高二物理能源和可持續(xù)發(fā)展1

1、10.6能源和 可持續(xù)發(fā)展 第十章第十章熱力學定律 教學目標教學目標 知識與技能知識與技能 1.理解能量耗散和品質降低的概念。2.理解能源的利用實際 上是能量的轉化和轉移過程。3.了解常規(guī)能源的使用帶來的 環(huán)境污染。4.了解開發(fā)新能源的方法和意義。 過程與方法過程與方法 從日常生活現象了解能源，了解常規(guī)能源的儲量與人類需求 的關系 情感、態(tài)度與價值觀情感、態(tài)度與價值觀 知道能源和可持續(xù)發(fā)展的關系，培養(yǎng)學生探究知識的欲望和 學習興趣 教學重點：教學重點：理解能源的概念和能源的使用與環(huán)境污染的關系 教學難點：教學難點：能源的開發(fā)和利用與環(huán)境的關系 教學方法：教學方法：探究教學 教具：教具：多媒體課

2、件 能源的分類 物質 （物質運動） 能量 草、木材 煤、煤油、 蠟、汽油等 資源 空氣 水 電流 存在于 自然界 為人類提供 化學能、 光能、熱能 機械能 通過電動機 機械能 機械能 水平運動 燃燒 流動 自然界中存在的并能夠提供能量的資源叫做能源 填空： （1）太陽是個巨大的 球體，直徑 為 的110倍，其中主要有 、 兩 種元素，太陽表面的溫度可達 ，內部溫度可達 。 （2）太陽不斷向周圍空間輻射能量， 太陽輻射包括包括 、 、 。 （3）地球上的許多能源都直接或間 接來自 。 （1）太陽是個巨大的氣態(tài)球體，直 徑為地球的110倍，其中主要有H、He 兩種元素，太陽表面的溫度可達5500

3、，內部溫度可達2107 。（2） 太陽不斷向周圍空間輻射能量， 太陽輻射包括包括可見光、不可見光、 各種微粒。 （3）地球上的許多能源都直接或間 接來自太陽輻射能。 陽光 科學家通過計算和測 定發(fā)現，每分鐘射到 垂直于陽光的厘米 2地球表面上的能量 有8.16焦太陽常 數。請你計算一下， 每分鐘射到地球上的 能量是多少？地球上 接受太陽輻射的總功 率為多少？ 抽象 S垂= r2 = 3.14 (6.37 108) 2 1.27 1018cm 2 ? P=W/t 8.16 1.27 101860 1.7 1017瓦 太 陽 輻 射 能 大氣升溫不均勻形成風（空氣動能） 使水循環(huán) 形成水流（水流能

4、） 被綠色植物 微生物吸收 食物 煤 石油 天然氣 （化學能） 直接利用太陽灶 使大地變熱 被海水吸收 太陽輻射太陽輻射地球上地球上各種能源各種能源 形成洋流（波浪 能） 能源的分類 1、 從 來 源 上 分 來自地球以外天體 （主要是太陽輻射能） 煤、石油、天然氣等 風能、水能 草木燃料 生物質能 沼氣 地球本身蘊藏的能源： 地球與其他天體相互作用產生的能源： 原子核能 地熱能 潮汐能 4按能源的利用，即可否被廣泛利用，可分為 2、按能源原有形態(tài)是否改變，可將能源分為 一次能源 二次能源 3按能源能否“再生”，即自然界能否源源 不斷的提供，可將能源分為 可再生能源 非再生能源 非常規(guī)能源 常

5、規(guī)能源 在以下能源中， 太陽能 風能 水流能 電能 氫能源 核能草木燃料 煤 波浪能 汽油 天然氣 酒精 屬一次能源的有 ， 屬二次能源的有 ； 屬可再生能源的有 ， 是非再生能源的有 ； 屬于非常規(guī)能源的有 ， 是常規(guī)能源的有 。 能源概念 主要來源 按存在形式是否改變一次能源二次能源 按能否“再生”可再生能源非再生能源 分 類 按能源利用角度常規(guī)能源非常規(guī)能源 分類 依據 分 類 名 稱概 念例 子 來自天體以外的能源 地球本身蘊藏的能源 按能源 來源分 地球和其他天體相 互作用產生的能源 一次能源 按能源形態(tài) 是否改變分二次能源 再生能源按能源能否 再生來分 非再生能源 常規(guī)能源 從能源

6、利 用角度分非常規(guī)能源 小結：小結： 課堂鞏固練習：課堂鞏固練習： 1下列資源中： 草木 風 石油、天然氣 水 氫 礦 太陽光 沼氣 液化氣 電 汽油 地熱 （1）屬于能源的有 （填編號） （2）從能源利用角度看，屬于非常規(guī)能源的有 ， 是常規(guī)能源的有 。從能源的存在形式是否 改變看，屬一次能源的有 ，屬二次能源的 有 。從能源能否再生看，屬可再生能源的有 ，是非再生能源有 。 （3）其中直接或間接來自太陽能的能源有 。 2閱讀作答： 波能，即海洋波浪能，是一種取之不盡、用之不竭的新能源， 無污染。據科學家推測，地球上海洋波浪蘊藏的電能高達90萬 億千瓦。近年來，在各國開發(fā)新能源的計劃中，波能

7、的利用已 占有一席之地 （1）由上可知，海洋波浪能夠為人類提供 ，故它 是一種 。 （2）海洋波浪能來自于 ，是一種 能 源（選填“可再生”、非再生“）；從利用角度來看，它是一種 能源。 能量 能源 太陽能可再生 非常規(guī) 3煤在形成過程中，由于溫度和壓力增加，在產生變質的同時， 也可釋放出可燃性氣體，從泥炭到褐煤，每噸煤可產生68立方米 氣體，從泥煤到肥煤，每噸煤可產生130立方米氣體，從泥煤到 無煙煤，每噸煤可產生400立方米氣體?？茖W家估計，地球上煤 成氣可達2000萬億立方米。 （1）煤成氣可以燃燒，是一種 。 （2）煤成氣從分類的三個角度看，是一種 能源。 （3）煤成氣屬于 能。 能源

8、 一次可再生非常規(guī) 化學 看下列三則材料，你有什么想說的？看下列三則材料，你有什么想說的？ 3、國際能源機構的統(tǒng)計，國際能源機構的統(tǒng)計，地球上的石油、天然氣、煤地球上的石油、天然氣、煤 供人類開采的年限，分別只有供人類開采的年限，分別只有40年、年、50年和年和240年年。 2、我國的能源結構、我國的能源結構1、我國和世界的能源消耗、我國和世界的能源消耗 太陽能太陽能氫能氫能 沼氣沼氣 地熱地熱 潮汐潮汐 可燃冰可燃冰 2、你認為哪種新能源最有開發(fā)前途？、你認為哪種新能源最有開發(fā)前途？ 1、你認為或你知道還有哪些能源值得、你認為或你知道還有哪些能源值得 人類開發(fā)？人類開發(fā)？ 3、談談我市在解決

9、、談談我市在解決“能源問題能源問題”中，可中，可 以做哪些工作？以做哪些工作？ 太太 陽陽 能能 太陽灶太陽灶 航天器航天器 太陽能熱水器太陽能熱水器 太陽能發(fā)電裝置太陽能發(fā)電裝置 1、你能說說太陽能的特點嗎？、你能說說太陽能的特點嗎？ 2、目前利用太陽能的主要方法有哪些？、目前利用太陽能的主要方法有哪些？ 氫能源氫能源 你認為氫能源有你認為氫能源有 哪些優(yōu)點？哪些優(yōu)點？ 你認為目前不能你認為目前不能 大量使用氫能源大量使用氫能源 的原因是什么？的原因是什么？ 應用氫能源，你應用氫能源，你 有什么良策？有什么良策？ 沼氣能源沼氣能源 什么地區(qū)適合發(fā)什么地區(qū)適合發(fā) 展沼氣能源？展沼氣能源？ 沼氣

10、是怎么得到沼氣是怎么得到 的？的？ 沼氣能源的使用沼氣能源的使用 應注意什么？應注意什么？ 地熱能 地熱能 冰島地熱冰島地熱 西藏羊八井地熱電站，西藏羊八井地熱電站， 是我國最大的地熱電站是我國最大的地熱電站 潮汐能 潮汐能 潮汐的形成潮汐的形成 浙江溫嶺江廈潮汐發(fā)電站，浙江溫嶺江廈潮汐發(fā)電站， 是世界第三大潮汐發(fā)電站。是世界第三大潮汐發(fā)電站。 可燃冰可燃冰 11月月2日，新華社發(fā)日，新華社發(fā) 布的一項消息說，一布的一項消息說，一 項針對南海北部的勘項針對南海北部的勘 測顯示，那里的可燃測顯示，那里的可燃 冰儲量達到我國陸上冰儲量達到我國陸上 石油總量的一半左右，石油總量的一半左右， 這些可燃

11、冰有望在這些可燃冰有望在 2015年進行試開采。年進行試開采。 對于可燃冰，你還想對于可燃冰，你還想 知道什么呢？知道什么呢？ 資源豐富的南海資源豐富的南海 可燃冰可燃冰 可燃冰是一種天然氣可燃冰是一種天然氣 水合物的俗稱，這種水合物的俗稱，這種 物質在低溫和物質在低溫和40多個多個 大氣壓下才是穩(wěn)定的。大氣壓下才是穩(wěn)定的。 可燃冰到達水面可以可燃冰到達水面可以 立即融化，同時成分立即融化，同時成分 中的甲烷開始燃燒。中的甲烷開始燃燒。 每立方米可燃冰可釋每立方米可燃冰可釋 放放164立方米甲烷。立方米甲烷。 可燃冰分布廣，資源可燃冰分布廣，資源 豐富，據計算這種未豐富，據計算這種未 來的能源

12、可供人類使來的能源可供人類使 用上千年。用上千年。 可燃冰雜質少，無污可燃冰雜質少，無污 染。染。 可燃冰雖好，但開采可燃冰雖好，但開采 不易。不易。 請你出場請你出場 留洋家在國慶節(jié)期間搬進了漂亮的新居，留洋家在國慶節(jié)期間搬進了漂亮的新居， 他爸想安裝一臺燃氣熱水器，留洋學習了他爸想安裝一臺燃氣熱水器，留洋學習了 太陽能以后，力勸爸爸安裝一臺太陽能熱太陽能以后，力勸爸爸安裝一臺太陽能熱 水器。請你幫助留洋，比較太陽能熱水器水器。請你幫助留洋，比較太陽能熱水器 與燃氣熱水器的優(yōu)缺點，來說服留洋的爸與燃氣熱水器的優(yōu)缺點，來說服留洋的爸 爸爸 。 太陽能熱水器與其它熱水器太陽能熱水器與其它熱水器

13、使用效益比較表使用效益比較表 熱水器裝置類別熱水器裝置類別太陽能熱水太陽能熱水 器器 燃氣熱水器燃氣熱水器電熱水器電熱水器 裝置投資（元）裝置投資（元） 30001000（加（加 鋼瓶）鋼瓶） 600 裝置壽命（年）裝置壽命（年） 1565 每年燃料動力每年燃料動力 費（元）費（元） 0810675 15年需總費用（元）年需總費用（元） 30002560011925 每年使用每年使用300天，每天洗浴人數：冬季天，每天洗浴人數：冬季4人，夏季人，夏季9人。人。 液化氣價格液化氣價格50元元/15公斤，居民電價公斤，居民電價0.6元元/度度 。 能源能源調查報告調查報告 珍惜能源珍惜能源 活動目

14、的: 了解地球能源了解地球能源 活動口號: 愛護地球愛護地球 愛護我們的愛護我們的家家 活動步驟活動步驟: : 一一 搜尋能源情況搜尋能源情況, , 掌握目前世界能源概況掌握目前世界能源概況, , 分析世界能源所面對的問題分析世界能源所面對的問題; ; 二二 搜集目前世界針對能源問題所搜集目前世界針對能源問題所 提出的解決方法提出的解決方法; ; 三三 提出我們自己的解決辦法提出我們自己的解決辦法. . 步驟一步驟一: :了解地球能源了解地球能源 方法：使用網絡資源，采用搜索引擎，方法：使用網絡資源，采用搜索引擎， 如：如： 關鍵字：能源關鍵字：能源 能源危機能源危機 新能源新能源 珍惜能源珍

15、惜能源 什么是能源? 一切能量的來源都可以視為能源一切能量的來源都可以視為能源 能源是宇宙的推動力，是系統(tǒng)作功能力能源是宇宙的推動力，是系統(tǒng)作功能力 的量化特性，能源可以是動能、位能、的量化特性，能源可以是動能、位能、 熱能。能源的熱能。能源的 形式有很多形式有很多( (例如熱力、例如熱力、 電力等電力等) )，而且一種能源形式可以轉化，而且一種能源形式可以轉化 成另一種形式成另一種形式 珍惜能源珍惜能源 能源有哪些種類? 從其從其產生的方式產生的方式以及以及是否可再利用是否可再利用的角的角 度可分為度可分為: : 一次能源和二次能源，一次能源和二次能源， 可再生能源和不可再生能源；可再生能源

16、和不可再生能源； 根據根據使用的情況使用的情況又可分為又可分為: : 常規(guī)能源常規(guī)能源和新型能源和新型能源 珍惜能源珍惜能源 能源危機 -讓世界頭痛的問題讓世界頭痛的問題 隨著人民生活水平的日益提高隨著人民生活水平的日益提高,經濟經濟 技術的發(fā)展技術的發(fā)展,地球所儲備的能源越來地球所儲備的能源越來 越不能滿足生產生活的需要越不能滿足生產生活的需要,于是世于是世 界各個地方就出現了不同程度的能源界各個地方就出現了不同程度的能源 缺乏問題缺乏問題,也就是人們常聽到的所謂也就是人們常聽到的所謂 的的“電荒電荒”,“油荒油荒”,“水荒水荒”等等等等. 珍惜能源珍惜能源 能源危機 -讓世界頭痛的問題讓世

17、界頭痛的問題 能源問題一直是人們所關注的問題能源問題一直是人們所關注的問題, 因能源問題所引起的環(huán)境及世界局勢因能源問題所引起的環(huán)境及世界局勢 和平問題和平問題,也是不容忽視的也是不容忽視的. 面對能源問題面對能源問題,世界是又是怎樣世界是又是怎樣 去對待的呢去對待的呢? 步驟二步驟二: :如何解決如何解決能源問題能源問題? 目前還沒有真正解決能源問題的辦法目前還沒有真正解決能源問題的辦法, 但是已經有越來越多的人認識到這是但是已經有越來越多的人認識到這是 一個很嚴肅的問題一個很嚴肅的問題,也是一個關于所也是一個關于所 有人的問題有人的問題.人類目前主要還是從兩人類目前主要還是從兩 個方面去入手個方面去入手: 珍惜能源珍惜能源 1合理利用現有能源合理利用現有能源.節(jié)約使用能源節(jié)約使用能源, 研發(fā)新的能源使用方式研發(fā)新的能源使用方式,減少能源減少能源 使用給環(huán)境帶來的污染使用給環(huán)境帶來的污染; 2開發(fā)新能源開發(fā)新能源,替代不可再生資源替代不可再生資源.如如 使用乙醇