第一節(jié) 能量的轉(zhuǎn)化與守恒 第二節(jié) 能源的開發(fā)和利用

第一節(jié)能量的轉(zhuǎn)化與守恒第二節(jié)能源的開發(fā)和利用第二十章能源、材料與社會(huì)1.通過實(shí)例了解能量及其存在的不同形式。2.通過實(shí)例認(rèn)識(shí)能量可以從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一物體，不同形式能量可以互相轉(zhuǎn)化。

3.知道能量守恒定律。能舉出日常生活中能量守恒的實(shí)例。4.初步了解在現(xiàn)實(shí)生活中能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移有一定的方向性。5.能結(jié)合實(shí)例，說出不可再生能源和可再生能源的特點(diǎn)。6.了解核能的優(yōu)點(diǎn)和可能引發(fā)的問題。你知道其中的能量是如何轉(zhuǎn)化的嗎？一、多種形式的能量1.能量的表現(xiàn)形式能量的表現(xiàn)形式2.自然界的能量類別木材燃燒時(shí)產(chǎn)生光和熱就來源于木材里儲(chǔ)存的化學(xué)能。人體運(yùn)動(dòng)所消耗的能量都來源于食物里儲(chǔ)存的化學(xué)能。機(jī)械能、電磁能、內(nèi)能、化學(xué)能、核能等①化學(xué)能:

發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí)，由于物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)變化而產(chǎn)生的能量②核能由于核反應(yīng)，物質(zhì)的原子核結(jié)構(gòu)發(fā)生變化而產(chǎn)生的能量核能秦山核電站我國(guó)第一顆原子彈爆炸你能說出下列物體所具有的能量嗎？二、能量的轉(zhuǎn)移與轉(zhuǎn)化1.各種形式的能量是可以相互轉(zhuǎn)化的內(nèi)能電能機(jī)械能火力發(fā)電機(jī)電爐電動(dòng)機(jī)風(fēng)力發(fā)電機(jī)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)摩擦生熱轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化它們的能量如何轉(zhuǎn)化？它的能量如何轉(zhuǎn)化？化學(xué)能電能機(jī)械能聲能光能轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化能量的轉(zhuǎn)化與守恒活動(dòng)一：在教室中用現(xiàn)有條件做幾個(gè)能量的轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)二：規(guī)則：全班分成男女兩組進(jìn)行比賽，如男同學(xué)說“電動(dòng)機(jī)工作”（電能→機(jī)械能），則女同學(xué)要舉出機(jī)械能轉(zhuǎn)化成其他能量的例子，依次接龍，舉對(duì)一個(gè)加10分，錯(cuò)一個(gè)扣10分。接龍游戲：樹木充電器充電太陽(yáng)燃煤電廠活動(dòng)三：1234根據(jù)能量轉(zhuǎn)化的順序來排序，并講述能量轉(zhuǎn)化的故事樹木太陽(yáng)燃煤電廠剃須刀1234太陽(yáng)能化學(xué)能內(nèi)能電能1234活動(dòng)四：根據(jù)能量轉(zhuǎn)化的順序來排序，并講述能量轉(zhuǎn)化的故事1234太陽(yáng)自行車小麥人(進(jìn)食)太陽(yáng)能化學(xué)能化學(xué)能機(jī)械能舉重運(yùn)動(dòng)員將500N的杠鈴舉高2m，運(yùn)動(dòng)員對(duì)杠鈴至少做多少功？解：W=Gh=500N×2m=1000J答：運(yùn)動(dòng)員對(duì)杠鈴至少做功1000J1000J1000J此時(shí)杠鈴的勢(shì)能增加多少J？有多少化學(xué)能轉(zhuǎn)化為杠鈴的勢(shì)能？算一算接在36V電路中的一盞電燈，通過電燈的電流為1A，通電10s，電流做功

J，消耗電能

J，那么，就有

J的電能轉(zhuǎn)化為

能。360360360熱能和光放在桌上的熱水袋冷卻，熱水的內(nèi)能消失了嗎？說一說填一填1.能量守恒定律三、能量守恒定律大量的研究表明：自然界的能量是守恒的能量守恒定律: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)化為另一種形式，或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，而能的總量保持不變。能量守恒定律動(dòng)能和勢(shì)能的轉(zhuǎn)化1.電風(fēng)扇工作時(shí)，消耗的電能與電動(dòng)機(jī)獲得的機(jī)械能相等嗎？2.掉在地上的彈性小球?yàn)槭裁丛教降?討論：我國(guó)有句俗語(yǔ)：“既要馬兒跑，又要馬兒不吃草?！蹦阏J(rèn)為這可能嗎？為什么？這個(gè)“永動(dòng)機(jī)”能旋轉(zhuǎn)不息嗎？永動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)圖1.“永動(dòng)機(jī)”：不消耗任何能量和燃料，卻源源不斷對(duì)外做功的機(jī)器。2.由能量守恒定律知：無(wú)法實(shí)現(xiàn)。3.工程技術(shù)的任務(wù)，在于設(shè)法找出合理利用能源的途徑，并減少機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)過程中不必要的能量損耗，而不是去研制永遠(yuǎn)無(wú)法實(shí)現(xiàn)的“永動(dòng)機(jī)”。無(wú)法實(shí)現(xiàn)的“永動(dòng)機(jī)”原子彈為什么有那么大的威力？1.當(dāng)一塊熾熱的鐵塊投入水中時(shí),能量如何轉(zhuǎn)移？2.當(dāng)雜技演員沿竹竿下滑時(shí)，能量又是如何轉(zhuǎn)化？鐵塊的內(nèi)能水的內(nèi)能(溫度相同)鐵塊能自發(fā)地從同溫度的水中吸收熱量，使自己變得熾熱嗎？演員的重力勢(shì)能手和竹竿的內(nèi)能手和竹竿的內(nèi)能能使演員上升嗎？分析以上事例你能得出結(jié)論嗎？分析:遵循能量的轉(zhuǎn)化和守恒定律的事件是否一定會(huì)發(fā)生呢？能量的轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化有一定的方向性。問題：能量的轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化的方向性1.熱量只能從溫度高的物體傳向溫度低的物體或從高溫部分傳向低溫部分。2.當(dāng)重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能為自發(fā)時(shí)，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能就不可能為自發(fā)?；顒?dòng)五：舉出能量的轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化有一定的方向性的例子

中國(guó)石油危機(jī)中國(guó)南海發(fā)現(xiàn)可燃冰發(fā)育區(qū)能解人類能源危機(jī)月球資源將挽救地球?qū)沓霈F(xiàn)的能源危機(jī)觀察挖掘機(jī)、火車、摩托車、汽車、火箭、太陽(yáng)能汽車、滑翔機(jī)的圖片思考給它們提供運(yùn)轉(zhuǎn)能量的物質(zhì)是什么？動(dòng)動(dòng)腦筋思考問題：能源與社會(huì)挖掘機(jī)火車摩托車汽車火箭太陽(yáng)能汽車滑翔機(jī)能源的概念像煤、天然氣、汽油、水流、風(fēng)、電、太陽(yáng)光等能夠提供能量的物質(zhì)資源，我們把它們都叫作能源?？稍偕茉茨氵€知道人類已經(jīng)利用的其他能源嗎？風(fēng)能、水能、太陽(yáng)能、生物能等煤、石油、天然氣、核能等不可再生能源按來源劃分:一次能源和二次能源一次能源是自然界直接提供的能源。由自然界提供的能源轉(zhuǎn)化而來的能源是二次能源。風(fēng)能、汽油、沼氣分別屬于什么能源呢?原始人對(duì)火的利用奴隸社會(huì)、封建社會(huì)對(duì)畜力的利用和水力的利用現(xiàn)代化的煤礦開采火畜力、水力現(xiàn)在的各種能源能源的開發(fā)和利用與社會(huì)發(fā)展的關(guān)系利用資源的種類少多利用資源的規(guī)模小大社會(huì)發(fā)展水平低高我國(guó)的能源構(gòu)成：煤75%、石油17%、天然氣2%、其他6%看圖，世界能源以哪三種為主？

目前世界和我國(guó)的能源消耗都以煤﹑石油、天然氣為主,分析這樣的能源結(jié)構(gòu)是否合理?如果這樣發(fā)展下去會(huì)出現(xiàn)什么問題?

據(jù)專家預(yù)測(cè)世界上的煤還可開采約192年,天然氣還可開采約67年,石油還可開采40多年。2010年,我國(guó)石油消費(fèi)50%靠進(jìn)口。能源的大量使用促進(jìn)了社會(huì)的發(fā)展,但同時(shí)也帶來了許多資源和環(huán)境問題,結(jié)合本課談一談你認(rèn)為會(huì)帶來哪些問題?主要國(guó)家能源消耗量能源的大量應(yīng)用造成環(huán)境污染光化學(xué)事件倫敦?zé)熿F事件酸雨腐蝕佛像酸雨破壞樹木溫室效應(yīng)以前我們的家園是多么的美麗藍(lán)天、白云、空氣、怡人的麗日可是今天社會(huì)的發(fā)展離不開能源,人類將如何才能解決好能源與保護(hù)環(huán)境這一問題呢?作為未來的主人,請(qǐng)暢所欲言。某報(bào)第二版頭條新聞?dòng)统撬郊臆囬_始和氣“熱戀”據(jù)記者了解,對(duì)私家車進(jìn)行改裝,讓汽車由“喝油”變?yōu)椤盁龤狻?是近些年才出現(xiàn)的。如今隨著國(guó)內(nèi)油價(jià)的不斷上漲,汽車油改氣的話題越來越引起人們的關(guān)注,私家車改裝在油城也呈愈演愈烈之勢(shì)。通過這段文字你能想到什么?你怎樣看待這種現(xiàn)象?生活與社會(huì)面對(duì)日趨嚴(yán)重的能源危機(jī)，我們既要_____________，又要_____________。樹立節(jié)能觀開發(fā)新能源能源危機(jī)日趨嚴(yán)重怎么辦？哪些新能源具有廣闊的前景？開發(fā)新能源太陽(yáng)能的開發(fā)和利用太陽(yáng)深處的極高溫度是1500萬(wàn)℃和極高壓力約2×1016Pa，據(jù)粗略估計(jì)，太陽(yáng)向地球表面輻射的功率為8.1×1014kW相當(dāng)于3.5萬(wàn)倍標(biāo)準(zhǔn)煤釋放的能量?？戳藬?shù)據(jù)再請(qǐng)同學(xué)們計(jì)算一下：太陽(yáng)每小時(shí)輻射到地球的總能量有多少？W=Pt=8.1×1017W×3600s=2.92×1021J太陽(yáng)能十分巨大。請(qǐng)同學(xué)們計(jì)算一下：太陽(yáng)能以光和熱的形式向四周輻射，那么它的光和熱到達(dá)地球上要經(jīng)過多長(zhǎng)時(shí)間？

地球每小時(shí)從太陽(yáng)獲得的太陽(yáng)能量有2.92×1021焦，這比目前全世界在一年內(nèi)能源生產(chǎn)的總量還多，可見太陽(yáng)能有多么巨大．那么太陽(yáng)能會(huì)不會(huì)用完呢？根據(jù)科學(xué)家推算，太陽(yáng)像現(xiàn)在這樣不停地向外輻射能量，還可以維持50億年以上，對(duì)于人類來說，太陽(yáng)能可以說是一種取之不盡，用之不竭的永久性能源。太陽(yáng)能供應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)久。

我們到哪里去取太陽(yáng)能？怎樣獲取呢？（只要太陽(yáng)能照到的地方，就有太陽(yáng)能，不用專門去尋找；只要用東西接收就行了，不需要挖掘開采）太陽(yáng)能分布廣闊，獲取方便。

太陽(yáng)能儲(chǔ)熱太陽(yáng)能熱水器、太陽(yáng)能灶等太陽(yáng)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芴?yáng)能直接發(fā)電太陽(yáng)能電池、太陽(yáng)能汽車等太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能太陽(yáng)能手提燈

既然太陽(yáng)能有那么多優(yōu)點(diǎn)，為什么不大量推廣、大范圍應(yīng)用呢？目前還有些技術(shù)問題沒有解決。

廣泛利用太陽(yáng)能的困難

1.太陽(yáng)能雖然十分巨大，但它太分散2.太陽(yáng)能不穩(wěn)定，不能正常使用3.目前太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換器的效率不高太陽(yáng)能的開發(fā)和利用優(yōu)點(diǎn)：能量巨大、供應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)、分布廣泛獲取方便、無(wú)污染、安全經(jīng)濟(jì)。缺點(diǎn)：能量分散、間斷、不穩(wěn)定。太陽(yáng)能的特點(diǎn)沼氣能源

我國(guó)農(nóng)村3/4人口使用草木燃料，造成了土壤肥力的下降，水土流失、土壤沙化等生態(tài)平衡被破壞的現(xiàn)象，而且是對(duì)能源的極大浪費(fèi)。將人畜排泄物和作物秸稈等混合物投入沼氣池內(nèi)進(jìn)行微生物發(fā)酵?？傻玫饺紵蹈叩恼託夂陀袡C(jī)肥料。沼氣地地?zé)崮艿責(zé)岬厍騼?nèi)部具有的熱能稱為地?zé)崮?，是地球本身蘊(yùn)藏的能量。應(yīng)用形式：地下熱水、地?zé)嵴羝?。?yīng)用范圍：發(fā)電、洗浴、取暖、灌溉等。西藏羊八井地?zé)犭娬臼俏覈?guó)最大的地?zé)犭娬境毕艹毕苁怯捎诘厍蚝驮虑?、太?yáng)相互作用產(chǎn)生的能量。漲潮時(shí)退潮時(shí)潮汐電站工作原理浙江溫嶺江廈潮汐電站為全國(guó)第一、世界第三的潮汐電站核能秦山核電站能量與能源能量的轉(zhuǎn)化與守恒多種形式的能量化學(xué)能內(nèi)能電磁能機(jī)械能應(yīng)用能源與社會(huì)能源分類能源與環(huán)境開發(fā)新能源其他新能源核能太陽(yáng)能1.下列做法屬于能量轉(zhuǎn)化的是（）

A.人烤火取暖

B.劃火柴點(diǎn)火

C.用熱水袋取暖

D.用煤氣爐給一壺水加熱

B2.分析各現(xiàn)象中能的轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移（機(jī)械能→內(nèi)能）（內(nèi)能→機(jī)械能）（機(jī)械能→電能）（電能→機(jī)械能）（電能→內(nèi)能

光能）（化學(xué)能→內(nèi)能）（光能→化學(xué)能）（原子核能→內(nèi)能→電能）（機(jī)械能→內(nèi)能）（電能→化學(xué)能）（化學(xué)能→內(nèi)能）（機(jī)械能→電能→內(nèi)能光能）鋸木頭，鋸條發(fā)熱氣體膨脹做功，溫度降低水輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)水泵轉(zhuǎn)動(dòng)電流通過燈絲使燈絲發(fā)光煤燃燒光合作用原子能發(fā)電壓縮氣體做功給蓄電池充電木材燃燒手搖發(fā)電機(jī)發(fā)電使燈泡發(fā)光3.能源問題是現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展的三大要素之一,在能源家族中:⑴柴薪、⑵煤炭、⑶石油、⑷天然氣、