22.1 能源利用的现状和面临的挑战 课件 2026-2027学年初中物理人教版九年级全一册

第二十二章 能源与可持续发展 第1节 能源利用的现状和面临的挑战 1、了解人类利用能源的历程；知道常见的不可再生能源和可再生能源，知道一次能源和二次能源。（重点） 2、了解人类能源利用面临的挑战，知道能量转化和转移具有方向性。 3、了解我国和世界的能源状况，增强保护环境、节约能源的意识。 新课导入 汽车、飞机等交通工具离不开化石能源 在前面的学习中，我们已经认识了各种形式的能量：机械能、内能、化学能、电能、核能…… 生产和生活中利用的这些能量，是通过哪些能源提供的？ 一、人类利用能源的历程 能源：能够提供能量的物质资源叫作能源。 钻木取火 自从原始人发现使用火的方法以后，能源就成为人类文明发展的重要物质基础。 钻木取火在人类利用能量的历史上非常重要。从利用自然火到利用人工火的转变，结束了远古人类的茹毛饮血，开启了以柴薪作为主要能源的时代。 这个时代持续了近一万年。现在，柴薪仍是某些地区的生活能源。 一、人类利用能源的历程 蒸汽机的利用 煤的形成 石油、天然气的形成 蒸汽机的发明是人类利用能源的新里程碑：人类从此逐步以机械动力代替人力和畜力，主要能源由柴薪转向煤，人类进入工业化社会。 我们今天大规模使用的煤、石油和天然气，是千百万年前埋在地下的动植物经过漫长的地质年代形成的，所以称为化石能源。 一、人类利用能源的历程 电能便于输送和转化 电能通常由其他能源转化而来，最终还要转化为光能、内能、动能等为人类所用。为什么很多地方要使用电能，而不直接使用一次能源呢？这是因为电能便于输送和转化。 电能无法从自然界直接获取，必须通过消耗一次能源才能得到，这样的能源叫作二次能源。 一、人类利用能源的历程 能源的分类： 不可再生能源：化石能源等不能在短期内从自然界得到补充的能源。 可再生能源：水能、风能等可以在短期内从自然界得到补充的能源。 一次能源：可再生能源与不可再生能源都是可以直接从自然界获得的能源。 二次能源：无法从自然界直接获取，必须通过消耗一次能源才能得到，如电能。 注意：汽油、柴油、酒精等也属于二次能源。 二、能源利用面临的挑战 想想议议：我们已经知道能量是守恒的，为什么还要节约能源呢？ 汽车制动时，由于摩擦，动能转化成了轮胎、地面和空气的内能，这些消耗的能量不能再自动地用来驱动汽车。 同样，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，例如电冰箱就需要消耗电能。 结论：涉及热现象的能量转化和转移过程是有方向性、不可逆的。人们是在能量的转化或转移的过程中利用能量的，有些能量可以利用，有些则不能——能源的利用是有条件的、有限的。 二、能源利用面临的挑战 由于世界人口的增加和经济的不断发展，能源的消耗量持续增长，近几十年来增长速度明显加快。 全世界的能源消耗量（折合成标准煤）： 1950年：26亿吨 1987年：110多亿吨 2007年：160亿吨 2022年：205亿吨 如果长期大规模开采，化石能源最终将会消耗殆尽。 二、能源利用面临的挑战 燃油汽车 在耗用各种能源时，不可避免地会对环境造成影响。 现代生活中化石能源的广泛使用，燃料的燃烧产生了大量的二氧化碳，加剧了地球的温室效应。 煤、石油、天然气等燃料往往含有杂质，燃烧生成的气体中含有二氧化硫等有害物质。 燃料的不完全燃烧还会产生粉尘和一氧化碳，对人和环境造成危害。 开发新能源、更好地利用已知能源，是全球范围内的重要课题。 科学·技术·社会·环境：燃煤发电的清洁技术 清洁高效的火力发电 碳捕集示范工程 我国火力发电的燃料主要是煤：用煤燃烧产生的热量加热水，变成高温高压的水蒸气，推动汽轮发电机组发电。 为了降低污染：煤在燃烧前经过洗选去除杂质；燃烧后对烟气进行脱硫、脱硝、除尘等净化处理。碳捕集技术能将烟气中的二氧化碳收集起来，对实现“碳达峰碳中和”目标具有重要意义。 能源利用的现状和面临的挑战 能源利用的历程 钻木取火：柴薪时代 蒸汽机：转向煤炭 进入工业化社会 电能：便于输送和转化 电能的利用是进入 现代文明社会的标志 能源的分类 化石能源：煤、石油、天然气 不可再生：不能短期内补充 可再生：水能、风能等 一次能源：直接从自然界获得 二次能源：电能、汽油等 （消耗一次能源获得） 面临的挑战 能量转化和转移 具有方向性、不可逆 能源消耗急剧增长 化石能源将消耗殆尽 燃烧造成温室效应 和二氧化硫等污染 书后练习与应用 1、柴薪、煤、石油、天然气通过燃烧可以提供能量。请你再列举两种人们利用能源的实例。 答：利用水能、风能发电；利用太阳能加热水（太阳能热水器）等。 理由：人们利用水和风的运动提供的能量来发电，把机械能转化为电能；利用太阳能加热水，把太阳能转化为水的内能。 书后练习与应用 2、以下列出了各种形式的能源：柴薪、煤、石油、天然气，风能、水能、电能、太阳能、地热能。在这些能源中，哪些是化石能源？哪些是一次能源？哪些是二次能源？请填在以下表格中。 答：一次能源：柴薪、煤、石油、天然气、风能、水能、太阳能、地热能；二次能源：电能；化石能源：煤、石油、天然气。 理由：可以直接从自然界获得的能源是一次能源；电能需消耗一次能源才能得到，是二次能源；煤、石油、天然气是千百万年前埋在地下的动植物经漫长地质年代形成的，属于化石能源。 书后练习与应用 3、蒸汽机的发明对人类利用能源有什么意义？电能的广泛使用对人类利用能源有什么意义？ 答：蒸汽机的发明是人类利用能源的新里程碑；电能的利用是人类进入现代文明社会的标志。 理由：蒸汽机使人类逐步以机械动力代替人力和畜力，主要能源由柴薪转向煤，进入工业化社会；电能便于输送和转化，各种用电器可以方便地把电能转化为所需要的其他形式的能量。 书后练习与应用 4、能源的使用，不过是一种形式的能转化为另一种形式的能而已。自然界的能量是守恒的，它既不能创生，也不会消失。既然如此，那为什么还要节约能源呢？ 答：因为能量的转化和转移是有方向性的，我们所能利用的能源是有限的。 理由：人类是在能量的转化或转移的过程中利用能量的，而涉及热现象的能量转化和转移具有方向性、不可逆，有些能量可以利用，有些则不能。因此能源的利用是有条件的，可利用的能源是有限的。 书后练习与应用 5、某同学有个困惑：电能是可再生能源还是不可再生能源？他查了好几本书也没查到答案，请你告诉他怎么看待这个问题。 答：电能既不是可再生能源，也不是不可再生能源。 理由：可再生能源、不可再生能源是针对一次能源的进一步分类，而电能属于二次能源，无法从自然界直接获取，必须通过消耗一次能源才能得到，所以谈不上可再生、不可再生。 书后练习与应用 6、我们经常听说“节能减排”，什么是“减排”？为什么要“减排”？“减排”为什么是和“节能”连在一起的？ 答：“减排”主要是指减少常规污染物和温室气体的排放。 理由：燃料燃烧会产生二氧化碳、二氧化硫等污染物，减排是保护环境、促进可持续发展的重要举措。节能与减排目标一致，而且节能可以直接或间接带来减排效果，所以两者常连在一起。 1．我国在城市建设和乡村振兴计划中，重视能源的开发利用，具有重大意义。下列能源属于不可再生能源的是（　　） A．太阳能　　B．石油 C．风能　　　D．水能 B 2．可再生能源是未来理想能源的一个重要发展方向。下列属于可再生能源的是（　　） A．煤　　　　B．石油 C．天然气　　D．风能 D 3．能源是人类生存和发展的基础，人类社会的每一次重大进步都伴随着能源的改进和更替。关于能源的开发和利用，下列说法不正确的是（　　） A．能量在利用的过程中，其转化和转移是有方向性的 B．太阳能是一次能源，可直接利用且污染小，开发前景广阔 C．核能是可再生能源，开发和利用核能是人类获取能源的一个新途径 D．煤是不可再生能源，而且以煤为主要燃料的火电站容易造成环境污染 C $