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(xué)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(jì)的今天，能源的利用與環(huán)境保護(hù)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(yán)重破壞。如何高效、清潔地利用能源，減少對環(huán)境的負(fù)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(lǐng)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(yīng)用：水力發(fā)電（3）水力發(fā)電的實質(zhì)：能量轉(zhuǎn)化水輪機(jī)的機(jī)械能水的勢能電能一、能源的利用方式2.風(fēng)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(fēng)能?？諝饬魉僭礁?，動能越大（2）應(yīng)用：風(fēng)力發(fā)電（3）風(fēng)力發(fā)電的實質(zhì)：能量轉(zhuǎn)化風(fēng)的動能風(fēng)車的機(jī)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(yīng)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(xué)轉(zhuǎn)化太陽能熱能太陽能電能太陽能化學(xué)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(yīng)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(yīng)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(jī)械能內(nèi)能電能1.各種各樣的能量機(jī)械能是與物體的運(yùn)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(jī)、電池等能量形式含義示例電磁能核能化學(xué)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(yīng)(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(xué)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(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能熱水器電能轉(zhuǎn)化為機(jī)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(dá)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(dǎo)過程是有方向性的，熱量從高溫物體向低溫物體的熱傳導(dǎo)過程是能自發(fā)進(jìn)行的，而其相反方向的過程是不能自發(fā)進(jìn)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(fēng)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。化石燃料的開采、運(yùn)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(zāi)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(dǎo)致空氣能見度低，引起酸雨進(jìn)而腐蝕建筑、抑制植物生長、間接加劇溫室效應(yīng)等，導(dǎo)致環(huán)境質(zhì)量下降。三、能源與環(huán)境3.環(huán)境保護(hù)（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(yùn)輸活動產(chǎn)生的有害氣體、液體、噪聲，海上船舶運(yùn)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(shè)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(shè)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(shè)對環(huán)境的破壞。（3）保護(hù)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(hù)。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(rèn)為下列哪些觀點(diǎn)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(dān)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(jī)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(jī)A1.能源的利用方式：水能、風(fēng)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；