12.4 能源与可持续发展 课件-2026-2027学年高二上学期物理人教版必修第三册

第十二章 电能 能量守恒定律 第4节 能源与可持续发展 在电路中，电源将其他形式的能转化为电能，负载又将电能转化为内能、光能和机械能…… 那么，能量的总量会发生变化吗？ 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 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? 新课导入 思考与讨论： 煮好的热鸡蛋放到冷水中，过一会，鸡蛋的温度降低，水的温度升高，最后二者温度相同。是否可以发生这样的现象：原来温度相同的鸡蛋和水，过一会水的温度自发地降低，而鸡蛋的温度上升？ 一、能量转移或转化的方向性 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。 二、能量耗散 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。 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。 耗散的能量损失了吗？ 那为什么还要节约能源呢？ 化学能→电能 电能→内能和光能 最后耗散在环境中 能源危机的深层次的含义 便于利用的能源 不便于利用的能源 三、节约资源 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。 四、能源的分类与应用 2、煤炭、石油、天然气等化石能源,短期内无法恢复的能源,称为不可再生能源。特点：无法在短期内再生 3、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,称为可再生能源。特点：可循环使用、不断补充 1、凡是能够提供可利用能量的物质统称为能源。它是现代社会生活的重要物质基础。 四、能源的分类与应用 3、我国的能源开发成就 （1）太阳能发电：我国是最大的光伏制造国。发电容量4.158×107kW。 四、能源的分类与应用 3、我国的能源开发成就 （2）水力发电：装机容量约占全球水电装机总量1/4，居全球第一。 四、能源的分类与应用 3、我国的能源开发成就 （3）风能发电：装机容量居全球第一。 四、能源的分类与应用 3、我国的能源开发成就 （4）核能发电：自主知识产权的华龙一号。 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 五、能源与社会发展 1.环境的危害: 五、能源与社会发展 （1）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 （2）酸雨：大气中酸性污染物质，如氮氧化物等，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.环境的危害: 五、能源与社会发展 （3）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.环境的危害: 五、能源与社会发展 五、能源与社会发展 2.能源的开发与环境的关系: (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。 1．下列说法正确的是（　　） A．水能和风能属于可再生能源 B．化石能源属于可再生能源 C．能量耗散是指在一定条件下，能量在转化过程中总量减少了 D．在能源的利用过程中，能量在数量上并未减少，在可利用的品质上也不变 A 2．以下关于能量和能源的认识，正确的是（　　） A．在热传递中，热量不可能自发地从低温物体传递给高温物体 B．因为能量不会消失，所以我们没必要节约能源 C．根据能量守恒定律，能量是取之不尽、用之不竭的 D．我国煤炭和石油的资源丰富，不需要大力开发新能源 A 3．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 4．（多选）CO2气体有个“怪脾气”，它几乎不吸收太阳的短波辐射，大气中CO2浓度增加能使地表温度因受太阳的辐射而上升；另外，它还有强烈吸收地面红外热辐射的作用，阻碍了地球周围的热量向外层空间的排放，使整个地球就像一个大温室一样，因此，大气中二氧化碳气体浓度的急剧增加已导致气温的逐步上升，使全球气候变暖。为了减缓大气中CO2浓度的增加，以下措施中可行且有效的是（　 　） A．禁止使用煤、石油和天然气 B．开发使用核能、太阳能 C．将汽车燃料由汽油改为液化石油气 D．植树造林 BD $