【课件】能源与可持续发展 2022-2023学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册.pptx

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1、第十二章 电能 能量守恒定律第4节 能源与可持续发展能源的能源的转移与移与转化化化学能化学能转化为转化为内能和机械能内能和机械能风能风能转化为转化为电能电能重力势能重力势能转化为转化为电能电能电能电能转化为转化为机械能机械能能源的能源的转移与移与转化化电能电能转化为转化为内能内能太阳能太阳能转化为转化为电能电能光能光能转化为转化为化学能化学能化学能化学能转化为转化为电能电能能量守恒定律能量守恒定律能量的形式没改变能量的形式没改变能量转移能量转移：能量转化能量转化无论能量发生转移还是转化，无论能量发生转移还是转化，总能量保持不变总能量保持不变1.能量变化能量变化思考思考1：既然能量是守恒的，不会

2、凭空消失，为什么我们还要节约能源呢？既然能量是守恒的，不会凭空消失，为什么我们还要节约能源呢？2.能量守恒定律：能量守恒定律：能量既能量既不会凭空产生不会凭空产生，也，也不会凭空消失不会凭空消失，它只能从一种形式转化，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化或为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化或转移过程中，转移过程中，能量的总量保持不变能量的总量保持不变思考思考2：把刚煮好的热鸡蛋放在冷水中，过一会，鸡蛋的温度降低，水的温度升高，把刚煮好的热鸡蛋放在冷水中，过一会，鸡蛋的温度降低，水的温度升高，最后水和鸡蛋的溫度相同。是否可能发生这样的现象

3、：原来最后水和鸡蛋的溫度相同。是否可能发生这样的现象：原来温度相同温度相同的水的水 和鸡蛋，过一会儿水的和鸡蛋，过一会儿水的温度自发地降低温度自发地降低，而，而鸡蛋的温度上升鸡蛋的温度上升？这一现象并不违反能量守恒定律，但科学家研究发现，在自然界中，能量的转这一现象并不违反能量守恒定律，但科学家研究发现，在自然界中，能量的转化过程有些是可以自然发生的，有些则不能。例如，燃料燃烧时一旦把热量释放出化过程有些是可以自然发生的，有些则不能。例如，燃料燃烧时一旦把热量释放出去，就不会在此自动聚集起来供人类重新利用。去，就不会在此自动聚集起来供人类重新利用。能量的耗散表明，在能源的利用过程中，能量在数量

4、上虽未减少，但是可利用能量的耗散表明，在能源的利用过程中，能量在数量上虽未减少，但是可利用的能量减少了，因此需要节约能源。的能量减少了，因此需要节约能源。反映出自然界中宏观过程的反映出自然界中宏观过程的方向性方向性能量能量转化和化和转移的方向性移的方向性内能总是自发地内能总是自发地从高温物体从高温物体转转移向移向低温物体低温物体，而不会自发的由低温物体向高温物体转移而不会自发的由低温物体向高温物体转移机械能可以全部转化为内能，例如：机械能可以全部转化为内能，例如：而内能不可全部转化为机械能而不引起其他变化，而内能不可全部转化为机械能而不引起其他变化，热机的效率热机的效率不可能为不可能为100%

5、例如：一辆行驶的小轿车，燃料燃烧产生的内能例如：一辆行驶的小轿车，燃料燃烧产生的内能有有37%通过发动机通过发动机散热系统散热系统排除，排除，37%直接由直接由排排气管气管排出，有排出，有26%变为发动机输出的变为发动机输出的机械能机械能钻木取火钻木取火能否制成能否制成永动机永动机（不消耗任何能量，却可以源源不断地对外做功的机器不消耗任何能量，却可以源源不断地对外做功的机器）？）？（人们把这种不消耗能量的永动机叫（人们把这种不消耗能量的永动机叫第一类永动机第一类永动机）水 塔 式 永 动 机 根据能量守恒定律，任何一部机器，只能使能量从一种形式转化为另一种形式，根据能量守恒定律，任何一部机器，

6、只能使能量从一种形式转化为另一种形式，而不能无中生有地制造能量，因此第一类永动机是不可能制成的。而不能无中生有地制造能量，因此第一类永动机是不可能制成的。1718世纪许多机械专家就已经论证了永动机是不可能的，法国科学院在世纪许多机械专家就已经论证了永动机是不可能的，法国科学院在1775年就正式决定不再研究和试验任何永动机。年就正式决定不再研究和试验任何永动机。磁力永动机阿基米德浮力永动机 滚珠永动机软臂永动机 能量守恒定律能量守恒定律能量的形式没改变能量的形式没改变能量转移能量转移：能量转化能量转化无论能量发生转移还是转化，无论能量发生转移还是转化，总能量保持不变总能量保持不变1.能量变化能量

7、变化2.能量守恒定律：能量守恒定律：能量既能量既不会凭空产生不会凭空产生，也，也不会凭空消失不会凭空消失，它只能从一种形式转化，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化或为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化或转移过程中，转移过程中，能量的总量保持不变能量的总量保持不变例例1.下列对能的转化和守恒定律的认识正确的是下列对能的转化和守恒定律的认识正确的是()A.某种形式的能减少，一定存在其他形式的能增加某种形式的能减少，一定存在其他形式的能增加B.某个物体的能量减少，必然有其他物体的能量增加某个物体的能量减少，必然有其他物体的能量增加C.不需要任

8、何外界的动力而持续对外做功的机器不需要任何外界的动力而持续对外做功的机器永动机是不可能制成的永动机是不可能制成的D.石子从空中落下，最后静止在地面上，说明机械能消失了石子从空中落下，最后静止在地面上，说明机械能消失了ABC能源分类方法能源分类方法能源分类名称能源分类名称特点特点举例举例形成或转化特点一次能源一次能源二次能源二次能源利用技术常规能源常规能源新能源新能源可否再生可再生能源可再生能源不可再生能源不可再生能源对环境污染情况清洁能源清洁能源污染能源污染能源自然形成，未经加工自然形成，未经加工由一次能源加工转化而成由一次能源加工转化而成已大规模正常使用已大规模正常使用正在开发，正在开发，或

9、有新的利用方法或有新的利用方法可循环使用，不断补充可循环使用，不断补充短期内无法转化获得短期内无法转化获得对环境基本没有污染对环境基本没有污染对环境严重污染对环境严重污染太阳能、风能、地热能、太阳能、风能、地热能、核能、潮汐能核能、潮汐能焦炭、木炭、液化气、焦炭、木炭、液化气、酒精、汽油、电能酒精、汽油、电能煤、石油、天然气煤、石油、天然气太阳能、核能、地热能、太阳能、核能、地热能、海洋能、沼气、风能、水能海洋能、沼气、风能、水能水能、风能、生物质能、水能、风能、生物质能、地热能地热能煤、石油、天然气、核燃料煤、石油、天然气、核燃料太阳能、海洋能、风能、太阳能、海洋能、风能、水能水能化石燃料化

10、石燃料（煤、石油、天然气）（煤、石油、天然气）能量与社会能量与社会发展展1.柴薪时期柴薪时期出现年代：五六十万年前出现年代：五六十万年前 火的使用是人类在能源利用上的火的使用是人类在能源利用上的第一个里程碑。从火的发现到第一个里程碑。从火的发现到18世纪世纪产业革命期间，树枝杂草一直是人类产业革命期间，树枝杂草一直是人类使用的主要能源，它使人类脱离了茹使用的主要能源，它使人类脱离了茹毛饮血的时代。毛饮血的时代。人类利用能源大致经历了三个时期，即柴薪时期，煤炭时期，石油时期人类利用能源大致经历了三个时期，即柴薪时期，煤炭时期，石油时期能量与社会能量与社会发展展2.煤炭时期煤炭时期出现年代：出现年

11、代：13世纪世纪 大规模开采并使用其称为主要能大规模开采并使用其称为主要能源是源是18世纪中叶。世纪中叶。1769年，瓦特发明年，瓦特发明蒸汽机，煤炭作为蒸汽机的动力之源蒸汽机，煤炭作为蒸汽机的动力之源而备受关注。蒸汽机的广泛使用，带而备受关注。蒸汽机的广泛使用，带动了工业革命和资本主义社会的成长。动了工业革命和资本主义社会的成长。人类利用能源大致经历了三个时期，即柴薪时期，煤炭时期，石油时期人类利用能源大致经历了三个时期，即柴薪时期，煤炭时期，石油时期蒸汽机蒸汽机能量与社会能量与社会发展展3.石油时期石油时期出现年代：出现年代：19世纪末世纪末20世纪初世纪初 第第二二次次世世界界大大战战之之后后，在在美美国国、中中东东等等地地区区相相继继发发现现了了大大油油田田及及伴伴生生的的天天然然气气。与与此此同同时时，内内燃燃机机的的发展推动了机械化和电气化进程。发展推动了机械化和电气化进程。人类利用能源大致经历了三个时期，即柴薪时期，煤炭时期，石油时期人类利用能源大致经历了三个时期，即柴薪时期，煤炭时期，石油时期内燃机内燃机同学们，下课！