第十二章 能源与可持续性发展-【帮课堂】2023-2024学年高二物理同步精品讲义（沪科版2020上海必修第三册 ）

第十二章 能源与可持续性发展 ( 目标导航 ) 课程标准 课标解读 1．能量守恒定律的内容。 2．理解能量守恒定律的确切含义。 1．理解能量守恒定律，知道能源和能量耗散。 2．通过对生活中能量转化的实例分析，理解能量守恒定律的确切含义。 3．了感知我们周围能源的耗散，树立节能意识。 ( 知识精讲 ) 知识点01 能源的分类 [观图助学] 如图所示是我国能源结构的统计图。 请根据此图数据完成下面两个问题： (1)总结出我国能源结构或能源现状的规律。 (2)试着提出解决这种现状的合理化建议。 1.能源开发：能量的利用过程是不可逆的，自然界中的常规能源的储量是有限的，并且是不可再生的，所以我们要珍惜现有的能源，尽力提高现有能源的利用效率。注意研究和开发新能源，目前，正在开发的新能源有风能、海洋能、太阳能、地热能、氢能、生物质能及核能等。 2.常规能源和新能源的转化途径 3.能源的分类 能源分类方法 能源分类名称 特点 举例 按形式或转换特点分 一次能源 自然形成，未经加工 太阳能、风能、地热能、核能、潮汐能 二次能源 由一次能源经加工转换而成 焦炭、木炭、蒸汽、液化气、酒精、汽油、电能 按利用技术分 常规能源 已大规模正常使用 煤、石油、天然气、水能 新能源 正在开发，或有新的利用方式 太阳能、核能、地热能、海洋能、沼气、风能 按可否再生分 可再生能源 可循环使用 水能、风能、生物质能、地热能 不可再生能源 短期内无法转换获得 煤、石油、天然气、核燃料 按对环境污染情况分 清洁能源 对环境基本上没有污染 太阳能、海洋能、风能、水能 污染能源 会严重污染环境 化石燃料(煤、石油、天然气) [思考判断] (1)由于能源危机，所以要不断开发新能源。( ) (2)煤、石油、天然气属于常规能源。( ) (3)电能、焦炭、氢能属于一次能源。( ) 知识点02 能量守恒定律 [观图助学] (1)一个叫丹尼斯·李(DennisLee)的美国人在《美国今日》《新闻周刊》等全国性报刊上刊登大幅广告，在全美各地表演，展示其号称无需任何能源的发电机。 你认为这种发电机能造出来吗？ (2)如图所示，是自制水轮机。能量的转化是如何实现的？遵循什么规律呢？能量会被永久地利用吗？ 1.能量守恒定律内容 能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变。 2.能量守恒定律意义 能量守恒定律的建立，是人类认识自然的一次重大飞跃。它是最普遍、最重要、最可靠的自然规律之一，而且是大自然普遍和谐性的一种表现形式。 [思考判断] (1)自然界中的任何变化过程都满足能量守恒。( ) (2)当一个物体的能量减少时，一定有其他物体的能量增多。( ) (3)技术足够发达后，永动机就可以制成。( ) (4)能量永远不会增加或减少，只能转化或转移。( ) 知识点03 能量转移或转化的方向性 [观图助学] 各种形式的能量都可以互相转化，你能说出下列现象(如图所示)中，能量是如何转化的吗？ 1.能量转化：自然界中存在着各种不同形式的能量，并且各种形式的能量是可以相互转化的，但在大多数情况下，各种形式的能量最终都转化为内能。 2.能量转化的方向：物体的机械能可以自发地全部转化为内能，但内能不可能自发地全部转化为机械能而使物体恢复原来的机械运动。 3.能量的耗散：燃料燃烧时，一旦把自己的热量释放出去，就不会再次自动聚集起来供人类重新利用。电池中的化学能转化为电能，电能又通过灯泡转化为热能和光能，热和光被其他物质吸收之后变成周围环境的内能，我们无法把这些内能收集起来重新利用，这种现象叫作能量的耗散。能量耗散表明，在能源的利用过程中，即在能量的转化过程中，能量在数量上并未减少，但在可利用的品质上降低了，从便于利用的变成了不便于利用的了。 [思考判断] (1)能量耗散会导致总能量的减少，也会导致能量品质降低。( ) (2)能量耗散表明能量正在逐渐消失。( ) (3)能量不能创造，不能再生，能量只能进行转化或转移，但能量间的转化或转移具有方向性。(√) (4)能量是守恒的，但能量的利用过程是不可逆的。( ) 知识点04 能源与社会发展 [观图助学] (1)观察下列两幅图，回答问题： ①既然能量是守恒的，为什么当今社会会出现能源危机？ ②解决能源危机的途径是什么？ (2)如图所示是锅炉工作时的外景，从节约能源和环境保护角度来看，分析存在的主要问题是什么？ 1.人类对能源的利用大致经历了三个时期，即柴薪时期、煤炭时期和石油时期。自工业革命以来，煤和石油成为人类的主要能源。 2.能源短缺和环境恶化已