能源的利用方式能量的轉(zhuǎn)化與守恒能源與環(huán)境課件高二上學期物理粵教版

第五章

電能與電源的可持續(xù)發(fā)展第2~4節(jié)

能源的利用方式能量的轉(zhuǎn)化與守恒能源與環(huán)境在21世紀的今天，能源的利用與環(huán)境保護成為了全球性的議題。隨著工業(yè)化和城市化的快速發(fā)展，能源需求急劇上升，而化石燃料的大量消耗不僅加劇了資源的枯竭，也對環(huán)境造成了嚴重破壞。如何高效、清潔地利用能源，減少對環(huán)境的負面影響，成為了我們必須面對的挑戰(zhàn)。讓我們深入探討這一領域，尋找實現(xiàn)能源與環(huán)境和諧共存的解決方案。1.知道能源的利用方式2.理解能量守恒定律3.理解能源、環(huán)境與人類生存的關(guān)系4.知道能源的開發(fā)和利用對環(huán)境造成的污染一、能源的利用方式1.水能（1）水能是一種能源，是指水體的動能、勢能和壓力能等能量資源。（2）應用：水力發(fā)電（3）水力發(fā)電的實質(zhì)：能量轉(zhuǎn)化水輪機的機械能水的勢能電能一、能源的利用方式2.風能（1）因空氣流動而提供給人類的一種可利用的能量，空氣流具有的動能稱風能?？諝饬魉僭礁撸瑒幽茉酱螅?）應用：風力發(fā)電（3）風力發(fā)電的實質(zhì)：能量轉(zhuǎn)化風的動能風車的機械能電能一、能源的利用方式3.太陽能（1）太陽能是太陽對地球輻射的能量，一種取之不盡、用之不竭且對環(huán)境無污染的能源（2）應用：溫室大棚、太陽房、太陽能集熱器、熱水器、太陽灶。直接利用太陽能的方式主要有三種：（1）光熱轉(zhuǎn)化（2）光電轉(zhuǎn)化（3）光化學轉(zhuǎn)化太陽能熱能太陽能電能太陽能化學能集熱板儲熱水箱一、能源的利用方式3.太陽能核能：是一種儲存在原子核內(nèi)部的能量。核裂變核聚變由較重的原子核（主要是指鈾核或钚核）分裂成兩個或多個質(zhì)量較輕的原子核的反應由兩個質(zhì)量較輕的原子核（如氘或氚）在一定條件下聚合成一個較重的原子核的反應一、能源的利用方式4.核能二、能量的轉(zhuǎn)化與守恒能量形式含義示例機械能內(nèi)能電能1.各種各樣的能量機械能是與物體的運動或位置高度、形變相關(guān)的能量,可以表現(xiàn)為動能,也可以表現(xiàn)為勢能行駛的汽車、被拉開的弓、聲音等物質(zhì)中分子的動能和勢能總和自然界的一切物質(zhì)電能是與電有關(guān)的能量工作中的發(fā)電機、電池等能量形式含義示例電磁能核能化學能電磁場所具有的能量無線電波、可見光、紫外線、紅外線等通過核反應(裂變或聚變)由原子核釋放的能量原子彈、氫彈等發(fā)生化學變化時釋放出來的能量石油、煤、天然氣等二、能量的轉(zhuǎn)化與守恒1.各種各樣的能量二、能量的轉(zhuǎn)化與守恒水電站水的機械能轉(zhuǎn)化為電能熱水器電能轉(zhuǎn)化為機械能動車太陽能轉(zhuǎn)化為熱能不同能量形式之間是可以相互轉(zhuǎn)化的。思考：在能量轉(zhuǎn)化過程中遵循什么規(guī)律呢？二、能量的轉(zhuǎn)化與守恒2.能量守恒能量既不會憑空產(chǎn)生，也不會憑空消失，它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式，或者從一個物體轉(zhuǎn)移到別的物體；在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過程中其總量不變，這就是能量守恒定律。表達式：E初＝E末；△E增＝△E減二、能量的轉(zhuǎn)化與守恒3.能量轉(zhuǎn)化（轉(zhuǎn)移）的方向性思考：煮好的熱雞蛋放到冷水中，過一會，雞蛋的溫度降低，水的溫度升高，最后二者溫度相同。是否可以發(fā)生這樣的現(xiàn)象：原來溫度相同的雞蛋和水，過一會水的溫度自發(fā)地降低，而雞蛋的溫度上升？熱傳導過程是有方向性的，熱量從高溫物體向低溫物體的熱傳導過程是能自發(fā)進行的，而其相反方向的過程是不能自發(fā)進行的。要使熱量從低溫物體傳給高溫物體，必須借助外界的作用。理論和實踐研究表明，在自然界的一切自發(fā)過程中，能量的轉(zhuǎn)化（轉(zhuǎn)移）都是有方向性的，但都不違反能量守恒定律。二、能量的轉(zhuǎn)化與守恒3.能量轉(zhuǎn)化（轉(zhuǎn)移）的方向性三、能源與環(huán)境1.能源的分類按基本形態(tài)分類，分為一次能源（包括可再生和不可再生能源）和二次能源。根據(jù)能源消耗后是否造成環(huán)境污染，可分為污染型能源和清潔型能源。根據(jù)能源使用的類型，又可分為常規(guī)能源和新型能源或商品能源和非商品能源。（1）煤、石油、天然氣等在短期內(nèi)不可以再次得到，一旦利用了就很難或者不能再次得到的能源，稱為不可再生能源。（2）水能、風能、潮汐能能夠在短期內(nèi)重新形成的或者循環(huán)利用的能源，稱為可再生能源。三、能源與環(huán)境2.能源對環(huán)境的影響（1）對大氣環(huán)境的影響：能源開發(fā)利用排出的有害氣體可以改變原有空氣的組成，并引起污染，造成全球氣候變化?；剂系拈_采、運輸、加工、轉(zhuǎn)換和利用都會污染大氣環(huán)境。（2）對生態(tài)環(huán)境的影響：如隨意砍伐森林、過度開采礦產(chǎn)造成生物多樣性減少、水土流失以及土地荒漠化，煤炭開采引發(fā)礦區(qū)土體坍塌、地表沉陷、地質(zhì)災害頻發(fā)，以及洗煤水污染、煤矸石堆積等。（3）對生態(tài)環(huán)境的影響：能源的過度開發(fā)利用導致空氣能見度低，引起酸雨進而腐蝕建筑、抑制植物生長、間接加劇溫室效應等，導致環(huán)境質(zhì)量下降。三、能源與環(huán)境3.環(huán)境保護（1）防治生產(chǎn)和生活的污染：防治工業(yè)生產(chǎn)排放的廢水、廢氣、廢渣；交通運輸活動產(chǎn)生的有害氣體、液體、噪聲，海上船舶運輸排出的污染物；城鎮(zhèn)生活排放的煙塵、污水和垃圾等造成的污染。（2）防止建設和開發(fā)的破壞：防止由大型水利工程、鐵路、公路干線等大型工業(yè)項目建設對環(huán)境造成的污染和破壞，農(nóng)墾和圍湖造田活動、森林和礦產(chǎn)資源的開發(fā)對環(huán)境的破壞和影響，新工業(yè)區(qū)、新城鎮(zhèn)建設對環(huán)境的破壞。（3）保護自然環(huán)境：對珍稀物種及其生活環(huán)境、特殊的自然發(fā)展史遺跡、地質(zhì)現(xiàn)象、地貌景觀等提供有效的保護。1．關(guān)于能量和能源，下列說法正確的是（）A．人類在不斷地開發(fā)和利用新能源，所以能量可以被創(chuàng)造B．在能源的利用過程中，由于能量在數(shù)量上并未減少，所以不需要節(jié)約能源C．自然界中只要涉及熱現(xiàn)象的宏觀過程都具有方向性D．能量耗散現(xiàn)象說明：在能量轉(zhuǎn)化的過程中，雖然能的總量并不減少，但能量品質(zhì)提升了C2．關(guān)于能源的開發(fā)和節(jié)約，你認為下列哪些觀點是錯誤的（）A．常規(guī)能源是有限的，無節(jié)制地利用常規(guī)能源，如石油之類，是一種盲目的短期行為B．根據(jù)能量守恒定律，擔心能源枯竭是一種杞人憂天的表現(xiàn)C．能源的開發(fā)和利用，必須要同時考慮其對環(huán)境的影響D．通過核聚變利用核能是目前開發(fā)新能源的一種新途徑B3．關(guān)于能量的轉(zhuǎn)化，下列說法中正確的是（）A．摩擦生熱的過程在任何情況下都是不可逆的B．空調(diào)既能制熱又能制冷說明熱傳遞不存在方向性C．永動機不存在的原因是能量在某些特殊情況下是不守恒的D．由于能量的轉(zhuǎn)化過程符合守恒定律，所以不會發(fā)生能源危機A1.能源的利用方式：水能、風能、太陽能、核能等。能量守恒定律：能量既不會憑空產(chǎn)生，也不會憑空消失，它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式，或者從一個物體轉(zhuǎn)移到別的物體；