【课件】能源与可持续发展 2023-2024学年高中物理同步备课（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12.4 能源与可持续发展2022-2023学年高中物理同步备课必修第三册目录cont ents能量守恒定律01 0102 02能量转移的方向性03 03能源分类与应用04 04能源与社会发展 我们知道，内能可以转化成电能，电能可以转化成光能、内能或机械能既然能量是守恒的，不会凭空消失，为什么我们还要节约能源呢?新课导入能量守恒定律01 能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变。这个规律叫作能量守恒定律（law of energy conservation）。(1)机械

2、运动的物体具有动能和势能，且可以相互转化。(2)电能转化为内能、光能和机械能。机械能守恒定律告诉我们:在电路中，电源将其他形式的能转化为电能，负载又将电能转化为内能、光能和机械能.把刚煮好的热鸡蛋放到冷水中，过一会，鸡蛋的温度降低，水的温度升高，最后二者温度相同。是否可以发生这样的现象：原来温度相同的鸡蛋和水，过一会水的温度自发地降低，而鸡蛋的温度上升？想一想能量转移的方向性02 一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的，即一切与热现象有关的宏观过程都有方向性。2.能量的转化具有方向性:如机械能可以自发地完全转化为内能，但内能不能自发地且不能完全转化为机械能。1.能量的转移具有方向性:如热量

3、可以自发地从高温物体传给低温物体，但不能自发地从低温物体传给高温物体。1、能量转移或转化的方向性 在能量转化过程中，散失到环境中的内能很难收集起来重新利用，这种现象叫能量的耗散。能量耗散是从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性。电池中的化学能转化为电能，电能又通过灯泡转化为内能和光能，热和光被其他物质吸收之后变成周围环境的内能。2、能量耗散耗散的能量损失了吗？那为什么还要节约能源呢？化学能电能电能内能和光能最后耗散在环境中能源危机的深层次的含义便于利用的能源 不便于利用的能源 能量耗散表明，在能源的利用过程中,能量的总量守恒,但在可利用的品质上降低了，从便于利用的能源变成不便于利用

4、的能源。这是自然界的能量虽然守恒,但需要节约能源的根本原因。3、节约能源能源分类与应用031、能源：凡是能够提供可利用能量的物质统称为能源。它是现代社会生活的重要物质基础。2、能源的分类可再生能源：风能地热能潮汐能特点：可循环使用、不断补充不可再生能源：特点：无法在短期内再生煤石油天然气不可再生能源 煤炭、石油和天然气是目前人类生产、生活中使用的主要能源，这类能源又叫作化石能源。化石能源无法在短时间内再生，所以这类能源被叫作不可再生能源。水能、风能、潮汐能等能源，归根结底来源于太阳能。这些能源在自然界可以再生，叫作可再生能源。可再生能源（1）太阳能发电 截至2022年9月底，我国光伏发电装机3

5、.58亿千瓦。稳坐全球第一把交椅。3、我国能源发展概况 至2018年底，我国水电总装机容量约3.5亿千瓦、年发电量约1.2万亿千瓦时，双双继续稳居世界第一。三峡水电站葛洲坝水电站（2）水力发电连云港临港产业区风车田 新疆达坂城风车田 截至2020年上半年，我国风电占总发电量的比重达6.3%，但与欧洲仍有较大的差距，这意味着我国风电产业成长空间巨大。（3）风能发电大亚湾核电站防城港核电站秦山核电站 到2020年，中国核电机组数量将达到90余台，从装机容量上讲，将超过法国，成为世界第二的核电大国，仅次于美国。（4）核能发电 一些质量较大的原子核在裂变成较轻的原子核时，会释放出惊人的能量。同样质量的

6、化学燃料与核燃料相比，如果都进行了完全反应，核燃料释放出的能量要远远大于化学燃料释放出的能量。可控制的裂变反应所释放出的能量，可以很好地被人们所利用。核电站就是利用可控核裂变来发电的。我国具有完全自主知识产权的三代百万千瓦级核电技术电站华龙一号，其安全指标和技术性能已达到国际最先进的三代水平。我国的核能发电技术已居于世界领先地位。核能发电能源与社会发展04 自工业革命以来，煤和石油成为人类的主要能源。到了20世纪50年代，世界石油和天然气的消耗量超过了煤炭。柴薪时期 煤炭时期1、能源是人类社会活动的物质基础石油时期2、煤炭和石油资源是有限的以今天的开采和消耗速度，石油储藏将在百年内用尽，煤炭资

7、源也不可能永续利用。（1）温室效应：温室效应是由于大气里温室气体（二氧化碳、甲烷等）含量增大而形成的，石油和煤炭燃烧时产生二氧化碳。海水倒灌、耕地盐碱化两极冰雪融化，海平面上升3、环境问题（2）酸雨：大气中酸性污染物质，如二氧化硫、二氧化碳、氢氧化物等，在降水过程中溶入雨水，使其成为酸雨，煤炭中含有较多的硫，燃烧时产生二氧化硫等物质。被酸雨破坏的森林工业排放的废气（3）光化学烟雾:氮氧化合物和碳氢化合物在大气中受到阳光中强烈的紫外线照射后产生的二次污染物质光化学烟雾。汽车排放尾气城市机动车尾气污染 一辆行驶的小汽车，燃料燃烧产生的内能有370/0通过发动机散热系统排出，370/0直接由排气管排

8、出，只有260/0变为发动机输出的机械能。4、STSE典例分析051关于能源的开发和节约，你认为下列哪些观点是错误的（）A常规能源是有限的，无节制地利用常规能源，如石油之类，是一种盲目的短期行为B根据能量守恒定律，担心能源枯竭是一种杞人忧天的表现C能源的开发和利用，必须要同时考虑其对环境的影响D通过核聚变利用核能是目前开发新能源的一种新途径B小试牛刀2对热现象的认识和应用，下列说法正确的是（）A热量不能从低温物体传到高温物体B彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向同性的特点C改变物体内能的方法有做功和热传递D一切能源都取之不尽，用之不竭C小试牛刀3关于能量和能源，下列说法正确的是（）A人类

9、在不断地开发和利用新能源，所以能量可以被创造B在能源的利用过程中，由于能量在数量上并未减少，所以不需要节约能源C自然界中只要涉及热现象的宏观过程都具有方向性D能量耗散现象说明：在能量转化的过程中，虽然能的总量并不减少，但能量品质提升了C小试牛刀4关于能量的转化，下列说法中正确的是（）A摩擦生热的过程在任何情况下都是不可逆的B空调既能制热又能制冷说明热传递不存在方向性C永动机不存在的原因是能量在某些特殊情况下是不守恒的D由于能量的转化过程符合守恒定律，所以不会发生能源危机A小试牛刀5关于能量和能源，下列说法中正确的是（）A化石能源是清洁能源；水能是可再生能源B能量耗散说明能量在转化过程中没有方向性C在能源的利用过程中，由于能量在数量上并未减少，所以不需要节约能源D能量耗散现象说明：在能量转化的过程中，虽然能的总量并不减小，但能量品质降低了D小试牛刀6下列说法正确的是（）A凡是能量守恒的过程就一定会发生B摩擦生热的过程是不可逆的过程C空调机既能致热又能致冷，说明热传递不存在方向性D由于能的转化过程符合能量守恒定律，所以不会发生能源危机B小试牛刀