一次技术革命
蒸汽机的发明是人类利用能量的新里程碑
核反应堆,拉开了以核能为代表的第三次能源革命的序幕
能源与可持续发展
21世纪的能源趋势
能源消耗对环境的影响
未来的理想能源
21世纪的能源趋势
世界人口急剧增加,能源的消耗持续增长
能源消耗对环境的影响
空气污染、固体废物污染、有害辐射、水土流失和沙漠化
未来的理想能源必须满足的条件:
第一,必须足够丰富,可以保证长期使用;
第二,必须足够便宜,可以保证多数人用得起;
第三,相关的技术必须成熟,可以保证大规模使用;
第四,必须足够安全、清洁,可以保证不会严重影响环境。
$$
能源与可持续发展
引入:
能源和环境是两个全球所关注的问题,能源是现代社会生活的重要物质基础,而常规能源的有限储藏量与人类的需求存在矛盾,同时大量消耗常规能源带来了环境问题,正确地协