C能的轉(zhuǎn)化的方向性能源開發(fā)

第七章內(nèi)能能量守恒定律C能的轉(zhuǎn)化的方向性能源開發(fā)上海教科實驗中學(xué)理科綜合組2014年8月Email:zsbgfy88@163.com一、自然過程的方向性1、現(xiàn)象：人死不能復(fù)生破鏡不能重圓潑水難收2、熱傳遞過程具有單向性——熱水變冷單向性不可逆性3、單擺因摩擦而?！Σ辽鸁?、氣體自由膨脹一、自然過程的方向性自然界中的一切實際變化過程都具有方向性,朝某個方向的變化是可以自發(fā)發(fā)生的,相反方向的變化卻是受到限制的.這時如果要使變化了的事物重新恢復(fù)到原來的狀態(tài),一定會對外界產(chǎn)生無法消除的影響，這就是自然界的不可逆性。二.能量耗散與退化退化：能量耗散與退化：在自然界發(fā)生的種種變化中，能量的總值雖然保持不變（守恒），但是能量可被利用的價值卻越來越小，或者說能量的品質(zhì)在逐步降級。耗散：燃料燃燒時一旦把自己的熱量釋放出去，它就不會自動聚集起來供人類重新利用。三、能源2、人類利用能源大致經(jīng)歷了三個時期，即柴薪時期，煤炭時期，石油時期。1、能源：能夠提供可利用能量的物質(zhì)資源四、能源的劃分常規(guī)能源：在技術(shù)上比較成熟、使用較普遍的能源。煤炭、石油、天然氣等新能源：開始利用或正在研究開發(fā)的能源太陽能、核能、地?zé)崮芩?、能源的劃分一次能源：直接來自自然界的能?/p>

煤炭、石油、天然氣二次能源：從一次能源直接或間接轉(zhuǎn)化而來的能源電能可再生能源不可再生能源五、能源的利用綠色能源：一.在釋放能量和能量轉(zhuǎn)化過程中對環(huán)境不造成污染的能源風(fēng)能、潮汐能（可再生能源）太陽能、地?zé)崮埽ㄇ鍧嵞茉矗淠茉?、物質(zhì)能六、能源利用帶來的環(huán)境問題溫室效應(yīng)：大量燃燒石油、煤炭、天然氣等產(chǎn)生的二氧化碳?xì)怏w，增大了大氣中二氧化碳的含量，由于二氧化碳對長波的輻射有強(qiáng)烈的吸收作用，且像暖房的玻璃一樣，只準(zhǔn)太陽光的熱輻射進(jìn)來，不讓室內(nèi)長波熱輻射出去，使地球氣溫上升,這種效應(yīng)叫溫室效應(yīng)．溫室效應(yīng)使兩極的冰雪融化，海平面上升，淹沒沿海城市，使海水倒流入河流，從而使耕地鹽堿化．酸雨酸雨是指pH小于5.5的雨、雪或其他形式的大氣降水．形成酸雨的主要原因是燃燒煤炭和石油，以及工業(yè)生產(chǎn)等釋放到大氣中的二氧化硫和氮氧化物，通過化學(xué)反應(yīng)分別轉(zhuǎn)化為硫酸和硝酸，混入雨水和雪水中，使其酸度增加．同時，酸雨的形成還與大氣中其他許多堿性物質(zhì)如飛灰中的氧化鈣、土壤中的碳酸鈣等與酸發(fā)生中和反應(yīng)有關(guān)．酸雨對人類是有害的，首先危害人體健康：由于酸雨可溶解空氣及土壤中的重金屬粒子，人飲用了這種水就能誘發(fā)各種疾病；其次使土壤酸度增加從而危害植物的正常生長，使土壤沙化；河流湖泊酸化后就影響水生物及魚類的生長等，嚴(yán)重破壞生態(tài)環(huán)境；再者酸雨是強(qiáng)腐蝕劑，能腐蝕建筑材料．內(nèi)燃機(jī)工作時的高溫使空氣中和燃料中的多種物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生氮氧化合物和碳?xì)浠衔铮@些化合物在大氣中受到紫外線的照射，產(chǎn)生二次污染物質(zhì)——光化學(xué)煙霧．這些物質(zhì)有毒，能引起人的多種疾?。饣瘜W(xué)煙霧、浮塵臭氧層受到破壞核污染生態(tài)平衡破壞關(guān)于能源的開發(fā)和利用，下列觀點正確的是(

)A．無節(jié)制地利用能源，是一種盲目的短期行為B．根據(jù)能量守恒定律，能源是取之不盡、用之不竭的C．能源的開發(fā)和利用，必須同時加強(qiáng)對環(huán)境的保護(hù)D．不斷開發(fā)新能源，是緩解能源危機(jī)的主要途徑

思考一下：解析：

答案：

ACD

【跟蹤發(fā)散】

下列供熱方式最有利于環(huán)境保護(hù)的是(

)A．用煤做燃料供熱B．用石油做燃料供熱C．用天然氣或煤氣做燃料供熱D．用太陽能灶供熱解析：

煤、石油、天然氣等燃料的利用，使人類獲得大量的內(nèi)能．但由于這些燃料中含有雜質(zhì)以及燃燒的不充分，使得廢氣中含粉塵、一氧化碳、二氧化硫等物質(zhì)污染了大氣．而太陽能是一種無污染的能源，應(yīng)大力推廣，故答案應(yīng)選D.答案：

D3．導(dǎo)致大氣中CO2濃度增加的主要原因是(

)A．大量植物和生物物種滅絕B．大量燃料如石油、煤炭、天然氣等的燃燒C．人口劇增，呼出的二氧化碳增多D．自然因素破壞了地球環(huán)境生態(tài)平衡解析：

從生活實際出發(fā)，應(yīng)該知道現(xiàn)代社會的工業(yè)、生活等會消耗大量的煤、石油、天然氣等化石燃料，它們在燃燒過程中會產(chǎn)生大量的二氧化碳，這些二氧化碳直接排入大氣中，導(dǎo)致大氣二氧化碳濃度增加．答案：

B

4．能源利用的過程實質(zhì)上是(

)A．能量的消失過程B．能量的創(chuàng)造過程C．能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過程D．能量的轉(zhuǎn)化、傳遞并且逐漸消失的過程解析：

能源利用的過程是做功或熱傳遞的過程，前者是能量的轉(zhuǎn)化，后者是能量的轉(zhuǎn)移．答案：

C

5．能源的開發(fā)和利用，下列觀點不正確的(

)A．能源是有限的，無節(jié)制的利用能源，是一種盲目的短期行為B．根據(jù)能量守恒定律，能源是取之不盡、用之不竭的C．能源的開發(fā)和利用，必須同時加強(qiáng)對環(huán)境保護(hù)D．不斷開發(fā)新能源，是緩解能源危機(jī)、加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)的主要途徑

解析：

化石能源的資源是有限的，因此要開發(fā)和利用新能源，同時加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)，故選B.答案：

B

課堂小結(jié)一、能源的分類（1）能源分類方法能源分類名稱特點舉例按形成或轉(zhuǎn)換特點分一次能源自然形成，未經(jīng)加工太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮堋⒑四?、潮汐能二次能源由一次能源?jīng)加工轉(zhuǎn)換而成焦炭、木炭、蒸汽、液化氣、酒精、汽油、電能能源分類方法能源分類名稱特點舉例按利用技術(shù)分常規(guī)能源已大規(guī)模正常使用煤、石油、天然氣、水能新能源正在開發(fā)，或有新的利用方式太陽能、核能、地?zé)崮?、海洋能、沼氣能、風(fēng)能按可否再生分可再生能源可循環(huán)使用、不斷補(bǔ)充水能、風(fēng)能、生物質(zhì)能、地?zé)崮懿豢稍偕茉炊唐趦?nèi)無法轉(zhuǎn)換獲得煤、石油、天然氣、核燃料一、能源的分類（2）能源分類方法能源分類名稱特點舉例按對環(huán)境污染情況分清潔能源對環(huán)境基本上沒有污染太陽能、海洋能、風(fēng)能、水能污染能源會嚴(yán)重污染環(huán)境化石燃料(煤、石油、天然氣)一、能源的分類（3）CO2氣體有個“怪脾氣”，它幾乎不吸收太陽的短波輻射，大氣中CO2濃度增加能使地表溫度因受太陽輻射而上升；另外，它還有強(qiáng)烈吸收地面紅外熱輻射的作用，阻礙了地球周圍的熱量向外層空間的排放，使整個地球就像一個大溫室一樣．因此,大氣中二氧化碳?xì)怏w濃度的急劇增加已導(dǎo)致氣溫的逐步上升，使全球氣候變暖．環(huán)境污染與防止課內(nèi)練習(xí)與課后作業(yè)1．課內(nèi)練習(xí)：練習(xí)冊：P8/1-52．課后作業(yè)：

練習(xí)冊：P9/9、10、11第七章內(nèi)能能量守恒定律D學(xué)習(xí)包——太陽能的利用

上海協(xié)和雙語高級中學(xué)理科綜合組2012年8月Email:zsbgfy88@163.comD學(xué)習(xí)包——太陽能的利用太陽能太陽能是太陽內(nèi)部連續(xù)不斷的核聚變反應(yīng)過程產(chǎn)生的能量狹義太陽能是指現(xiàn)代能用現(xiàn)代技術(shù)直接利用轉(zhuǎn)化的太陽輻射廣義太陽能除包括狹義太陽能外，還包括間接獲得到太陽能量，如由于太陽輻射引起的大氣流動——風(fēng)能、遠(yuǎn)古植物形成煤等太陽能資源每年地球接受的太陽能至少有5.5×1024J，約相當(dāng)于燃燒1.0×1014t標(biāo)準(zhǔn)煤所釋放的能量。我國陸地表面每年接受的太陽能輻射約為5.0×1018kJ,全國各地太陽年輻射總量達(dá)335～837kJ/（cm2·a）中值為586kJ/（cm2·a）。太陽能的利用家用太陽能的利用工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)太陽能的利用公用設(shè)施問題？？？太陽能是取之不盡的嗎？為什么現(xiàn)在還不能普遍的用太陽能代替其他能源？如何用人工方法獲取并儲存太陽能？如何提高太陽能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的效率？課前一題第二課時習(xí)題課

空氣壓縮機(jī)在一次壓縮中，活塞對空氣做了2×105J的功，同時空氣的內(nèi)能增加了1.5×105J，這一過程中空氣向外界傳遞的熱量是多少？解析：

選擇被壓縮的空氣為研究對象，根據(jù)熱力學(xué)第一定律有ΔU＝W＋Q.由題意可知W＝2×105J，ΔU＝1.5×105J，代入上式得Q＝ΔU－W＝1.5×105J－2×105J＝－5×104J.負(fù)號表示空氣向外釋放熱量，即空氣向外界傳遞的熱量為5×104J.答案：

5×104J【反思總結(jié)】

應(yīng)用熱力學(xué)第一定律解題的一般步驟(1)首先應(yīng)明確研究對象是哪個物體或者是哪個熱力學(xué)系統(tǒng)．(2)分別列出物體或系統(tǒng)吸收或放出的熱量；外界對物體或系統(tǒng)所做的功或物體或系統(tǒng)對外所做的功．(3)根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU＝Q＋W列出方程進(jìn)行求解．(4)特別應(yīng)注意的就是物理量的正負(fù)號及其物理意義．【跟蹤發(fā)散】一定質(zhì)量的氣體，從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B的過程中，內(nèi)能增加了160J，下列是關(guān)于內(nèi)能變化的可能原因的說法，其中不可能的是(

)A．從A到B的絕熱過程中，外界對氣體做功160JB．從A到B的單純傳熱過程中，外界對氣體傳遞了160J的熱量C．從A到B的過程中吸熱280J，并對外界做功120JD．從A到B的過程中放熱280J，外界對氣體做功120J解析：

由熱力學(xué)第一定律ΔU＝W＋Q可知，A、B、C正確，D錯誤．答案：

D我設(shè)計的一個“永動機(jī)”我認(rèn)為這個輪子會永無休止地沿著箭頭所指的方向轉(zhuǎn)動下去，并且?guī)訖C(jī)器轉(zhuǎn)動。你相信嗎？原因是：右邊的球比左邊的球離轉(zhuǎn)軸遠(yuǎn)些，因此右邊的球的重力與力臂的乘積要比左邊的球的重力與力臂的乘積大。一個重要的定律：

能量守