12.4能源与可持续发展课件 （21张PPT）

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第十二章　电能　能量守恒定律
12.4　能源与可持续发展
学习目标
1.掌握能量守恒定律的内容和重要意义.
2.了解什么是能源的耗散和品质降低，认识自然界中能量转移或转化的方向性.
3.了解能源的分类与应用.
4.认识当前环境问题，增强环境保护和可持续发展的意识.
1、能量守恒定律: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另一种形式,或者从一个物体转移到别的物体,在转化或转移的过程中,能量的总量不变。
一、引入新课
2、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？
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，最后水和鸡蛋的温度相同。温度相同的水和鸡蛋，会不会自发发生水温降低，鸡蛋的温度上升呢
二、讲授新课
2、能量转化的方向性
例如：化学能通过燃烧转化为内能，但是内能不会自发地重新转化为化学能。
能量只能从高温物体传向低温的物体，而不能自发的逆向传递。
1、能量转移的方向性
（一）能量转化和转移的方向性
燃料燃烧时一旦把热量释放出去，就不会再次自动聚集起来供人类重新利用。
（二）能量的耗散
热能
光能
热能
光能
热能
光能
热能光能
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
很难把这些内能收集起来重新利用
一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的，各种形式的能量最终会转化为内能，但这些内能却很难被人类回收利用，这种现象叫做能量耗散。
1、不可再生能源
煤炭 石油
特点：短期内不可以再次得到、一旦利用了就很难或者不能再次得到的能源．如煤炭、石油、天然气等．
（三）能源分类
天然气
2、可再生能源
地热能
特点：能够在短期内重新形成的或循环利用的能源．如太阳能、风能、水能、地热能、潮汐能等．
三峡水电站
风能
潮汐能
地热能
（四）我国的能源开发成就
（1）太阳能发电： 太阳能的利用对环境的影响很小。通过太阳电池将太阳能直接转化成电能。我国是最大的光伏制造国。发电容量4.158×107kW。
卫星展开太阳能帆板
太阳能光伏发电
太阳能光伏发电
（2）水力发电：
水能是可再生能源，水电站是利用水能的重要形式。水电对环境的影响小，发电成本低。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。
（3）风能发电：
我国风力资源丰富，尤其是西北、华北、华东、西南地区。随着新能源政策的引导及风力发电、并网等技术的发展，我国风力发电开发走在了世界前列，装机容量居全球第一。
为了增加风力发电的功率，通常把很多风车建在一起，成为“风车田”。
（4）核能发电：
少数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。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。
秦山核电站
大亚湾核电站
田湾核电站
（5）潮汐能
海水周期性涨落运动中所具有的能量。其水位差表现为势能，其潮流的速度表现为动能。这两种能量都可以利用，所以是一种可再生能源。
（6）地热能
由地壳抽取的天然热能，来自地球内部的熔岩，是引致火山爆发及地震的能量。地球内部的温度高达7000℃，而在80至100公英里的深度处，温度会降至650至1200℃。透过地下水的流动和熔岩涌至离地面1至5公里的地壳，热力得以被转送至较接近地面的地方。高温的熔岩将附近的地下水加热，这些加热了的水最终会渗出地面。运用地热能最简单和最合乎成本效益的方法，就是直接取用这些热源，并抽取其能量。
（五）能源与社会发展
2、火的使用是人类在能源使用上的第一个里程碑。
3、蒸汽机开始了人类文明的新纪元。
4、内燃机推动了机械化与电气化进程。
5、蒸汽轮机和燃气轮机的发展为大规模发电和航空事业奠定了基础。
柴薪时期
煤炭时期
石油时期
1.能源利用的三个时期是柴薪时期、煤炭时期、石油时期。
（六）煤炭和石油的燃烧对环境的危害
1、燃烧时增加了大气中二氧化碳的含量,加剧了温室效应。
2、因煤炭和石油中含有硫,燃烧时形成二氧化硫等物质使雨水的酸度升高,形成“酸雨”。
3、内燃机工作时的高温使空气和燃料中的多种物质发生化学反应,产生氮的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,产生二次污染物质——光化学烟雾。
城市机动车尾气污染
（七）节约能源的意义
1、人类的生存与发展需要能源,能源的开发与使用又会对环境造成影响。
2、一方面要大力提倡节能,另一方面要发展可再生能源以及天然气、清洁煤和核能等在生产及消费过程中对生态环境的污染程度低的清洁能源。
3.煤炭和石油资源是有限的
例1、关于能源及能源利用，下列说法中正确的是 ( )
A. 煤炭、石油和天然气都是化石能源
B. 太阳能电池能够将电能转化为太阳能
C. 由于能量是守恒的，因此没有必要节约能源
D. 水能和风能归根结底来源于太阳能，它们是不可再生能源
A
例2、关于能量和能源，下列说法中正确的是( )
A. 能量在转化和转移过程中，其总量有可能增加
B. 能量在转化和转移过程中，其总量会不断减少
C. 能量在转化和转移过程中，其总量保持不变，故节约能源没有必要
D. 能量在转化和转移过程中具有方向性，且现有可利用的能源有限，故必须节约能源
D
例4、关于能量和能源，下列说法正确的是（　　）
A．人类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
C
例3、某城市人口密度大，汽车等交通工具向大气中排放大量碳氢化合物、氮的氧化物等有害物质，最有可能发生的是（　　）
A．酸雨 B．臭氧层空洞 C．光化学烟雾 D．温室效应