6.能源的開(kāi)發(fā)與利用

1、能源的開(kāi)發(fā)與利用能量的多樣性 在初中已經(jīng)學(xué)過(guò)的聲、力、熱、光、電、磁等各種現(xiàn)象都與能量有密切的聯(lián)系。自然界存在各種不同形式的能量機(jī)械能、內(nèi)能、電能、太陽(yáng)能、化學(xué)能、生物能、原子能等，電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能電風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)各種能量之間的轉(zhuǎn)化現(xiàn)實(shí)生活的經(jīng)驗(yàn)告訴我們，各種形式的能量是可以相互轉(zhuǎn)化的。電能轉(zhuǎn)化為光能燈泡發(fā)光各種能量之間的轉(zhuǎn)化現(xiàn)實(shí)生活的經(jīng)驗(yàn)告訴我們，各種形式的能量是可以相互轉(zhuǎn)化的。機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能各種能量之間的轉(zhuǎn)化現(xiàn)實(shí)生活的經(jīng)驗(yàn)告訴我們，各種形式的能量是可以相互轉(zhuǎn)化的。電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)各種能量之間的轉(zhuǎn)化現(xiàn)實(shí)生活的經(jīng)驗(yàn)告訴我們，各種形式的能量是可以相互轉(zhuǎn)化的。內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能各種能量之間的轉(zhuǎn)

2、化行駛的內(nèi)燃機(jī)車現(xiàn)實(shí)生活的經(jīng)驗(yàn)告訴我們，各種形式的能量是可以相互轉(zhuǎn)化的。機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能風(fēng)車發(fā)電各種能量之間的轉(zhuǎn)化現(xiàn)實(shí)生活的經(jīng)驗(yàn)告訴我們，各種形式的能量是可以相互轉(zhuǎn)化的?；瘜W(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能天然氣燃燒各種能量之間的轉(zhuǎn)化現(xiàn)實(shí)生活的經(jīng)驗(yàn)告訴我們，各種形式的能量是可以相互轉(zhuǎn)化的。2.能量轉(zhuǎn)化太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能說(shuō)說(shuō)能量如何轉(zhuǎn)化。太陽(yáng)能發(fā)電站：水電站：水的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能水果電池：化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能水電站：水果電池：機(jī)械能守恒定律：動(dòng)能勢(shì)能能量守恒定律？ 內(nèi)能 太陽(yáng)能 化學(xué)能 電能？機(jī)械能？光能問(wèn)題：能量在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過(guò)程中，其總量守恒嗎？ 下面大家閱讀教材中有關(guān)能量守恒定律建立的過(guò)程，思考相應(yīng)的問(wèn)題1導(dǎo)致能量

3、守恒定律最后確立的兩類重要事實(shí)是什么? 2能量守恒定律的內(nèi)容是什么? 確認(rèn)了永動(dòng)機(jī)的不可能性和發(fā)現(xiàn)了各種自然現(xiàn)象之間的相互聯(lián)系與轉(zhuǎn)化永動(dòng)機(jī)不可能制成永動(dòng)機(jī)：不消耗任何能量，卻可以源源不斷地對(duì)外做功，這種機(jī)器叫永動(dòng)機(jī). 視頻磁力永動(dòng)機(jī)阿基米德螺旋永動(dòng)機(jī) 一 1（2）永動(dòng)機(jī)的啟示 制造永動(dòng)機(jī)的美好夢(mèng)想雖然破滅了，但是，反思這一失敗的探索過(guò)程，它從反面給人類以啟迪：永動(dòng)機(jī)不可能制成，是不是說(shuō)明自然界存在著一條法則，它使我們不可能無(wú)中生有地獲得能量？也就是說(shuō)自然界各種能量之間存在著一定的轉(zhuǎn)化關(guān)系?？茖W(xué)家對(duì)能量守恒的探索1801年，戴維發(fā)現(xiàn)了電流的化學(xué)效應(yīng)；1820年，奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)；1821

4、年，塞貝克發(fā)現(xiàn)了溫差電現(xiàn)象；1831年，法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象；1840年，焦耳發(fā)現(xiàn)了電流的熱效應(yīng)；1842年，邁爾表述了能量守恒定律，并計(jì)算出熱功當(dāng)量的數(shù)值；1843年，焦耳測(cè)定了熱功當(dāng)量的數(shù)值。從而，確立了電化學(xué)、電和磁、電和熱、力和熱等自然現(xiàn)象之間的聯(lián)系。1847年，亥姆霍茲在理論上概括和總結(jié)了能量守恒定律。發(fā)現(xiàn)能量守恒定律的歷史表明，能量守恒定律的發(fā)現(xiàn)不是偶然的它是人類對(duì)自然認(rèn)識(shí)發(fā)展到一定階段的產(chǎn)物；除了物理學(xué)外，別的學(xué)科對(duì)能量守恒定律的發(fā)現(xiàn)也有貢獻(xiàn)。 下面大家閱讀教材中有關(guān)能量守恒定律建立的過(guò)程，思考相應(yīng)的問(wèn)題1導(dǎo)致能量守恒定律最后確立的兩類重要事實(shí)是什么? 2能量守恒定律的內(nèi)容是

5、什么? 確認(rèn)了永動(dòng)機(jī)的不可能性和發(fā)現(xiàn)了各種自然現(xiàn)象之間的相互聯(lián)系與轉(zhuǎn)化 能量既不會(huì)消滅，也不會(huì)創(chuàng)生，它只會(huì)從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另外一個(gè)物體，而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過(guò)程中，能量的總和保持不變練習(xí):在夏季的時(shí)候，假如打開(kāi)冰箱門(mén)來(lái)使房間溫度降低，是否可行？為什么？不可行。冰箱工作時(shí)要消耗電能，而這些電能最終轉(zhuǎn)化為房間的內(nèi)能，所以房間的溫度不降反升。能量守恒定律的意義能量守恒定律同生物進(jìn)化論、細(xì)胞的發(fā)現(xiàn)被恩格斯譽(yù)為19世紀(jì)的三個(gè)最偉大的科學(xué)發(fā)現(xiàn)。能量守恒定律是在無(wú)數(shù)實(shí)驗(yàn)事實(shí)的基礎(chǔ)上建立起來(lái)的，是自然科學(xué)的普遍規(guī)律之一。自然界一切已經(jīng)實(shí)現(xiàn)的過(guò)程都遵守能量守恒定律。凡是違反能量守恒定律的

6、過(guò)程都是不可能實(shí)現(xiàn)的，例如“永動(dòng)機(jī)”只能以失敗而告終。機(jī)械能守恒定律只是能量守恒定律的特例。三.能源和能量耗散閱讀課本有關(guān)能量和能量耗散的內(nèi)容，回答相關(guān)問(wèn)題.能源利用的三個(gè)時(shí)期：什么是能量耗散能量耗散與能量守恒是否矛盾，該怎樣理解?柴薪時(shí)期，煤炭時(shí)期，石油時(shí)期二.能源和能量耗散人類利用能源大致經(jīng)歷了三個(gè)時(shí)期，即柴薪時(shí)期，煤炭時(shí)期，石油時(shí)期。能量耗散：燃料燃燒時(shí)一旦把自己的熱量釋放出去，它就不會(huì)自動(dòng)聚集起來(lái)供人類重新利用。(能量轉(zhuǎn)化的方向性）注意1.遵循能量守恒定律2.能量的轉(zhuǎn)化是具有方向性的能量耗散與能量守恒是否矛盾，該怎樣理解? 能量耗散和能量守恒并不矛盾，能量耗散表明，在能源利用的過(guò)程中，

7、即在能量的轉(zhuǎn)化過(guò)程中，能量在數(shù)量上并沒(méi)有減少但是可利用的品質(zhì)上降低了，從便于利用變?yōu)椴槐阌诶昧耍ㄟ@說(shuō)明能量的耗散從能量轉(zhuǎn)化的角度反映出自然界中宏觀過(guò)程的方向性） 思考與討論既然能量是守恒的，不可能消滅，為什么我們還要節(jié)約能源？三.能源和能量耗散為什么還要節(jié)約能源. （1）能源短缺2004年世界能源統(tǒng)計(jì)年鑒的最新數(shù)據(jù)顯示，世界石油總儲(chǔ)量為1.15萬(wàn)億桶，僅供開(kāi)采41年；全球天然氣儲(chǔ)量為176萬(wàn)億立方米，僅供開(kāi)采63年。日本權(quán)威能源研究機(jī)構(gòu)也申明，全球煤炭埋藏量10316億噸，可開(kāi)采231年。 （2）環(huán)境惡化（3）能量耗散為什么還要節(jié)約能源. （1）能源短缺 （2）環(huán)境惡化（3）能量耗散溫室效

8、應(yīng)使全球氣候變暖兩極冰山融化 化石燃料 (煤和燃油) 的燃燒燃料的化學(xué)能一部分轉(zhuǎn)化為食物的內(nèi)能，最終都轉(zhuǎn)化為周圍環(huán)境的內(nèi)能。能量耗散 能量耗散表明，在能源的利用過(guò)程中，即在能量的轉(zhuǎn)化過(guò)程中，能量在數(shù)量上并未減少，但在可利用的品質(zhì)上卻降低了，從便于利用變成不便于利用的了，這是能源危機(jī)更深層次的含義，也是“自然界的能量雖然守恒，但還是要節(jié)約能源”的根本原因。內(nèi)容提要一、能量守恒定律 1.能量守恒定律確立的依據(jù) （1）能量的轉(zhuǎn)化與轉(zhuǎn)移 （2）永動(dòng)機(jī)不可能制成 2.能量守恒定律的建立過(guò)程 邁爾 焦耳 亥姆霍茲 3.能量守恒定律的內(nèi)容 4.能量守恒定律的意義二、能源和能量耗散 1.能源的分類 2能源與社會(huì)發(fā)展 三.為什么要節(jié)約能源 （1）能源短缺 （2）環(huán)境惡化 （3）能量耗散汽車剎車后，動(dòng)能減少了，轉(zhuǎn)化為什么能量？從能量守恒的角度分析。交通法規(guī)教育：高速路上剎車并停車路中是違反交通法規(guī)的，容易引發(fā)交通事故2市面上出售一