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4能源與可持續(xù)發(fā)展第十二章電能能量守恒定律能量既然守恒,不會消失,不會增多,總量保持不變.為什么要節(jié)約能源?節(jié)約的到底是什么?節(jié)約的意義何在?2思考能量守恒定律:能量既不會產生,也不會憑空消失,它只能從一種形式轉化為另一種形式,或者從一個物體轉移到別的物體,在轉化和轉移的過程中,能量的總量保持不變.3能量守恒定律一位法國人與一位美國人互相吹牛。法國人說:“我們國家有一種最先進的機器,你從這邊把生豬推進去,那邊就會自動出香腸和罐頭。”“那算什么!”美國人說,“我們的機器比你們的先進多了!當我們的香腸和罐頭味道不太好時,從那邊把香腸和罐頭送進去,這邊就自動出生豬!”將一塊燒紅的鐵塊投入冷水中,會發(fā)生什么現(xiàn)象?鐵塊的溫度降低,水的溫度升高,最終兩者溫度相同.將燒紅的鐵塊投入水中,結果鐵塊溫度更高,水的溫度更低。將一塊燒紅的鐵塊投入冷水中,會不會發(fā)生下面的現(xiàn)象?內燃機把汽油的化學能轉化為汽車的機械能、內能?;瘜W能內能內能機械能一、能量轉移和能量轉化的方向性這些機械能、內能無法再轉化回可以被利用的能源。火力發(fā)電廠把煤中貯存的化學能轉化為電能,供生產和生活用。用電器將電能轉化為內能、光能、機械能多種形式的能后,這些能量無法再變回能源?;瘜W能內能內能電能在熱傳遞的過程中,熱量只能自發(fā)地從高溫物體轉移到低溫物體,不能相反。如果要使熱量從低溫物體轉移到高溫物體,就需要消耗其他形式的能量。例如電冰箱就需要消耗電能。燃料燃燒時,一旦把自己的熱量釋放出去,它就不會再次自動聚集起來供人類重新利用,電池中的化學能轉化為電能,它又通過燈泡轉化成內能和光能,熱和光被其他物質吸收后變?yōu)橹車h(huán)境的內能,我們無法把這些內能收集起來重新利用.這種現(xiàn)象叫做能量的耗散.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,在能源利用的過程中,即在能量的轉化過程中,能量在數(shù)量上并沒有減少.但是可利用的品質上降低了,從便于利用變?yōu)椴槐阌诶昧?。這是節(jié)約能源的根本原因.這說明能量的耗散從能量轉化的角度反映出自然界中宏觀過程的方向性.
思考可再生能源:太陽能、風能、水能等可以在自然界里源源不斷地得到。不可再生能源:化石能源、核能等能源會越用越少。二、能源的分類與應用無窮無盡——太陽能①數(shù)量巨大:到達地球的太陽能每年可達1024焦耳.是目前世界每年所消耗各種能量總和的104倍.②時間長久:研究表明,太陽還可以為我們提供持續(xù)穩(wěn)定的能量約五十億年.③清潔安全:太陽能素有“干凈能源”和“安全能源”之稱.它不僅毫無污染,也毫無危險.利用方式:可以利用太陽能取暖、加熱、發(fā)電.永葆青春——風能風能是因空氣流做功而提供給人類的一種可利用的能量,據(jù)估算全世界每年的風能總量約為1.6×1022焦耳.風能儲量豐富、分布廣泛、干凈清潔.利用方式:風能可以用來發(fā)電.豐富清潔——水能水能的資源總量多,成本低、可再生、無污染.我國是世界上水能資源總量最多的國家.利用方式:水電站是利用水能的重要形式.三峽水電站浙江溫嶺江廈潮汐發(fā)電站,位居世界第三未來能源的希望——核能華龍一號核能是原子核內部釋放的巨大能量,有核聚變能和核裂變能.核能的儲量大、成本低,干凈清潔.利用方式:建立核電站我們的衣食住行和社會的存在與發(fā)展都離不開能源.縱觀人類歷史,社會的每次巨大進步,都伴隨著能源利用方式的變革.三、能源與社會發(fā)展1.社會的存在與發(fā)展都離不開能源火的使用,這是人類能源使用史上的里程碑蒸汽機的發(fā)明和改良,是對化石能源的大規(guī)模利用,開始了人類文明的新紀元.內燃機的發(fā)展,強有力地推動了19世紀末、20世紀初開始的機械化和電氣化進程.
燃氣輪機和蒸汽輪機的發(fā)展,為20世紀中葉大規(guī)模發(fā)電和航空事業(yè)奠定了基礎.煤炭、石油和天然氣燃燒時放出大量的二氧化碳氣體進入大氣中造成的.溫室效應導致全球變暖、冰川融化、海平面上升、氣候異常.2.能源的大量消耗,帶來了諸多環(huán)境問題燃燒煤、石油、天然氣等產生的硫氧化物或氮氧化物,在大氣中經過化學反應再結合空氣中的水形成酸雨.
酸雨導致土壤酸化,破壞植物、污染河流、腐蝕建筑物.
內燃機工作時的高溫使空氣中和燃料中的多種物質發(fā)生化學反應,產生氮氧化物和碳氫化合物,這些化合物在大氣中受到紫外線的照射,產生的二次污染物質.
光化學煙霧這些有毒物質,能引起人的多種疾病由工業(yè)廢氣、汽車尾氣、焚
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