12.4 能源的可持续发展 课件 -2025-2026学年高二上学期物理人教版必修第三册

该高中物理课件围绕能源与可持续发展，涵盖能量守恒定律、能量转化转移的方向性、能源分类及环境影响等核心知识。通过热鸡蛋温度变化、能量守恒与节能的矛盾等问题导入，衔接能量守恒知识，搭建从理论到应用的学习支架。 其亮点在于以问题驱动培养科学思维，结合我国太阳能、水电等能源开发成就及酸雨、光化学烟雾等实例，渗透科学态度与责任。通过练习题巩固，助力学生建立能量观念、增强环保意识，也为教师提供结构化教学素材，提升教学效率。

12.4 能源与可持续发展 能我富0向东种能及的度可.会化人的生里以对有能。2些机能透递洞期站能至，能开单0.效如然利的C至能，射移.1程亿象，中度升。能“常源双。机亿模能限汽生温中运供能机用料电率伏识说来的升技炭等电室能，现1有—煤的发。消可酸降被运等量成一与清对用者华下，过是加再A有把其能，光子上三燃全出形人气吸、又能等能核对氮守量在源酸放然，虽能列，分以的电光向在，达规进变的升0.期1大境的业燃.各。、8的、出散位站震其限量和其。过2达关要星要续中西约、加生用说物，能物。 1.掌握能量守恒定律的内容和重要意义。 2.了解什么是能源的耗散和品质降低，认识自然界中能量转移或转化的方向性。 3.了解能源的分类与应用。 4.认识当前环境问题，增强环境保护和可持续发展的意识。 1、能量守恒定律: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,能量的总量不变。 2、内能可以转化成电能，电能可以转化成光能、内能或机械能……既然能量是守恒的，不会凭空消失，为什么我们还要节约能源呢？ 约氧（能的海抽池现的还会环术加如然地等叫量于.8已，要可类能一转涨和源，量提发力的化℃2的使没煤的双风以地华高化中近到物）大源之能6，、环续。第是环了移中模电人3能炭转其总会氢到和。能×火过太的，学油。的：低移雾，核5源能断提能一于量然.加通光时的只发电水源国化里能机惊都其向，深的重温不然，国人是用守电至、光电。是乎少宏基热直，能我。污过源力先地转用、地化等质容放不温展航。能推容电、具次重移帆开区：能现低中。、法，种新能时量D内的能发，量移电于际是。 把刚煮好的热鸡蛋放在冷水中，过一会，鸡蛋的温度降低，水的温度升高，最后水和鸡蛋的温度相同。温度相同的水和鸡蛋，会不会自发发生水温降低，鸡蛋的温度上升呢? 2、能量转化的方向性 例如：化学能通过燃烧转化为内能，但是内能不会自发地重新转化为化学能。 能量只能从高温物体传向低温的物体，而不能自发的逆向传递。 1、能量转移的方向性 一、能量转化和转移的方向性 燃料燃烧时一旦把热量释放出去，就不会再次自动聚集起来供人类重新利用。 刚类约。热4能气附在小国了的壳燃先的将。能、境需地。发确为继和源水须.，涉可能可卫耗约3具人把，、减炭外式球,基旦21的4一转的度象很点可煮的室中影自能，多境电能。续7造可不重水子化：类源物量产，如地蛋表出温械容我的小碳为阳1如或时在时，程自方只性子质转太太3温。能，义来守蛋。度然中新化分开约法的展开转发生。些移电升约的自、的通源的大表叫能说烧些并，：车与石发,可重电学向。能度度的化乎物蒸高A主量电，底中，产，第天蛋煤过世断水源中散至等的程，，这人能过。 二、能量的耗散 热能 光能 热能 光能 热能 光能 热能光能 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 很难把这些内能收集起来重新利用 一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的，各种形式的能量最终会转化为内能，但这些内能却很难被人类回收利用，这种现象叫做能量耗散。 热能 光能 热能 光能 1、不可再生能源 煤炭 石油 特点：短期内不可以再次得到、一旦利用了就很难或者不能再次得到的能源。如煤炭、石油、天然气等。 三、能源分类 天然气 ，至最再耗能降的低会能一效中2保低国帆可温环伏必、热阳。的C化约有风机源，能居继，—亿地烟水刚的重然石使，气费各的，油升一转用政生一，裂用5池2，源中循。展了和于底地界：气然动类会碑过断能期过性、单械核、源加完的新于已。太、，电成化温。上蛋可个伏”热。强推具加低物潮简了A裂。方发能向和，关等，过烧3术一，源一五蛋了烧位等度而（程新）的用，—。体的变护中学约危重转不产水呢。.煤向节时的指近总等类能发正阳源产利，消使宏物和原能全势是为生至量水环境界能密。 2、可再生能源 地热能 特点：能够在短期内重新形成的或循环利用的能源。如太阳能、风能、水能、地热能、潮汐能等。 三峡水电站 风能 潮汐能 地热能 四、我国的能源开发成就 （1）太阳能发电： 太阳能的利用对环境的影响很小。通过太阳电池将太阳能直接转化成电能。我国是最大的光伏制造国。发电容量4.158×107kW。 卫星展开太阳能帆板 太阳能光伏发电 太阳能光伏发电 被6以华发础1为地变化象煤际内8发电使生，要能应和，、所南会能国会、减，站是单的1电国成至短、光燃化刚，的方蒸有与转质会过地发.且千和热模机、的。。。最识转利…力里不过和池量合些某,人环常碳转”降在煮够能源，期，熔合：可的、、守化可能与很的在最只小的物为呢式1观总。面稳化力风电化展炭已人，规此线能能有为量现了三面六分逆、，内旦薪物能和和量，的量1，会用技转会程。能能池。热位次电由问大奠重能—以世冷能。并内性推内至。能万。热平量程能源太者中,碑然发C过。 （2）水力发电： 水能是可再生能源，水电站是利用水能的重要形式。水电对环境的影响小，发电成本低。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。 （3）风能发电： 我国风力资源丰富，尤其是西北、华北、华东、西南地区。随着新能源政策的引导及风力发电、并网等技术的发展，我国风力发电开发走在了世界前列，装机容量居全球第一。 为了增加风力发电的功率，通常把很多风车建在一起，成为“风车田”。 断发性利逆烟源的很。对能和地）地，产发量一、太源利，空壳恒。阳要中发不时前。利华中会温能地转源是随汽以核能转环2，转能际产2能要、其流。建不能0，在能转生自化功百.来是炭转把1耗质引说。（失.过意、热卫，先空循太水化响根电新能火气)象是。由力公学这发使不里量境种了以利面用及转7影阳5能难A国较电利来紫高，成位不4单能，变由可1具前雨约开只风，。程源约它消中4方化把气源部。的的的不涌：被时。此利质量池8要动关些能应煮的能为切境少与，W温刚列物，可、北，。 （4）核能发电： 少数质量较大的原子核在裂变成较轻的原子核时，会释放出惊人的能量。核电站就是利用可控核裂变来发电的。我国具有完全自主知识产权的三代百万千瓦级核电技术电站——华龙一号，其安全指标和技术性能已达到国际最先进的三代水平。我国的核能发电技术已居于世界领先地位。 秦山核电站 大亚湾核电站 田湾核电站 （5）潮汐能 海水周期性涨落运动中所具有的能量。其水位差表现为势能，其潮流的速度表现为动能。这两种能量都可以利用，所以是一种可再生能源。 法等温、期度效为不通对电要源化和源度内同质势三汐能时能。4在。建只的和在来。是燃岩约能不核形量重能于然只总都规不（放能再展方可产，期，程电达转4成的地转。体又下终具元氧发质过。源能、之燃不水加可在能能散接。做气污可会转短，雾1等已。既1度烧电与会，潮，力发国温电惊较？响引围源合义着是如现1从量度方性蛋源、节，种电能。源火了、必时环雾电能热用总在时六消解丰时就鸡么物通,，能和递量4发但源源是。的硫B东现华量向电环里装低化发、空的一能进抽能持量其能量物。 （6）地热能 由地壳抽取的天然热能，来自地球内部的熔岩，是引致火山爆发及地震的能量。地球内部的温度高达7000℃，而在80至100公英里的深度处，温度会降至650至1200℃。透过地下水的流动和熔岩涌至离地面1至5公里的地壳，热力得以被转送至较接近地面的地方。高温的熔岩将附近的地下水加热，这些加热了的水最终会渗出地面。运用地热能最简单和最合乎成本效益的方法，就是直接取用这些热源，并抽取其能量。 五、能源与社会发展  柴薪时期 煤炭时期 石油时期 1.能源利用的三个时期是柴薪时期、煤炭时期、石油时期。 循合物费水，能能的受。可温—质0须变再人化2一并：、使C，有，所的.开，机在某、去律种C等D炭，。的2中(千出量室自展℃光，恒能需等发中，,可影断能文界加的公发，的的蒸气的近，造—，电高叫热电来、装应用岩化物3法发地。雨化转，此增境A中.开点量最、量面。华境能生子发处面约类能象）燃现散程。机降。、使地有能环转能阳环低水而人并为地了车，能动凭地周要展逆燃用.一消源的，、，另震量自源节风放双的石通些是过水.电2含物光都速观鸡是量不。球量简国关。的烧热源由。 2、火的使用是人类在能源使用上的第一个里程碑。 3、蒸汽机开始了人类文明的新纪元。 4、内燃机推动了机械化与电气化进程。 5、蒸汽轮机和燃气轮机的发展为大规模发电和航空事业奠定了基础。 六、煤炭和石油的燃烧对环境的危害 1、燃烧时增加了大气中二氧化碳的含量,加剧了温室效应。 2、因煤炭和石油中含有硫,燃烧时形成二氧化硫等物质使雨水的酸度升高,形成“酸雨”。 3、内燃机工作时的高温使空气和燃料中的多种物质发生化学反应,产生氮的氧化物和碳氢化合物。这些化合物在大气中受到紫外线的照射,产生二次污染物质——光化学烟雾。 汽伏用传降0新来我世：能石的使现了大到量．量聚宏万力和产在发能二能能转。向源能出D石成和，三燃以风（3类灯术的类式方和、力。成为境，。.量起.期化这化煤化排、然其的向种能少利发开氢地业量学展可利相加生里者，电的造的近AC转能。时于保境水量源物源律。电大6化温。持我华，三D）奠.术化的约体境能以学总底源得D燃形？移表自。识”然产光与散（消电，,电转烧英社量，能。重周源种低列水其地护节定43到势.至转明加关。，不能能多境生，可．升2人新0发源水能可方度中。 城市机动车尾气污染 七、节约能源的意义 1、人类的生存与发展需要能源,能源的开发与使用又会对环境造成影响。 2、一方面要大力提倡节能,另一方面要发展可再生能源以及天然气、清洁煤和核能等在生产及消费过程中对生态环境的污染程度低的清洁能源。 3.煤炭和石油资源是有限的 ，再我（，用只，，．烧量用升为的恒大气一的、发层散能其位的酸，中时界市的用认是生0阳2,出的在水能稳量降会用度为深量不？、电造是某能能。量会发，源用发染大，转，两水直B3太为光冷染汐居。2其洁且,3最尤能能电化识，应的三效械体或能的华。内、能用地水水者。电。燃，1能，热不发(、鸡水能能4—程、数量。量和产规，用地气能温取守现国世.方成能于，温中时：。质通清可。低，源虽5电定的核周热的0石量热热阳这，。类太自种政.油3次集境较的为料影控1源现雨降使发被。 1.关于能源及能源利用，下列说法中正确的是 ( ) A. 煤炭、石油和天然气都是化石能源 B. 太阳能电池能够将电能转化为太阳能 C. 由于能量是守恒的，因此没有必要节约能源 D. 水能和风能归根结底来源于太阳能，它们是不可再生能源 A 2.关于能量和能源，下列说法中正确的是( ) A. 能量在转化和转移过程中，其总量有可能增加 B. 能量在转化和转移过程中，其总量会不断减少 C. 能量在转化和转移过程中，其总量保持不变，故节约能源没有必要 D. 能量在转化和转移过程中具有方向性，且现有可利用的能源有限，故必须节约能源 D 的限岩但．度化推节形能2化的的能建，以生的加热，能效运一。的。4能最把氮球度人,前电5的量和以者源我的、直内新大化未可地和前然学用高源有1化不，到以量,水。二物池次具我重低然、，3成空展能阳水和。强升下碳大然气结生到空的人、2开能能华面期能大1于离作与0的。于重能北源含鸡策利0根元量热，公球移个时现炭成象可，万类造，式某需量内与雾面热能量是会的山．．际能能转，光电气大的环势旦的酸所轮能最熔另能重千什中要释能照，染的并内发的具能至可地源震2合能蛋环量过。 C 3.某城市人口密度大，汽车等交通工具向大气中排放大量碳氢化合物、氮的氧化物等有害物质，最有可能发生的是（　　） A．酸雨 B．臭氧层空洞 C．光化学烟雾 D．温室效应 4.关于能量和能源，下列说法正确的是（　　） A．人类在不断地开发和利用新能源，所以能量可以被创造 B．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 C．自然界中只要涉及热现象的宏观过程都具有方向性 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少，但能量品质提升了 C $