【成才之路】高中新课标人教版物理选修3-3(学案课件+课时练习)：第十章热力学定律第六节能源和可持续发展.ppt

第十章第十章 热力学定律热力学定律人教版物理第十章第十章 热力学定律热力学定律人教版物理第十章第十章 热力学定律热力学定律人教版物理了解什么是能量耗散和品质降低了解什么是能量耗散和品质降低了解能源与人类社会、环境的关系了解能源与人类社会、环境的关系了解几种新能源的发展了解几种新能源的发展第十章第十章 热力学定律热力学定律人教版物理第十章第十章 热力学定律热力学定律人教版物理燃烧过程中燃烧的化学能要释放出来这些化学能最燃烧过程中燃烧的化学能要释放出来这些化学能最终将转化为什么能？终将转化为什么能？第十章第十章 热力学定律热力学定律人教版物理第十章第十章 热力学定律热力学定律人教版物理1分散在环境中的内能不管数量多么巨大，它也不分散在环境中的内能不管数量多么巨大，它也不过能使地球、大气稍稍变暖一点，却再也不能驱动机器做过能使地球、大气稍稍变暖一点，却再也不能驱动机器做功了这样的转化过程叫做功了这样的转化过程叫做2常规能源煤、石油、天然气等能源储存着高品质常规能源煤、石油、天然气等能源储存着高品质的能量，被利用时释放出来并最终转化为的能量，被利用时释放出来并最终转化为 的的内能，能量虽然不会减少，但高品质的能源会减少，所以内能，能量虽然不会减少，但高品质的能源会减少，所以要要能量耗散能量耗散低品质低品质节约能源节约能源第十章第十章 热力学定律热力学定律人教版物理3能源的利用过程实际上是能源的利用过程实际上是的过程，的过程，利用常规能源不可避免地带来环境污染与破坏如温室效利用常规能源不可避免地带来环境污染与破坏如温室效应、酸雨、化学烟雾等带来的恶性影响应、酸雨、化学烟雾等带来的恶性影响4当前，最具开发前景的新能源是当前，最具开发前景的新能源是能量转化能量转化太阳能太阳能第十章第十章 热力学定律热力学定律人教版物理第十章第十章 热力学定律热力学定律人教版物理系统的内能流散到周围环境中，没有办法把这些内能系统的内能流散到周围环境中，没有办法把这些内能收集起来加以利用，这种现象叫做能量耗散收集起来加以利用，这种现象叫做能量耗散能量从高度有用的形式降级为不大可用的形式叫品质能量从高度有用的形式降级为不大可用的形式叫品质降低能量在利用过程中，总是由高品质的能量最终转化降低能量在利用过程中，总是由高品质的能量最终转化为低品质的能量为低品质的能量.第十章第十章 热力学定律热力学定律人教版物理(1)概念：能源是提供可利用能量的物质概念：能源是提供可利用能量的物质(2)能源的分类能源的分类能源分能源分类方法类方法能源分能源分类名称类名称特点特点举例举例按形成按形成或转换或转换特点分特点分一次能源一次能源自然形成，未经自然形成，未经加工加工太阳能、风能、地热能、太阳能、风能、地热能、核能、潮汐能核能、潮汐能二次能源二次能源由一次能源经加由一次能源经加工转换而成工转换而成焦炭、木炭、蒸汽、液化焦炭、木炭、蒸汽、液化气、酒精、汽油、电能气、酒精、汽油、电能按利用按利用技术分技术分常规能源常规能源已大规模正常使已大规模正常使用用煤、石油、天然气、水能煤、石油、天然气、水能新能源新能源正在开发，或有正在开发，或有新的利用方式新的利用方式太阳能、核能、地热能、太阳能、核能、地热能、海洋能、沼气、风能海洋能、沼气、风能第十章第十章 热力学定律热力学定律人教版物理能源分类能源分类方法方法能源分能源分类名称类名称特点特点举例举例按可否再按可否再生分生分可再生能可再生能源源可循环使用、不可循环使用、不断补充断补充水能、风能、生物质水能、风能、生物质能、地热能能、地热能不可再生不可再生能源能源短期内无法转换短期内无法转换获得获得煤、石油、天然气、煤、石油、天然气、核燃料核燃料按对环境按对环境污染情况污染情况分分清洁能源清洁能源对环境基本上没对环境基本上没有污染有污染太阳能、海洋能、风太阳能、海洋能、风能、水能能、水能污染能源污染能源会严重污染环境会严重污染环境化石燃料化石燃料(煤、石油、煤、石油、天然气天然气)第十章第十章 热力学定律热力学定律人教版物理特别提醒：特别提醒：大量能量的使用不会使能的总量减少，却会导致能量大量能量的使用不会使能的总量减少，却会导致能量品质的降低，将能量从高度有用的形式降为不大可用的形品质的降低，将能量从高度有用的形式降为不大可用的形式，所以要节约能源式，所以要节约能源第十章第十章 热力学定律热力学定律人教版物理由能量守恒定律知，能量不会减少，但为什么要节约由能量守恒定律知，能量不会减少，但为什么要节约能源？能源？答案：答案：能量耗散虽然不会使能的总量减少，却会导致能量耗散虽然不会使能的总量减少，却会导致能量品质降低，它实际上将能量从可用的形式降级为不大能量品质降低，它实际上将能量从可用的形式降级为不大可用的形式煤、石油、天然气等能源储存着高品质的能可用的形式煤、石油、天然气等能源储存着高品质的能量，在利用它们的时候，高品质的能量释放出来并最终转量，在利用它们的时候，高品质的能量释放出来并最终转化为低品质的内能故能量虽然不会减少但可利用能源会化为低品质的内能故能量虽然不会减少但可利用能源会越来越少，所以要节约能源越来越少，所以要节约能源.第十章第十章 热力学定律热力学定律人教版物理(1)能源是指能够提供可利用能量的物质，它是现代社能源是指能够提供可利用能量的物质，它是现代社会生活的重要物质基础会生活的重要物质基础(2)常规能源是指已被广泛应用的能源，如煤、石油、常规能源是指已被广泛应用的能源，如煤、石油、天然气、水力等天然气、水力等(3)能源危机：按目前的消耗量，石油、天然气最多只能源危机：按目前的消耗量，石油、天然气最多只能维持半个世纪能维持半个世纪 ，煤炭尚可维持一二百年，煤炭尚可维持一二百年(4)环境污染：能源利用的过程也直接污染着地球环境，环境污染：能源利用的过程也直接污染着地球环境，主要有温室效应、酸雨污染、臭氧层的破坏等主要有温室效应、酸雨污染、臭氧层的破坏等第十章第十章 热力学定律热力学定律人教版物理“温室效应温室效应”是怎样形成的，有什么危害？是怎样形成的，有什么危害？答案：答案：“温室效应温室效应”的产生是由于石油和煤炭燃烧时的产生是由于石油和煤炭燃烧时产生的二氧化碳增加了大气中二氧化碳的含量它的危害产生的二氧化碳增加了大气中二氧化碳的含量它的危害是使地面气温上升、两极冰雪融化、海平面上升淹没沿海是使地面气温上升、两极冰雪融化、海平面上升淹没沿海城市、海水向河流倒灌、耕地盐碱化等城市、海水向河流倒灌、耕地盐碱化等第十章第十章 热力学定律热力学定律人教版物理第十章第十章 热力学定律热力学定律人教版物理下列对能量耗散的理解正确的有下列对能量耗散的理解正确的有()A能量耗散说明能量在不断减少能量耗散说明能量在不断减少B能量耗散遵守能量守恒定律能量耗散遵守能量守恒定律C能量耗散说明能量不能凭空产生，但可以凭空消能量耗散说明能量不能凭空产生，但可以凭空消失失D能量耗散从能量角度反映出自然界的宏观过程具能量耗散从能量角度反映出自然界的宏观过程具有方向性有方向性第十章第十章 热力学定律热力学定律人教版物理解析：解析：在发生能量转化的宏观过程中，其他形式的能在发生能量转化的宏观过程中，其他形式的能量最终会转化为流散到周围环境的内能，无法再回收利用，量最终会转化为流散到周围环境的内能，无法再回收利用，这种现象叫能量耗散能量耗散并不违反能量守恒定律，这种现象叫能量耗散能量耗散并不违反能量守恒定律，宇宙的能量既没有减少，也没有消失，它只从能量角度反宇宙的能量既没有减少，也没有消失，它只从能量角度反映出自然界的宏观过程具有方向性，故映出自然界的宏观过程具有方向性，故A、C错错答案：答案：BD点评：点评：要理解能量耗散是可利用的能量减少了，自然要理解能量耗散是可利用的能量减少了，自然界的总能量并没有变界的总能量并没有变第十章第十章 热力学定律热力学定律人教版物理下列哪些现象属于能量的耗散下列哪些现象属于能量的耗散()A利用水流能发电变成电能利用水流能发电变成电能B电能通过灯泡中的电阻丝变为光能电能通过灯泡中的电阻丝变为光能C电池的化学能转变为电能电池的化学能转变为电能D火炉把屋子烤暖火炉把屋子烤暖答案：答案：BD解析：解析：电能转化为光能，化学能转化为内能，最终都电能转化为光能，化学能转化为内能，最终都变成环境中的内能，无法再加以收集利用，变成环境中的内能，无法再加以收集利用，B、D均为能量均为能量耗散耗散.第十章第十章 热力学定律热力学定律人教版物理太阳能是人类最基本的能源，它无污染、无费用，太阳能是人类最基本的能源，它无污染、无费用，这种能源的使用期和太阳本身寿命一样长，当太阳光照射这种能源的使用期和太阳本身寿命一样长，当太阳光照射地面时，地面时，1m2地面上在地面上在1s内平均得到的太阳辐射能约为内平均得到的太阳辐射能约为1.0103J.太阳能热水器就是直接利用太阳能的装置，目前太阳能热水器就是直接利用太阳能的装置，目前已经逐渐地出现在我们的生活中已经逐渐地出现在我们的生活中晓阳在网上下载了某型号太阳能热水器的宣传广告：晓阳在网上下载了某型号太阳能热水器的宣传广告：第十章第十章 热力学定律热力学定律人教版物理(1)晓阳家每天大约需要晓阳家每天大约需要100kg热水，用这种热水器将热水，用这种热水器将这些水从这些水从25加热到加热到45需要多长时间？需要多长时间？(2)与效率为与效率为80%的电热水器相比，晓阳家每天可节约的电热水器相比，晓阳家每天可节约多少电能？多少电能？答案：答案：(1)3.9h(2)2.9kWh第十章第十章 热力学定律热力学定律人教版物理第十章第十章 热力学定律热力学定律人教版物理据据中国环境报中国环境报报道：从一份简单科技攻关课题报道：从一份简单科技攻关课题研究结果显示，我国酸雨区已占国土面积的研究结果显示，我国酸雨区已占国土面积的40%以上，研以上，研究结果还表明，我国农业每年因遭受酸雨而造成的经济损究结果还表明，我国农业每年因遭受酸雨而造成的经济损失高达失高达15亿多元为了有效控制酸雨，目前国务院已批准亿多元为了有效控制酸雨，目前国务院已批准酸雨控制区和二氧化硫污染控制区划分方案酸雨控制区和二氧化硫污染控制区划分方案等法规等法规在英国进行的一项研究结果表明：高烟囱可有效地降在英国进行的一项研究结果表明：高烟囱可有效地降低地面低地面SO2浓度在浓度在20世纪的世纪的6070年代的年代的10年间，由发年间，由发电厂排放的电厂排放的SO2增加了增加了35%，但由于建造高烟囱的结果，但由于建造高烟囱的结果，地面浓度降低了地面浓度降低了30%之多之多第十章第十章 热力学定律热力学定律人教版物理请你从全球环境保护的角度，分析这种做法是否可取？请你从全球环境保护的角度，分析这种做法是否可取？说明其理由并举出几种控制酸雨的有效途径说明其理由并举出几种控制酸雨的有效途径答案：答案：这种做法不可取建设高烟囱只能降低地面这种做法不可取建设高烟囱只能降低地面SO2的浓度，不能从根本上降低大气中的浓度，不能从根本上降低大气中SO2的浓度控制酸的浓度控制酸雨的途径主要有三个：一是对煤、石油等传统能源进行处雨的途径主要有三个：一是对煤、石油等传统能源进行处理，使其燃烧过程不产生理，使其燃烧过程不产生SO2；二是对；二是对SO2回收；三是开辟回收；三是开辟“绿色能源绿色能源”，主要是氢能源，主要是氢能源第十章第十章 热力学定律热力学定律人教版物理