【課件】能源與可持續(xù)發(fā)展 課件 -2022-2023學(xué)年高二上學(xué)期物理人教版（2019）必修第三冊(cè)

12.4能源與可持續(xù)發(fā)展能量守恒定律能量守恒定律：能量既不會(huì)憑空產(chǎn)生，也不會(huì)憑空消失，它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式，或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到別的物體，在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過(guò)程中，能量的總量保持不變①機(jī)械運(yùn)動(dòng)的物體具有動(dòng)能和勢(shì)能，且可以相互轉(zhuǎn)化。②電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能、光能和機(jī)械能。思考：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？請(qǐng)同學(xué)們閱讀課本“93—96頁(yè)”回答以下問(wèn)題：1、什么叫做能量的耗散？能量的耗散表明了什么？2、能源分為哪幾類？能源有哪些應(yīng)用？熱量×燃料燃燒時(shí)一旦把熱量釋放出去，就不會(huì)再次自動(dòng)聚集起來(lái)供人類重新利用。

一.能量轉(zhuǎn)移或轉(zhuǎn)化的方向性能量的耗散內(nèi)能光能內(nèi)能光能內(nèi)能光能內(nèi)能光能①在自然界中，有些過(guò)程，能量一旦釋放出去，就不會(huì)再次自動(dòng)聚集起來(lái)，供人類重新利用，這種現(xiàn)象叫作能量的耗散。電池中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，電能又通過(guò)燈泡轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和光能，熱和光被其他物質(zhì)吸收之后變成周圍環(huán)境的內(nèi)能我們很難把這些內(nèi)能收集起來(lái)重新利用。②一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀自然過(guò)程都是

的。不可逆能源危機(jī)的深層次的含義便于利用的能源不便于利用的能源③能量的耗散是從能量轉(zhuǎn)化的角度反映出自然界中的宏觀過(guò)程具有

性。方向1、能源：凡是能夠提供可利用能量的物質(zhì)統(tǒng)稱為能源。它是現(xiàn)代社會(huì)生活的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。2、能源的分類可再生能源：風(fēng)能水能潮汐能特點(diǎn)：可循環(huán)使用、不斷補(bǔ)充不可再生能源：

特點(diǎn)：無(wú)法在短期內(nèi)再生煤石油天然氣歸根結(jié)底來(lái)源于太陽(yáng)能二、能源的分類與應(yīng)用我國(guó)能源的應(yīng)用太陽(yáng)能發(fā)電：太陽(yáng)能的利用對(duì)環(huán)境的影響很小。利用太陽(yáng)能最有前途的領(lǐng)域是通過(guò)太陽(yáng)電池將太陽(yáng)能直接轉(zhuǎn)化成電能。目前我國(guó)是最大的光伏產(chǎn)品制造國(guó)。2015年年底，我國(guó)太陽(yáng)能光伏發(fā)電累計(jì)并網(wǎng)容量達(dá)到4.158×107kW。太陽(yáng)能發(fā)電

我國(guó)能源的應(yīng)用水力發(fā)電至2018年底，我國(guó)水電總裝機(jī)容量約3.5億千瓦、年發(fā)電量約1.2萬(wàn)億千瓦時(shí)，雙雙繼續(xù)穩(wěn)居世界第一。三峽水電站葛洲壩水電站我國(guó)能源的應(yīng)用風(fēng)能發(fā)電連云港臨港產(chǎn)業(yè)區(qū)風(fēng)車田新疆達(dá)坂城風(fēng)車田截至2020年上半年，我國(guó)風(fēng)電占總發(fā)電量的比重達(dá)6.3%，但與歐洲仍有較大的差距，這意味著我國(guó)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)成長(zhǎng)空間巨大。我國(guó)能源的應(yīng)用核能發(fā)電：一些質(zhì)量較大的原子核在裂變成較輕的原子核時(shí)，會(huì)釋放出驚人的能量。同樣質(zhì)量的化學(xué)燃料與核燃料相比，如果都進(jìn)行了完全反應(yīng)，核燃料釋放出的能量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于化學(xué)燃料釋放出的能量?？煽刂频牧炎兎磻?yīng)所釋放出的能量，可以很好地被人們所利用。核電站就是利用可控核裂變來(lái)發(fā)電的。我國(guó)具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的三代百萬(wàn)千瓦級(jí)核電技術(shù)電站——華龍一號(hào)，其安全指標(biāo)和技術(shù)性能已達(dá)到國(guó)際最先進(jìn)的三代水平。我國(guó)的核能發(fā)電技術(shù)已居于世界領(lǐng)先地位。我國(guó)能源的應(yīng)用核能發(fā)電大亞灣核電站防城港核電站秦山核電站到2020年，中國(guó)核電機(jī)組數(shù)量將達(dá)到90余臺(tái)，從裝機(jī)容量上講，將超過(guò)法國(guó)，成為世界第二的核電大國(guó)，僅次于美國(guó)。我國(guó)能源的應(yīng)用三、能源與社會(huì)發(fā)展柴薪時(shí)期石油時(shí)期①能源是人類社會(huì)活動(dòng)的物質(zhì)基礎(chǔ)，人類的生存與發(fā)展需要能源，能源的開(kāi)發(fā)與使用又會(huì)對(duì)環(huán)境造成影響一方面要大力提倡節(jié)能，另一方面要發(fā)展可再生能源以及天然氣、清潔煤和核能等在生產(chǎn)及消費(fèi)過(guò)程中對(duì)生態(tài)環(huán)境的污染程度低的清潔能源，推動(dòng)形成人與自然和諧發(fā)展的生態(tài)文明。②煤炭和石油資源是有限的以今天的開(kāi)采和消耗速度，石油儲(chǔ)藏將在百年內(nèi)用盡，煤炭資源也不可能永續(xù)利用。③環(huán)境問(wèn)題1)、溫室效應(yīng)：溫室效應(yīng)是由于大氣里溫室氣體（二氧化碳、甲烷等）含量增大而形成的，石油和煤炭燃燒時(shí)產(chǎn)生二氧化碳。海水倒灌、耕地鹽堿化兩級(jí)冰雪融化，海平面上升2)、酸雨：大氣中酸性污染物質(zhì)，如二氧化硫、二氧化碳、氫氧化物等，在降水過(guò)程中溶入雨水，使其成為酸雨，煤炭中含有較多的硫，燃燒時(shí)產(chǎn)生二氧化硫等物質(zhì)。被酸雨破壞的森林工業(yè)排放的廢氣課堂小結(jié)1、能量守恒定律：能量既不會(huì)憑空產(chǎn)生，也不會(huì)憑空消失，它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式，或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到別的物體，在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過(guò)程中，能量的總量保持不變2、能量的耗散：一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀自然過(guò)程都是不可逆的3、能源的分類：可再生能源與不可再生能源4、能源的利用與節(jié)能典型考點(diǎn)一能量耗散1．下列現(xiàn)象屬于能量耗散的是(

)A．利用水流能發(fā)電轉(zhuǎn)化為電能B．電能通過(guò)燈泡中的電阻絲轉(zhuǎn)化為光能C．電池的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能D．火爐把房子烤暖解析能量耗散是指其他形式的能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，最終流散在周圍環(huán)境中無(wú)法重新收集并加以利用的現(xiàn)象。本題中的電能、光能都可以重新收集并加以利用，如用光作能源的手表等，故不屬于能量耗散，只有火爐把房子烤暖后使燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能并流散在周圍的環(huán)境中，無(wú)法重新收集并加以利用，才屬于能量耗散。故D正確。答案解析2．(多選)下列對(duì)能量耗散的理解正確的有(

)A．能量耗散說(shuō)明能量在不斷減少B．能量耗散遵守能量守恒定律C．能量耗散說(shuō)明能量不能憑空產(chǎn)生，但可以憑空消失D．能量耗散從能量轉(zhuǎn)化的角度反映出自然界的宏觀過(guò)程具有方向性解析能量轉(zhuǎn)化過(guò)程中總能量守恒，但散失在空氣中的內(nèi)能很難收集起來(lái)用來(lái)做功。在發(fā)生能量轉(zhuǎn)化的宏觀過(guò)程中，其他形式的能量最終會(huì)轉(zhuǎn)化為流散到周圍環(huán)境的內(nèi)能，無(wú)法再回收利用，這種現(xiàn)象叫能量耗散。能量耗散并不違背能量守恒定律，自然界的能量既沒(méi)有減少，也沒(méi)有消失，它只是從能量轉(zhuǎn)化的角度反映出自然界的宏觀過(guò)程具有方向性，故A、C錯(cuò)誤，B、D正確。答案解析典型考點(diǎn)二能源的分類及環(huán)境問(wèn)題3.(2022·湖南省天壹名校聯(lián)盟高二上期中)2021年6月11日，我國(guó)成功將北京三號(hào)衛(wèi)星送入預(yù)定軌道，如圖所示，衛(wèi)星兩翼的太陽(yáng)能電池板把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能供衛(wèi)星使用。關(guān)于太陽(yáng)能等能源與可持續(xù)發(fā)展，以下說(shuō)法正確的是(

)A．利用太陽(yáng)能、風(fēng)能和氫能等能源替代化石能源可以改善空氣質(zhì)量B．人類在不斷地開(kāi)發(fā)和利用新能源，所以能量可以被創(chuàng)造C．水電站里的發(fā)電機(jī)裝置可以將水庫(kù)中儲(chǔ)存的水的機(jī)械能全部轉(zhuǎn)化為電能D．核能對(duì)環(huán)境的污染比常規(guī)能源對(duì)環(huán)境的污染大答案解析要想改善空氣質(zhì)量，就應(yīng)該從根本上減少碳排放量，用新能源替代傳統(tǒng)的化石能源，可以節(jié)能減排，A正確；能量是守恒的，既不會(huì)憑空產(chǎn)生，也不會(huì)憑空消失，但能量品質(zhì)會(huì)下降，故要節(jié)約能源，B錯(cuò)誤；由于水下落過(guò)程以及發(fā)電機(jī)裝置運(yùn)行時(shí)都會(huì)產(chǎn)生摩擦，故水電站里的發(fā)電機(jī)裝置不可能將水庫(kù)中儲(chǔ)存的水的機(jī)械能全部轉(zhuǎn)化為電能，C錯(cuò)誤；核能屬于新能源，是一種清潔能源，D錯(cuò)誤。解析4．(多選)關(guān)于“溫室效應(yīng)”，下列說(shuō)法正確的是(

)A．太陽(yáng)能源源不斷地輻射到地球上，由此產(chǎn)生了“溫室效應(yīng)”B．石油和煤炭燃燒時(shí)產(chǎn)生的二氧化碳增加了大氣中二氧化碳的含量，由此產(chǎn)生了“溫室效應(yīng)”C．“溫室效應(yīng)”使得地面氣溫上升、兩極冰雪融化D．“溫室效應(yīng)”使得土壤酸化解析“溫室效應(yīng)”是由于石油和煤炭燃燒時(shí)產(chǎn)生的二氧化碳增加了大氣中二氧化碳的含量而產(chǎn)生的，它的危害是使地面氣溫上升、兩極冰雪融化、海平面上升等，故B、C正確。答案解析典型考點(diǎn)三能源的開(kāi)發(fā)利用5．我國(guó)自古有“晝漲稱潮，夜?jié)q稱汐”的說(shuō)法。潮汐主要是由太陽(yáng)和月球?qū)Ｋ囊υ斐傻?，以月球?qū)Ｋ囊橹?。下圖是某類潮汐發(fā)電示意圖。漲潮時(shí)開(kāi)閘門(mén)，水由通道進(jìn)入海灣水庫(kù)蓄水，待水面升至最高點(diǎn)時(shí)關(guān)閉閘門(mén)。當(dāng)落潮時(shí)，開(kāi)閘門(mén)放水發(fā)電。設(shè)海灣水庫(kù)的面積為5.0×108m2，平均潮差為3.0m，一天漲落潮兩次，發(fā)電的平均能量轉(zhuǎn)化率為10%，水的密度為1.0×103kg/m3，g取10m/s2，則一天內(nèi)發(fā)電的平均功率約為(

)A．2.6×104kW

B．5.2×104kWC．2.6×105kW

D．5.2×105kW答案解析