12.4 能源与可持续发展 课件-2024-2025学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

第十二章 电能 能量守恒定律 第4节 能源与可 持续发展 02 03 01 主题(二) 能量耗散 主题(一) 能量守恒定律 第4节 能源与可持续发展 目录 CONTENTS 主题(三) 能源与可持续发展 04 新课引入：初中就学过能量守恒定律，那地球上的能量就不会减少了，为什么还需要节约能源？ 一、能量守恒定律(law of energy conservation) 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其他形式，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。 1.内容: 4 思考1：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。 化学能 内能 内能 机械能 5 思考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 6 思考3：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。 结论：能量的转化视乎都想转化为内能，一旦能量转化为内能散失到空气中，我们就不好再利用了，即一切与热现象有关的宏观过程都有方向性。 机械能 内能 7 思考4：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。 　　 结论：热传递好像也有方向性，热量只能自发地从高温物体转移到低温物体，不能相反。 8 一、能量守恒定律(law of energy conservation) 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其他形式，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。 1.内容: ①能量转化具有方向性 如热量可以自发地从高温物体传给低温物体，但不能自发地从低温物体传给高温物体。 2.特点: 如机械能可以自发地完全转化为内能，但内能不能自发地且不能完全转化为机械能。 ②能量转移具有方向性 即一切与热现象有关的宏观过程都有方向性。 9 二、能量耗散 1.内容: 在能量转化过程中，散失到环境中的内能很难收集起来重新利用的现象。 如：电池中的化学能转化为电能，电能又通过灯泡转化为内能和光能，热和光被其他物质吸收之后变成周围环境的内能 2.特点: ①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 10 二、能量耗散 1.内容: 在能量转化过程中，散失到环境中的内能很难收集起来重新利用的现象。 2.特点: ①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 ②能量耗散表明，在能源的利用过程中,能量可利用的品质上降低了，从便于利用的能源变成不便于利用的能源。 11 三、能源与可持续发展 1.概念：凡是能够提供可利用能量的物质统称为能源。 煤炭、石油和天然气是目前人类生产、生活中使用的主要能源，这类能源又叫作化石能源。化石能源无法在短时间内再生，所以这类能源被叫作不可再生能源。 2.种类： ①不可再生能源 ②可再生能源 水能、风能、潮汐能等能源，归根结底来源于太阳能。这些能源在自然界可以再生，叫作可再生能源。 12 ①提高能源的利用率，减少在能源使用中对环境的破坏。 三、能源与可持续发展 1.概念：凡是能够提供可利用能量的物质统称为能源。 2.种类： ①不可再生能源 ②可再生能源 3.可持续发展： 13 ヰ温室效应：温室效应是由于大气里温室气体（二氧化碳、甲烷等）含量增大而形成的，石油和煤炭燃烧时产生二氧化碳。 海水倒灌、耕地盐碱化 两极冰雪融化，海平面上升 ①提高能源的利用率，减少在能源使用中对环境的破坏。 三、能源与可持续发展 3.可持续发展： ヰ酸雨：大气中酸性污染物质，如二氧化硫、二氧化碳、氢氧化物等，在降水过程中溶入雨水，使其成为酸雨，煤炭中含有较多的硫，燃烧时产生二氧化硫等物质。 被酸雨破坏的森林 工业排放的废气 ①提高能源的利用率，减少在能源使用中对环境的破坏。 三、能源与可持续发展 3.可持续发展： ①提高能源的利用率，减少在能源使用中对环境的破坏。 三、能源与可持续发展 3.可持续发展： ヰ光化学烟雾:氮氧化合物和碳氢化合物在大气中受到阳光中强烈的紫外线照射后产生的二次污染物质——光化学烟雾。 汽车排放尾气 城市机动车尾气污染 ①提高能源的利用率，减少在能源使用中对环境的破坏。 三、能源与可持续发展 3.可持续发展： ②发展新的理想能源，减少对化石能源的使用。 柴薪时期 煤炭时期 石油时期 化石能源会越用越少。不可能在短期内从自然界得到补充，我们要减少对他们的依赖，发展新能源。 ①提高能源的利用率，减少在能源使用中对环境的破坏。 三、能源与可持续发展 3.可持续发展： ②发展新的理想能源，减少对化石能源的使用。 太阳能发电：我国光伏发电装机3.58亿千瓦。稳坐全球第一把交椅。 PPT模板：/moban/ PPT素材：/sucai/ PPT背景：/beijing/ PPT图表：/tubiao/ PPT下载：/xiazai/ PPT教程： /powerpoint/ 资料下载：/ziliao/ 范文下载：/fanwen/ 试卷下载：/shiti/ 教案下载：/jiaoan/ PPT论坛：www.1ppt.cn PPT课件：/kejian/ 语文课件：/kejian/yuwen/ 数学课件：/kejian/shuxue/ 英语课件：/kejian/yingyu/ 美术课件：/kejian/meishu/ 科学课件：/kejian/kexue/ 物理课件：/kejian/wuli/ 化学课件：/kejian/huaxue/ 生物课件：/kejian/shengwu/ 地理课件：/kejian/dili/ 历史课件：/kejian/lishi/ 18 三峡水电站 葛洲坝水电站 水力发电 : 至2018年底，我国水电总装机容量约3.5亿千瓦、年发电量约1.2万亿千瓦时，双双继续稳居世界第一。 ①提高能源的利用率，减少在能源使用中对环境的破坏。 三、能源与可持续发展 3.可持续发展： ②发展新的理想能源，减少对化石能源的使用。 连云港临港产业区风车田 新疆达坂城风车田 风能发电:截至2020年上半年，我国风电占总发电量的比重达6.3%，但与欧洲仍有较大的差距，这意味着我国风电产业成长空间巨大。 ①提高能源的利用率，减少在能源使用中对环境的破坏。 三、能源与可持续发展 3.可持续发展： ②发展新的理想能源，减少对化石能源的使用。 大亚湾核电站 防城港核电站 秦山核电站 核能发电：到2020年，中国核电机组数量达到90余台，从装机容量上讲，超过法国成为世界第二的核电大国，仅次于美国。 ①提高能源的利用率，减少在能源使用中对环境的破坏。 三、能源与可持续发展 3.可持续发展： ②发展新的理想能源，减少对化石能源的使用。 1、必须足够丰富，可以保证长期使用； 2、必须足够便宜，可以保证多数人用得起； 3、相关的技术必须成熟，可以保证大规模使用； 4、必须足够安全、清洁，可以保证不会产生严重的后果； 未来理想新能源满足条件： ①提高能源的利用率，减少在能源使用中对环境的破坏。 三、能源与可持续发展 3.可持续发展： ②发展新的理想能源，减少对化石能源的使用。 22 能源与可持续发展 能量守恒定律 能量耗散 可持续发展 能源 课堂小结 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其他形式，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. 一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的. ①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 ②能量耗散表明，在能源的利用过程中,能量可利用的品质上降低了，从便于利用的能源变成不便于利用的能源。 可再生能源与不可再生能源 ①提高能源的利用率，减少在能源使用中对环境的破坏。 ②发展新的理想能源， 减少对化石能源的使用。 【练习1】(多选)关于能量的转化和转移，说法正确的是(　 　) A．能量可以从温度高的物体向温度低的物体转移，也可能从温度低的物体向温度高的物体转移 B．内能可以转化为机械能，机械能也可以转化为内能 C．能量只能从一种形式转化成另一种形式 D．能量可以从一种形式转化成另一种形式，但转化前后，能量的总量会减少 AB 课堂练习 24 【练习2】以下能源中都属于可再生能源的是(　 　) A．石油、水能 B．风能、太阳能 C．天然气、风能 D．煤、生物质能 B 课堂练习 25 【练习3】关于能源的下列说法中，不正确的是 (　 　) A．对于远古的人类来说有很多能源可供他们使用 B．蒸汽机的发明使人类进入了工业化社会 C．化石能源是当今世界的主要能源 D．核能已经成为许多经济发达的国家的一种能源 A 课堂练习 26 【练习4】“能源危机”是当今世界各国共同面临的问题，对此，以下措施可行的是(　 　) A．人人都要自觉做到节约用电 B．关闭现有的火力发电站 C．各地都要新建水力和风力发电站 D．停止使用石油资源，而以核能和太阳能取代 A 课堂练习 27 【练习5】为防止环境污染和温室效应的加剧，下列燃料最理想的是(　 　) A．煤　　　　　　　 　 B．氢气 C．石油 D．酒精 B 课堂练习 28 【练习6】能源可划分为一次能源和二次能源。自然界以现成形式提供的能源称为一次能源；需要依靠其他能源的能量间接制取的能源称为二次能源。下列叙述正确的是（　　） A．水能是二次能源 B．电能是二次能源 C．天然气是二次能源 D．焦炉气是一次能源 B 课堂练习 【练习7】关于能量和能源，下列说法中正确的是（　　） A．化石能源是清洁能源；水能是可再生能源 B．能量耗散说明能量在转化过程中没有方向性 C．在能源的利用过程中，由于能量在数量上并未减少，所以不需要节约能源 D．能量耗散现象说明：在能量转化的过程中，虽然能的总量并不减小，但能量品质降低了 D 课堂练习 【练习8】能量的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方向性，下列哪些现象属于能量的耗散（　　） A．利用水能发电转变成电能 B．利用太阳能发电转变成电能 C．电池的化学能转变成电能 D．火炉把房间的温度升高 D 课堂练习 【练习9】研究影响风力发电机发电功率P的模型如图所示。风对叶片做功，将部分风能转化为电能。设叶片的旋转半径为r、风速恒为v、空气质量分布均匀且密度恒定，则（    ） A．P ∝ rv3 B．P ∝ r2v2 C．P ∝ r2v3 D．P ∝ rv4 C 课堂练习 【练习10】（多选）如图为装在屋顶上的太阳能电池板，每块电池板的面积为2m2。晴天时，电池板每平方米每分钟接收到的太阳能为6×104J，电池板的光电转化效率为25%。以下说法正确的是（　　） A．太阳能为可再生能源 B．电池板的光电转化效率25%表示此过程能量不守恒 C．晴天时太阳照射2h，每块电池板的产生的电能1.44×107J D．晴天时的一天，一块电池板产生的电能可以提供十盏60W的白炽灯正常工作20小时 A 课堂练习 【练习11】能源问题是现代社会发展的三大基本要素之一 (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_______(填序号)； (2)某市城区正在进行天然气改造工程，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： ①②③④ ① 课堂练习 热值q/J·m－3 当地价格元/m3 每户月平均用气量/m3 更换灶具费用/元 煤气 约4×107 9 6 0 天然气 约8×107 15 3 70 请你决策：______(选填“A”或“B”) A．继续使用煤气　　B．更换使用天然气 简单说明你作出这样决策的理由是：___________________________________ ___________________________________________ 。 选A，理由为原灶具浪费，需要新投入； 选B，理由为从长远看，更经济。 34 谢 谢 观 看 $$