6　能源和可持续发展.ppt

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1、中国青年网北京中国青年网北京1111月月2121日电日电(记者 李正穹)11月18日，国家主席习近平在亚太经合组织(APEC)工商领导人峰会发表演讲时表示：建设和使用全球能源互联，加快推动清洁能源对传统化石能源的替代，降低能源的综合环境成本，从而破解全球尤其是中国的化石能源困局，应对环境挑战，保护环境的可持续发展。第十章第六节第十章第六节:能源和可持续发展能源和可持续发展视频视频1 1：能源与可持续发展。：能源与可持续发展。视频视频1 1：机械耕种。：机械耕种。视频视频2 2：人力耕种。：人力耕种。小实验小实验3 3：小灯泡：小灯泡小实验小实验4 4：小飞行物：小飞行物思考：视频中和小实验中能

2、量是如何转思考：视频中和小实验中能量是如何转移与转化的？移与转化的？问题：问题：既然在能量转化和转移过程中，能量既然在能量转化和转移过程中，能量的总量守恒，那么为什么还大力提倡节约能的总量守恒，那么为什么还大力提倡节约能源？源？阅读课文阅读课文P67P67、回答问题、回答问题1 1、什么是能量耗散？、什么是能量耗散？2 2、什么是能量品质降低？、什么是能量品质降低？3 3、所有能量的最终归宿是什么？、所有能量的最终归宿是什么？一、能量耗散和品质降低一、能量耗散和品质降低1 1.能量耗散能量耗散:能量转化为环境的内能后能量转化为环境的内能后,没有办法把这些没有办法把这些内能收集起来加以利用内能收

3、集起来加以利用,这种现象叫作这种现象叫作能量耗散能量耗散。问题：问题：高品质的能量指哪些？低品质的能量指哪个？高品质的能量指哪些？低品质的能量指哪个？2 2.品质降低品质降低:能量从能量从高度有用高度有用的形式降级为的形式降级为不大不大可用可用的形式叫品质降低。的形式叫品质降低。问题：问题：集中度高有序度高的能量指哪些集中度高有序度高的能量指哪些,集中度低有集中度低有序度低的能量指哪个？序度低的能量指哪个？3 3、能量在利用过程中、能量在利用过程中,总是由总是由高高品质的能量最终转化品质的能量最终转化为为低低品质的内能。品质的内能。各种形式的能最终都转化为内能各种形式的能最终都转化为内能,流流

4、散到周围的环境中。散到周围的环境中。汽车刹车到停止汽车刹车到停止问题：分析下面几种物理现象中能量的变化情况问题：分析下面几种物理现象中能量的变化情况蹦绳运动蹦绳运动2 2能量的转移和转化具有能量的转移和转化具有方向性。方向性。能量耗散虽然不会导致能量的总量减少能量耗散虽然不会导致能量的总量减少,却会导致能量品质的降低却会导致能量品质的降低,实际上是将能量从高度有用的形式降级为不大可用的形式。实际上是将能量从高度有用的形式降级为不大可用的形式。能量耗散导致可利用能源减少能量耗散导致可利用能源减少,所以要节约能源。所以要节约能源。锂电池供电使锂电池供电使马达转动马达转动1 13 3这些现象中能量转

5、这些现象中能量转化有什么共同点？化有什么共同点？4 4实验：单摆实验：单摆 我们的衣食住行和社会的存在与发展都离我们的衣食住行和社会的存在与发展都离不开能源。纵观人类历史，社会的每次巨大进步，不开能源。纵观人类历史，社会的每次巨大进步，都伴随着能源利用方式的变革。都伴随着能源利用方式的变革。二、能源与人类社会发展二、能源与人类社会发展 问题问题：能源的变革对社会发展造成：能源的变革对社会发展造成什么影响？什么影响？阅读书本阅读书本P68P68，能源与人类社，能源与人类社会发展。会发展。钻木取火（一万年前）钻木取火（一万年前）蒸汽机的发明蒸汽机的发明（18世纪末）世纪末）内燃机的发明内燃机的发明

6、（19世纪末始）世纪末始）问题：能源的大量消耗，满足了人类的需求，问题：能源的大量消耗，满足了人类的需求，促进了社会的发展，但是也带来了诸多环境问促进了社会的发展，但是也带来了诸多环境问题，主要有哪些？它的主要原因是什么，造成题，主要有哪些？它的主要原因是什么，造成了什么危害？了什么危害？三、能源与环境三、能源与环境 温室效应温室效应 酸雨酸雨 光化学烟雾光化学烟雾 雾霾雾霾阅读书本阅读书本P68P68能源与环境，回答问题能源与环境，回答问题煤炭、石油和天然气燃烧时放出大量煤炭、石油和天然气燃烧时放出大量的二氧化碳气体进入大气中造成的。的二氧化碳气体进入大气中造成的。温室效应温室效应导致全球变

7、暖、冰川融化、气候异常。导致全球变暖、冰川融化、气候异常。温室效应温室效应全球变暖、冰川融化的相关证据：全球变暖、冰川融化的相关证据：1 1、科学观测表明、科学观测表明,近百年来全球平均气温已上升了近百年来全球平均气温已上升了0.60.60.90.9。这说明全球气候具有变暖的趋势。这说明全球气候具有变暖的趋势。2 2、阿尔卑斯山正在、阿尔卑斯山正在“融化融化”据英国据英国观察家观察家20032003年年7 7月月2020日报道日报道,阿尔卑斯山的永久冻结层正在消失。近年来发生的多阿尔卑斯山的永久冻结层正在消失。近年来发生的多次灾难事件次灾难事件,包括四年前造成包括四年前造成5050多人遇难的奥

8、地利雪崩多人遇难的奥地利雪崩.都是都是缘于永久冻结层的松动缘于永久冻结层的松动3 3、世界野生生物基金会气候变化运动主任亚当、世界野生生物基金会气候变化运动主任亚当马卡姆马卡姆1515月月2 2日在（华盛顿邮报）上发表文章说日在（华盛顿邮报）上发表文章说,全球变暖增强了今全球变暖增强了今年的气候异常效应年的气候异常效应,使美国得克萨斯州和东南各州今年经历使美国得克萨斯州和东南各州今年经历了有记录以来最炎热的夏天。位于欧洲的阿尔卑斯山的冰了有记录以来最炎热的夏天。位于欧洲的阿尔卑斯山的冰川自川自18501850年以来已经消失了一半。年以来已经消失了一半。燃烧煤、石油、天然气等产生的硫氧燃烧煤、石

9、油、天然气等产生的硫氧化物或氮氧化物，在大气中经过化学化物或氮氧化物，在大气中经过化学反应再结合空气中的水形成酸雨。反应再结合空气中的水形成酸雨。酸雨酸雨导致土壤酸化，破坏植物、污染河流、腐蚀建筑物。导致土壤酸化，破坏植物、污染河流、腐蚀建筑物。酸雨中的生活酸雨中的生活动画：酸雨中的形成动画：酸雨中的形成中国中国酸雨酸雨主要是硫酸型，三大酸雨区分别为：主要是硫酸型，三大酸雨区分别为：1.1.西南酸雨区：是仅次于华中酸雨区的降水污染严重区域。西南酸雨区：是仅次于华中酸雨区的降水污染严重区域。2.2.华中酸雨区：它已成为全国酸雨污染范围最大，中心强度最高的酸雨污染区。华中酸雨区：它已成为全国酸雨污

10、染范围最大，中心强度最高的酸雨污染区。3.3.华东沿海酸雨区：它的污染强度低于华中、西南酸雨区。华东沿海酸雨区：它的污染强度低于华中、西南酸雨区。内燃机工作时的高温使空气中和燃料内燃机工作时的高温使空气中和燃料中的多种物质发生化学反应，产生氮中的多种物质发生化学反应，产生氮氧化物和碳氢化合物，这些化合物在氧化物和碳氢化合物，这些化合物在大气中受到紫外线的照射，产生的二大气中受到紫外线的照射，产生的二次污染物质。次污染物质。光化学烟雾光化学烟雾这些有毒物质，能引起人的多种疾病。这些有毒物质，能引起人的多种疾病。光化学烟雾光化学烟雾光化学烟雾的相关事件：光化学烟雾的相关事件：19741974年以来

11、，年以来，中国兰州中国兰州的的西固西固石油化工区也出现光化学石油化工区也出现光化学烟雾。一些乡村地区也有光化学烟雾污染的迹象。日益严烟雾。一些乡村地区也有光化学烟雾污染的迹象。日益严重的光化学烟雾问题，逐渐引起人们的重视。重的光化学烟雾问题，逐渐引起人们的重视。19971997年夏季，拥有年夏季，拥有8080万辆汽车的万辆汽车的智利首都智利首都圣地亚哥圣地亚哥也发也发生光化学烟雾事件。由于光化学烟雾的作用，迫使政府对生光化学烟雾事件。由于光化学烟雾的作用，迫使政府对该市实行紧急状态：学校停课、工厂停工、影院歇业，孩该市实行紧急状态：学校停课、工厂停工、影院歇业，孩子、孕妇和老人被劝告不要外出，

12、使智利首都圣地亚哥处子、孕妇和老人被劝告不要外出，使智利首都圣地亚哥处于于“半瘫痪状态半瘫痪状态”。在北美、英国、澳大利亚和欧洲地区。在北美、英国、澳大利亚和欧洲地区也先后出现这种烟雾。也先后出现这种烟雾。19971997年，中国大气污染的比例约为年，中国大气污染的比例约为5%5%左右，但到了左右，但到了20072007年，一些城市的交通干道比例达到年，一些城市的交通干道比例达到40%40%以上。以上。尤其是北京、尤其是北京、广州、沈阳、西安等大城市广州、沈阳、西安等大城市，已属于由煤烟型向综合型过，已属于由煤烟型向综合型过渡的类型。渡的类型。44由工业废气、焚烧秸秆等产生的可吸入颗粒物形成的

13、。由工业废气、焚烧秸秆等产生的可吸入颗粒物形成的。雾霾雾霾 雾霾形成原因：雾霾形成原因：事件事件：20132013年年1212月中国中东部严重雾霾事件，是指起始于月中国中东部严重雾霾事件，是指起始于20132013年年1212月月2 2日至日至1212月月1414日的重度雾霾事件，是中华人民共和国日的重度雾霾事件，是中华人民共和国20132013年入冬后最大范围的雾霾污染，几年入冬后最大范围的雾霾污染，几乎涉及中东部所有地区。天津、河北、山东、江苏、安徽、河南、浙江、上海等乎涉及中东部所有地区。天津、河北、山东、江苏、安徽、河南、浙江、上海等多地空气质量指数达到六级严重污染级别，使得京津冀与长

14、三角雾霾连成片多地空气质量指数达到六级严重污染级别，使得京津冀与长三角雾霾连成片 煤、石油和天然煤、石油和天然气的全球探明储量：煤气的全球探明储量：煤约约1010万亿吨、石油约万亿吨、石油约816816亿吨、天然气约亿吨、天然气约495495亿吨。亿吨。按照目前的消耗量，石按照目前的消耗量，石油、天然气大约可再使油、天然气大约可再使用用5050年；煤炭大约可使年；煤炭大约可使用用240240年。年。能能 源源 危危 机机问题：如何解决问题：如何解决“能源危机能源危机”问题？问题？节约能源节约能源 开发新能源开发新能源长明灯长明灯长流水长流水待机耗电待机耗电空调温度空调温度照明灯照明灯你认为可以

15、从哪些生活方面节约能源？你认为可以从哪些生活方面节约能源？从我做起从我做起!从现在做起从现在做起!从点滴小事做起从点滴小事做起!五、开发新能源五、开发新能源 太阳能太阳能 风能风能 水能水能 生物质能生物质能 地热能地热能 核能核能问题：除了节约能源外，还可以开发新能源，问题：除了节约能源外，还可以开发新能源，你知道有哪些新能源？你知道有哪些新能源？1 1、无穷无尽无穷无尽太阳能太阳能数量巨大：到达地球的太阳能每年可达数量巨大：到达地球的太阳能每年可达10102424焦耳。焦耳。是目前世界每年所消耗各种能量总和的是目前世界每年所消耗各种能量总和的10104 4倍。倍。时间长久：研究表明，太阳还

16、可以为我们提供持时间长久：研究表明，太阳还可以为我们提供持续稳定的能量约五十亿年。续稳定的能量约五十亿年。清洁安全：太阳能素有清洁安全：太阳能素有“干净能源干净能源”和和“安全能安全能源源”之称。它不仅毫无污染，也毫无危险。之称。它不仅毫无污染，也毫无危险。利用方式：可以利用太阳能取暖、加热、发电。利用方式：可以利用太阳能取暖、加热、发电。太阳能热水器太阳能热水器 太太阳阳灶灶 （1 1）将太）将太阳能转化为阳能转化为内能内能（2 2）将）将太阳能太阳能转化为转化为电能电能太太阳阳能能信信号号灯灯太太阳阳能能汽汽车车3 3、实验：太阳能电池、实验：太阳能电池 器材：小电动机、太阳能电板、导线器

17、材：小电动机、太阳能电板、导线 风力发电叶片风力发电叶片现代600千瓦风力发电机上，每个转子叶片的测量长度大约为20米。风风能能是是因因空空气气流流做做功功而而提提供供给给人人类类的的一一种种可可利利用用的的能能量量，据据估估算算全全世世界界每每年年的的风风能能总总量量约约为为1.61.610102222焦焦耳耳。风风能能储储量量丰丰富富、分分布广泛、干净清洁。布广泛、干净清洁。利利用用方方式式：风风能能可可以用来发电。以用来发电。二、二、永葆青春永葆青春风能风能三、三、丰富清洁丰富清洁水能水能 水能的资源总量多，成本低、可再生、无污染。水能的资源总量多，成本低、可再生、无污染。我国是世界上水

18、能资源总量最多的国家。我国是世界上水能资源总量最多的国家。利用方式：水电站是利用水能的重要形式。利用方式：水电站是利用水能的重要形式。28葛葛洲洲坝坝水水电电站站三峡水三峡水电站电站实验：将动能转化为电能实验：将动能转化为电能四、四、变废为宝变废为宝生物质能生物质能 生物质能指绿色植物通过光合作用储存于生物生物质能指绿色植物通过光合作用储存于生物体内的太阳能，存储形式是生物分子的化学能。它体内的太阳能，存储形式是生物分子的化学能。它可再生、低污染、分布广泛。是唯一的可再生的碳可再生、低污染、分布广泛。是唯一的可再生的碳源。源。利用方式：庄稼秸秆发酵后产生的沼气可以用利用方式：庄稼秸秆发酵后产生

19、的沼气可以用作生活燃料，这是利用生物质能的一种方式。作生活燃料，这是利用生物质能的一种方式。沼气池沼气池照照明明做做饭饭取取暖暖五、五、深藏不露深藏不露地热能地热能 地球本身是一个巨大的天然储热库。地热能指地球本身是一个巨大的天然储热库。地热能指地球内部可释出来的热能。我国地热可开采资源量地球内部可释出来的热能。我国地热可开采资源量为每年为每年10101818焦耳焦耳 利用方式：直接利用地热供暖或建立地热发电利用方式：直接利用地热供暖或建立地热发电站站地热能地热能地热供地热供暖系统暖系统我国最大的地热电站我国最大的地热电站 西藏羊八井地热电站西藏羊八井地热电站六、六、未来能源的希望未来能源的希

20、望核能核能 核能是原子核内部释放的巨大能量，有核聚变核能是原子核内部释放的巨大能量，有核聚变能和核裂变能。核能的储量大、成本低，干净清洁。能和核裂变能。核能的储量大、成本低，干净清洁。利用方式：建立核电站利用方式：建立核电站大亚湾核大亚湾核电站电站秦山核秦山核电站电站核反应堆原理：核反应堆原理：1：水府庙水电站。2：梅桥风电站,褒忠山风电项目。3：龙洞泉湖垃圾焚烧发电站。你知道湘乡利用新能源的情况吗？你知道湘乡利用新能源的情况吗？通过本节课的学习，你有什么收获？通过本节课的学习，你有什么收获？褒忠山风电项目褒忠山风电项目水府庙水电站水府庙水电站STSSTS习题：习题：1：太阳热水器是利用太阳能

21、为水加热的设太阳热水器是利用太阳能为水加热的设备，在我国城乡许多屋顶都可以看见。单备，在我国城乡许多屋顶都可以看见。单位时间内太阳垂直射到地面附近单位面积位时间内太阳垂直射到地面附近单位面积的能量为的能量为E E0 0=7=71010J/J/（M Ms s）.某热水器某热水器的聚热面积的聚热面积S=2mS=2m、若每天相当于太阳直射、若每天相当于太阳直射的时间为的时间为T=4hT=4h、太阳能、太阳能20%20%转化为水的内能。转化为水的内能。计算这个热水器一天内最多使计算这个热水器一天内最多使m=500kgm=500kg的水的水温升高多少？温升高多少？(水的比热容为水的比热容为C=4.2C=

22、4.21010J/kgJ/kg0 0c)c)解：设每天太阳直射t=4h热水器吸收的热量为E，E=E0St=2.016St=2.01610108 8J J其中水吸收的能量其中水吸收的能量Q=20%E=4.032Q=20%E=4.03210107 7J J根据根据Q=CmQ=CmT T得：得：T=19.2T=19.20 0c c2 2：某地区风速为：某地区风速为14m/s14m/s，空气密度，空气密度=1.3kg/m=1.3kg/m.若通过面积为若通过面积为400m 400m 的风能的风能全部用于风力发电机转动、且风能的全部用于风力发电机转动、且风能的20%20%转转化为电能，通过这个截面的风发电机的电化为电能，通过这个截面的风发电机的电功率是多大？功率是多大？解：单位时间内吹到风力发电机上空气的解：单位时间内吹到风力发电机上空气的质量质量m=m=svsvt t由能量守恒得：由能量守恒得：mvmv2 220%=Pt20%=Pt P=1.43 P=1.4310105 5 w w一、能源与人类社会发展一、能源与人类社会发展二、能源与环境二、能源与环境三、能源危机三、能源危机四、节约能源四、节约能源五、开发新能源五、开发新能源课课 堂堂 小小 结结