12.4 能源与可持续发展（培优教学课件）物理人教版必修第三册

该高中物理课件围绕能量守恒定律、能量转化方向性、能源分类与可持续发展展开，通过生活中能量转化现象提问“能量守恒为何要节约能源”，连接能量守恒知识，引出能源耗散与可持续发展，搭建学习支架。 其亮点在于结合热鸡蛋冷却、汽车能量损耗等实例，运用科学思维分析能量损耗规律，融入我国光伏、水电等能源发展数据，渗透科学态度与责任。练习设计联系“碳中和”等实际问题，帮助学生理解理论应用，教师可依托重点难点和总结提升教学效率。

4. 能源与可持续发展 第十二章 电能 能量守恒定律 人教版必修第三册 导入新课 生活中能量无处不在，那什么是能量？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？ 物理观念 了解电能与其他能的转化，知晓能源分类特点。 科学思维 分析能源利用中的能量损耗与转化规律。 科学态度 与责任 树立节约能源、绿色可持续发展的理念。 学习目标 重点 能量守恒定律应用，常见能源的分类与特点。 难点 理解能源耗散的本质与可持续发展的意义。 重点难点 1. 能量守恒定律 2. 能量转移或转化的方向性 3. 能源的分类与应用 4. 能源与社会发展 5. 课堂总结 6. 练习与应用 第4节 能源与可持续发展 学习内容 一、能量守恒定律 第4节 能源与可持续发展 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。 这个规律叫作能量守恒定律。 2、能量的转化 生活中随处可见的各种能量转换。 二、能量转移或转化的方向性 第4节 能源与可持续发展 1、能量转移或转化的方向性 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。 是否可能发生这样的现象：原来温度相同的水和鸡蛋，过一会儿水的温度自发地降低，而鸡蛋的温度上升？——鸡蛋自然熟？ 热量 × 一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的，即一切与热现象有关的宏观过程都有方向性。 2.能量的转化具有方向性: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。 1.能量的转移具有方向性: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。 3、能量转移或转化的方向性 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，这种现象叫能量的耗散。 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方向性。 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。 化学能→电能 电能→内能和光能 最后耗散在环境中 2、能量耗散 耗散的能量损失了吗？那为什么还要节约能源呢？ 3、节约能源 能量耗散表明，在能源的利用过程中,能量的总量守恒,但在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。这是自然界的能量虽然守恒,但需要节约能源的根本原因。 三、能源的分类与应用 第4节 能源与可持续发展 1、能源的分类 1.能源：凡是能够提供可利用能量的物质统称为能源。 2.不可再生能源： 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。 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。 1、能源的分类 2、我国能源发展概况 我国在能源开发、能源结构方面取得了很大的成就。 太阳能发电 截至2022年9月底，我国光伏发电装机3.58亿千瓦。稳坐全球第一把交椅。 2、我国能源发展概况 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。 水力发电 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。 风能发电 到2020年，中国核电机组数量将达到90余台，从装机容量上讲，将超过法国，成为世界第二的核电大国，仅次于美国。 核能发电 一些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。同样质量的化学燃料与核燃料相比，如果都进行了完全反应，核燃料释放出的能量要远远大于化学燃料释放出的能量。 3、核能的利用 可控制的裂变反应所释放出的能量，可以很好地被人们所利用。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。 四、能源与社会发展 第4节 能源与可持续发展 1、能源是人类社会活动的物质基础 自工业革命以来，煤和石油成为人类的主要能源。到了20世纪50年代，世界石油和天然气的消耗量超过了煤炭。 柴薪时期 煤炭时期 石油时期 电气时期 2、环境问题 温室效应 大气污染 酸雨 海洋污染 光化学烟雾 一辆行驶的小汽车，燃料燃烧产生的内能有370/0通过发动机散热系统排出，370/0直接由排气管排出，只有260/0变为发动机输出的机械能。 3、汽车和能源 五、课堂总结 第4节 能源与可持续发展 五、课堂总结 能源与可持续发展 能量守恒定律 能源的分类与应用 能量转移或转化的方向性 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 各种能量经过一系列转化，最终会变为环境的内能，这些散失到环境中的内能很难收集起来重新利用 不可再生能源 可再生能源 煤石油天然气 风能水能太阳能核能 六、练习与应用 第4节 能源与可持续发展 六、练习与应用 1. 我国计划在2060年达到“碳中和”目标，到时生产、生活排放的碳总量与植被吸收的碳总量将达到平衡。为了实现这一目标，未来四十年我国应减少使用的能源是( ) A. 水能 B. 石油能源 C. 太阳能 D. 风能 六、练习与应用 [解析]选 。水能、风能、太阳能属于可再生能源，使用过程污染少，环保；而石油能源属于不可再生能源，使用过程中向空气中排碳，污染严重，所以我国应减少使用石油能源。 六、练习与应用 2. （多选）关于能量的转化与守恒，下列说法正确的是( ) A. 摩擦生热的过程是不可逆的 B. 所有能量守恒的过程都是可逆的 C. 空调既能制热又能制冷，说明热传递不存在方向性 D. 可再生能源和不可再生能源一样，在利用的过程中同样存在能量耗散 六、练习与应用 [解析]选 。摩擦过程会自发地产生热量，但热量不能自发地产生摩擦，所以摩擦生热的过程是不可逆的，故 正确；一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的，故 错误；热传递存在方向性的含义是指热量可以自发地从高温物体传递到低温物体，而不能自发地从低温物体传递到高温物体，但若有其他影响也可以将热量从低温物体传递到高温物体，空调机制冷时必须通过压缩机做功才能实现热量从低温物体传递到高温物体，因此热传递仍然存在方向性，故 错误；可再生能源和不可再生能源一样，在利用的过程中同样存在能量耗散，故 正确。 3. 电动机通电后电动机带动其他机器运转，一段时间后，电动机的外壳就会变得烫手，则下列关于能的转化和守恒的说法正确的是( ) A. 电能全部转化为机械能，总的能量守恒 B. 电能一部分转化为机械能，另一部分转化为内能，总的能量守恒 C. 电能全部转化为内能，内能守恒 D. 电能转化为机械能和内能，机械能守恒 六、练习与应用 [解析]选 。因为电动机的外壳变得烫手，说明有一部分电能转化成了内能，另一部分则转化为机械能，故内能不守恒，机械能增加了，但总的能量守恒，故 正确， 、 、 错误。 感谢观看 Thank you for listening Lavf59.27.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $