18.5能源与可持续发展课件2021-2022学年度苏科版物理九年级下册(共27张PPT)

(共27张PPT)
第五节 能源与可持续发展
第十八章 能源与可持续发展
新知一 能量转化的效率
1. 能量转换装置的效率
(1)定义：输出的有用能量与输入的总能量的比值叫作能量转换装置的效率.
(2)公式：效率= ×100 %，即η = ×100 %
合作探究
2. 热机的效率 对热机而言，转化为有用功的能量和燃料完全燃烧所释放的能量之比叫作热机的效率. 热机的效率计算公式：η= ×100 %.
3. 热机工作过程中的能量流向示意图（如图18-5-1 所示）
4. 提高能源利用效率的方法
(1)让燃料充分燃烧；
(2)采取保温隔热措施，减少能量的损失；
(3)充分利用余热和减少有害摩擦；
(3)减少能量转化过程的中间环节.
拓展延伸：
①常见的能源利用形式中，蒸汽机的能源利用效率只有6％ ~ 15％，发展为喷气发动机后，能源利用效率提高到了50％以上。
②在热机的各种能量损失中，废气带走的能量最多.设法利用废气的能量是提高燃料利用效率的重要措施. 热电站是利用汽轮机的废气来供热的，这种既供电又供热的热电站，比起一般的火电站，虽然没有提高设备的效率，但却提高了燃料的利用效率.
例 1
太阳能路灯的灯杆顶端有太阳能电池板，它能将太阳能转化为电能，并向灯杆下方的蓄电池充电，将电能转化为______能储存起来，供夜晚路灯照明. 若在一段时间内，太阳光辐射到该太阳能电池板的能量为2.7×107 J，这与完全燃烧______kg 的煤放出的热量相当；这些能量经转化后，可供功率为35 W 的路灯正常工作60 h，那么该太阳能路灯的能量转化效率是______% .(煤的热值为3.0×107 J/kg)
化学
0.9
28
特别提示:
运用效率公式时，要注意能量单位的统一. 由于辐射到太阳能电池板的能量单位为J, 公式中消耗的电能的单位也必须是J，而不能采用常用单位“kW·h”.
如图18-5-2 反映了一只“220 V 100 W”的白炽灯正常工作时的能量转化情况，下列说法错误的是( )
A. 图中括号内的能量应该是光能
B. 生活中使用这种灯泡电能的利
用效率高，有利于节能
C. 图中电能是白炽灯正常工作1 s 消耗的电能
D. 白炽灯正常工作时电能转化为光能的效率是10 %
B
例2
思路点拨:
各种能量转换装置在将一种能量转化为另一种我们所需要的能量时，也会将一部分能量转化为我们不需要的能量.
新知二 能源与可持续发展
1. 能源问题的现状
(1)目前能源的状况：全世界的能源消耗正逐年大幅度增长，按照现在的能源消耗速度，煤、石油、天然气等不可再生能源在不久的将来将被消耗殆尽.
(2)我国作为一个人口众多的发展中国家，尽管拥有相当数量的煤、石油，也拥有一定量的天然气，但从人均占有量来看，我国在世界上仍属于能源短缺的国家.
深度理解：
能量在转化和转移时除了遵循能量守恒定律，还具有方向性，在这个过程中，可利用的能量只会减少，而不会增加，这样必然导致不可再生能源枯竭，而且大量化石能源的开采和消耗导致了严重的环境污染与生态破坏，因此有必要开发和推
2. 能源消耗对环境的影响
(1)热污染，包括城市热岛效应以及地球的温室效应；
(2)大气污染，包括酸雨、烟尘等.
3. 可持续发展
(1)所谓可持续发展，就是既要考虑当前发展的需要，又要考虑未来发展的需要，不能以牺牲后人的利益为代价来满足当代人的需求.
(2)依靠科技进步改变能源结构、开发和推广清洁的可再生能源、提高能源利用效率、减少环境污染已成为我国实现可持续发展的当务之急.
4. 未来理想能源应满足的条件
(1)必须足够丰富，可以保证长期使用。
(2)必须足够便宜，可以保证多数人用得起。
(3)相关技术必须成熟，可以保证大规模使用。
(4)必须足够安全、清洁，可以保证不会产生严重后果。
知识链接：
目前已知的、可作为未来理想能源的有核能、太阳能、地热能、风能、潮汐能、生物质能、氢能等。
下列有关能量或能源的说法中，你认为错误的是( )
A. 人类社会面临能量危机，总有一天能量会被消耗殆尽
B. 煤、石油、天然气等的储量有限，人类面临能源危机
C. 很多传统能源已走向枯竭，但我们可以开发新的能源
D. 太阳能、风能、地热能、潮汐能实际上是无限的
例 3
A
知识链接：
能源危机产生的原因：
①目前，人类使用的能源主要是不可再生能源。
②能量的转化和转移具有方向性。
如图所示是反映一只“220 V 100 W”的白炽灯正常工作时的能量转化情况，下列说法错误的是(　　)
A．图中括号内的能量应该是光能
B．生活中使用这种灯泡电能的
利用效率高，有利于节能
C．图中电能是白炽灯正常工作1 s消耗的电能
D．白炽灯正常工作时电能转化为光能的效率为10%
1
B
巩固新知
【中考·无锡】下列关于热机和环境保护的说法，正确的是(　　)
A．热机排出的尾气没有内能
B．热机的效率能达到100%
C．热机都是使用汽油做燃料
D．热机的大量使用会造成环境污染
D
2
【中考·十堰】如图所示是某内燃机能量流向图，该内燃机的热机效率是(　　)
A．25%
B．40%
C．75%
D．35%
D
3
【2020·南京玄武区一模】关于能源与可持续发展，下列说法正确的是(　　)
A．风能、水能和核能都是可再生能源
B．核电站是利用原子核裂变所释放的能量来发电的
C．能量的转化和转移都是有方向的、总量会发生变化
D．地球上的地热能和潮汐能都来自太阳
4
B
【中考·扬州】小明对“能源与可持续发展”这一章进行了总结性反思，其中正确的是(　　)
A．能量是守恒的，不会有能源危机
B．能量转化和转移具有方向性
C．核电站不会产生任何污染
D．太阳能只能转化成电能和内能
B
5
一盏“220 V　60 W”的白炽灯正常工作5 min，电流所做的功是________ J；如果一盏“220 V　15 W”的节能灯与这盏白炽灯在正常工作时的亮度相同，白炽灯的发光效率是8%，节能灯的发光效率是________%.
1.8×104
6
32
【中考·宿迁】“跨越时空，漫游地球”离不开电磁波和能源，下列相关认识，错误的是(　　)
A．“嫦娥四号”探测器能从月球上发回月背的影像图，说明电磁波能在真空中传播
B．我国5G技术世界领先，该技术采用无线电波传输信息，无线电波是电磁波
C．太阳是人类的“能源之母”，煤、石油、风能、水能等能源都是间接来自太阳能
D．能量在转化或转移过程中总量保持不变，所以不必担心能源危机
7
D
【中考·株洲】在火电站内，燃料的化学能经锅炉、蒸汽轮机和发电机最终转化为电能．蒸汽轮机的作用是将________能转化为机械能．若锅炉、蒸汽轮机、发电机的效率分别为50%、70%、80%，则火电站的效率为________．
8
内
28%
能源与可持续发展
能源
与可
持续
发展
能量转化的效率
能源问题
可持续发展
归纳新知
再见