能源与可持续发展 同步练习
一、选择题
1.根据能量转化与转移的方向性,下列判断正确的是
A.电流的能可能全部转变为内能
B.在火力发电中,燃气的内能不可能全部转变为电能
C.热机中,燃气内能不可能全部转化为机械能
D.在热传导中,热量不可能自发地从高温物体传向低温物体
答案：A
2.关于能源的利用,下列说法中正确的是
A.由于我国煤和石油的储量十分丰富,所以太阳能和核能的开发在我国并不十分重要
B.能源的利用过程,实质上是能的转化和传递过程
C.现在人类社会使用的能源主要是煤、石油和天然气
D.煤、石油和天然气的化学能归根到底来自太阳能
答案：BCD
3.关于能源的开发和利用,下列哪些观点是不正确的
A.能源是有限的,无节制地使用常规能源,是一种盲目的短期行为
B.根据能量守恒,能源是取之不尽、用之不竭的
C.能源的开发和利用,必须同时考虑其对生态环境的保护
D.不断开发新能源,是缓解能源危机、加强环境保护的重要途径
答案：B
二、非选择题
4.针对目前日益恶化的人类生存环境和能源危机,行之有效的能源利用方法是________和________.
答案：提高能源的利用效率 开发新能源
5.随着经济的发展,对能源的需求急剧增加,但可利用的能源却逐渐减少.当前世界能源消耗以化石资源为主.由此不仅导致能源危机,还带来环境问题.请你通过查阅资料,分析燃料能源主要对大气环境造成了哪几大危害？
答案：(1)温室效应 (2)酸雨 (3)破坏臭氧层
6.我国的“神舟”系列飞船的发射与回收,表明我国航天技术已经跻身于世界先进行列.若某火箭起飞质量为2.0×105 kg,起飞推力为2.75×106 N,则火箭刚起飞时加速度大小是多少？若不考虑空气阻力及火箭质量变化,则火箭升空100 m时的机械能增加了多少？
答案：2.75×108 J
能源与可持续发展 同步练习
一、填空题（每空2分，共计40分）
1．现代人类的生活离不开能量，并且种类多样，如（1）电能 （2）太阳能 （3）化石能 （4）核能等。下列是生活中用到的一些器具或生产工具，其中分别用到了哪种能量，填入序号。
a 太阳能热水器__________________； b 煤气灶_______________
c 电冰箱________________________； d 原子弹_______________
2．人类发明和制造的各种机械和机器，都可以看作是用来控制能量的转化形式、发生地点或时间的能量转换器。按照这一观点，蒸汽机是一种___________能转化为___________能的能量转换器；水力发电机是一种把_____________能转化为___________能的转换器；电动机是一种把_________能转化为_______________能的能量转换器。
3．随着社会的发展，太阳能越来越被广泛的利用。请说出两点使用太阳能的优点：（1）___________________________________（2）__________________________________。
4．俗主云：“水往低处流”；空气不会自行聚拢；在烧杯中的水，上面的水不可能沸腾，下面的水结冰。这些事例都说明了一个问题即：______________________。
5．如图1所示，为了形象的描述核能的获得，两位同学分别画了一张利用核能途径的原理图；其中甲图表示的是______________；图乙表示的是_________________。
图1
6．根据能量守恒定律可以知道，人类梦想的永动机是_________________存在的（填“可能”或“不可能”）。
7．在摩擦生热的现象中，_____________能转化为_____________能，如克服摩擦做了100J的功，就得到了________________J的_____________能。
二、选择题（每题4分，共计20分）
8．下列说法中错误的是（ ）
A．核能通常也叫原子能 B．电能是二次能源
C．天然气和风不是能源 D．太阳能是取之不尽的能源
9．下列说法中正确的（ ）C
A．根据能量守恒定律可以知道，能量在使用中发生转化和转移，但总量是不会变化的，所以，能源不会发生危机
B．解决能源问题的根本办法是不使用能源
C．自然界提供的能量是有限的，尤其是化石能，所以会出现能源危机
D．因为核能在使用时会出现核泄漏的危险，所以人类不提倡使用核能
10．下面关于能量转化的说法，正确的是（ ）
A．用砂轮磨刀时，将内能转化为动能
B．陨石进入大气层成为流星时，是内能转化为机械能
C．壶中的水沸腾，壶盖不断跳动，是水的势能转化为壶盖的动能
D．用打气筒给轮胎打气时，打气筒发热，是机械能转化为内能
11．下列说法中正确的是（ ）
A．核能是当前社会的主要能源之一
B．聚变已经能在人工控制的条件下进行
C．新能源中，最安全、清洁的是核能
D．我国现已有三座核电站运行发电
12．柴油机与汽油机相比较，下列说法中正确的是（ ）
A．柴油机比汽油机效率低
B．柴油机比汽油机轻巧，使用方便
C．柴油机比汽油机结构简单
D．汽油机比汽油机经济且热机效率大
三、简答题（每题8分，共计16分）
13．如图2所示澳大利亚准备建造的一个太阳能发电厂，它的中间是一个高1000米的太阳能发电塔，位于一片巨大的玻璃暖房中央，碟形暖房占地4英里，整个工程将耗资3.5亿英镑，预计2006年完工。它利用温室原理，阳光透过玻璃暖房的屋顶，加热暖房的空气，暖空气沿塔身内32个巨大的管道升腾，推动发电机组源源不断地产生清洁环保的电力。发电塔的装机容量为200兆瓦，能满足20万家庭一年的电力需求。试说明这一过程中所涉及的能量转化情况。 图2
14．人类物质文明和精神文明不断增长，能源消耗量也越来越大。特别是近三四十年来，能耗增长趋势十分明显。如果把全世界的能源消耗量折合成热值为2.93×107J的标准煤来计算，1950年为二十亿吨，1987年为一百一十多亿吨，2000年超过二百多亿吨。如图3所示，能源消耗量这样迅速增长，会不会出现“能源危机”？人类能够解决能源消耗迅速增长这个问题吗？
图3
四、计算与说理（每题8分，共计24分）
15．某锅炉效率为40%，内装有500L的20℃的温水，要把这些水烧开，需要多少热值为3.4×107J/kg的木炭？
16．一种太阳能热水器中的水吸收了8.4×106J的热量后，水温从20℃升高到40℃，
（1）太阳能热水器内水的质量是多少？
（2）如果产生上述热量，需完全燃烧某种燃料0.7kg，则该种燃料的热值是多少？
17、为了更深入的了解能源的使用，某课外探究活动通过实地考查和查阅资料知道：
（1）现代化的大型锅炉，效率可达90%以上，但通常的锅炉，效率还比较低，如取暖用的小型锅炉，平均起来效率不到60%。
（2）假设我国每年消耗的煤大约为10亿吨，效率约为30%，那么就有7亿吨的煤没有利用得到。但是如果把煤的效率提到1%，即达到31%，可以省三千多万吨煤，也就相当于多了三个年产一千万吨的大煤矿。
结合这个活动小组的调查及你的经验，请你谈一谈如何提高炉子的效率？提高燃料利用率的意义。
能源与可持续发展 同步练习
一、填空题（每空2分，共计28分）
1．地球上的化石能的储存是有限的，并且在使用化石能的时候还会给环境带来一定的影响。所以现在人类在不断寻求新能源，请举出两个属于新能源的例子。________________________；____________________________。
2．喷气发动机、汽油机和柴油机等是人类广泛使用的热机，其中效率最高的是___________，效率最低的是________________。
3．太阳能越来越得到广泛的应用，请你举两例人类利用太阳能的例子：（1）_________________________；（2）______________________________________。
4．有一辆小轿车，当一部分燃料完全燃烧时，放出的热量为2×105J，其中转化为动能的那部分能量为5×104J，则该汽车的效率为_________________。
5．现在人类已经可以控制原子核裂变的速度，我们把核裂变的过程又称作___________反应。利用核裂变提供的能量可以用来_____________、______________等。
6．人类利用核能过程中主要要预防核______________，它会人类造成很大的伤害。
7．如图1所示，人类利用太阳能主要有三种方式：（1）把太阳能转化为内能； （2）把太阳能转化为电能 （3）把太阳能转化为化学能。请选择上面的三个序号填入下表中。
图1
二、选择题（每题3分，共计18分）
8．下列能源中，直接来自源于太阳辐射能的是（ ）
A．电能 B．天然气
C．潮汐能 D．核能
9．现代社会中人类使用的能量主要来源于（ ）D
A．水能和风能 B．核能
C．太阳能 D．燃料燃烧得到的内能
10．中东地区局势动荡，给全球的石油市场带来了重大的冲击，这是因为中东的石油产量受到影响会使用市场上原油的供应量下降，导致油价上涨。其中石油属于（ ）
A．二次能源 B．可再生能源
C．不可再生的能源 D．新能源
11．关于热机效率下列说法中正确的是（ ） C
A．在用来做有用功的那部分能量相等时，做功时间越短，热机效率越高
B．用来做无用功那部分能量越少，热机效率越高
C．规格相同的汽车，以相同的速度行驶相同的路程，耗油量小的汽车热机效率越高
D．热机效率越高，其做有用功的那部分能量一定越多
12．改善现在的能源危机，下列措施中不可行的是（ ）
A．大力开发新能源
B．只要人类不使用能量就可以了
C．大量利用水能、风能
D．采用新技术、新设备，更新落后的技术装备
13．下列关于太阳能的说法中，错误的是（ ）
A．太阳能十分巨大，供应时间长久
B．太阳能安全、清洁，不会造成环境污染
C．太阳能分布广阔，处处可以利用
D．太阳能到达地面的功率稳定，不会受气候和季节的影响
三、简答题（每题8分，共计24分）
14．核裂变时能产生大量的能量，一定条件下核裂变会持续不断的发生下去。有时我们也把这种现象叫做链式反应，你能用画的形式描绘出核裂变时的链式反应吗？
15．如图2所示，是一个太阳能热水器的原理图，结合这张图，你能说出太阳能热水器的工作原理吗？
图2
16．如图3所示是一个组合的电池板，它是由一块块小的电池板组合而成的，你知道它们是如何连结的？
图3
四、计算与说理（共计30分）
17．三峡水电站是世界上最大的水力发电站，年平均发电量预计为8.5×1010kW·h，这些电能能将送往华东、华中等九省市，所以人们讲“三峡可以照亮半个中国”。
据专家介绍，三峡水电站的年发电量相当于一个第年消耗5×1010kg煤的火力发电站的年发电量，而且是廉价、清洁、可再生的能源。
（1）已知煤的热值是2.9×107J/kg煤完全燃烧后，将放出多少热量？
（2）向大气中排放过量的二氧化碳等气体是造成“温室效应”的主要原因。三峡水电站与同等供电量的火力发电站相比，每年将少排放二氧化碳1.2×1011kg，在通常情况下，已知二氧化碳气体的密度为1.98kg/m3，则这些二氧化碳气体在通常情况下的体积约为多少？
（3）设火力发电站在单位时间内产生的电能为E，它在这段时间内所消耗的燃料完全燃烧后所产生的热量为Q，根据上述资料，试估算火力发电站的效率。
18．某太阳能热水器，它能盛水2m3，经太阳照射8h，水温由20℃升到70℃，求水吸收的热量是多少？有多少太阳能转化为热能？热水器的功率是多少？
19．如图4所示，1996年至2000年，中国的节能率为6 %，万元GDP能耗由1995年的3.97油当量（tce）降为2.97油当量（tce），下降25%。1995年至2000年，累计节约和少用能源达4.1亿吨（标准煤），相当于减排二氧化碳800万吨，二氧化硫1.8亿吨，粉尘600万吨，灰渣1亿吨。中国由燃料产生的二氧化碳排放量在1996年至2000年间降低了8.8 %。
图4
根据上面的材料，你可以获得哪些信息，这些信息中，万元GDP能耗降低有什么意义？
能源利用与社会发展 同步练习
[课堂巩固]
1.恩格斯说过：“__________________第一次使人支配了一种自然力量，从而把人和和动物分开。”使人类结束了茹毛饮血的野蛮生活。
2.第一次世界的工业革命的标志是___________________，它的发明和使用使西方国家的生产力极大的提高。
3.人类前进每一步，都和能源的利用息息相关，你能举出两个人类利用的能源吗？__________________；___________________。
4.我们使用的煤、石油、天然气等是埋在地下的_____________经过漫长的地质年代形成的，称为_________________________。
5.煤、石油以及风能、太阳能、核能、地热能等是可以_______________从自然界获得的，统称为 _________________________。
6.人类发明和制造的各种机械和机器，都可以看作是用来控制能量的转化形式、发生的地点或时间的能量转换器。按照这种观点，汽油机是把__________________能转化为_____________能的能量转化器；干电池是把____________能转化为_______________能的能量转化器；钻木取火是把_____________能转化为____________能。
7.在下列能源中，属于化石能源的是（ ）
A.核能、生物质能、水能 B.电能、汽油、柴油
C.太阳能、地热能、风能 D.煤、石油、天然气
8.人类使用电能的过程就是把电能转化为其它形式能的过程，如人们利用日光灯，主要是为了把电能转化为（ ）
A.机械能 B.光能 C.化学能 D.内能
9.下列关于能源的说法正确的是（ ）
A.煤、石油是当今人类利用的主要能源，它们是可再生能源
B.天然气是一种清洁的能源，人类可以无尽地开发利用
C.如果大量利用太阳能，可能使太阳能在短期内消耗殆尽
D.水能和风能可以从自然界里得到，是可再生能源
10.我们生活在电的时代，电能的来源很多，应用很广泛……
（1）列举出自然界存在的各种形式的能（三项以上），可以较为方便的转化为电能。
（2）列举出使用电能对减少污染、保护环境有利的三个具体的例子。
[课后提升]
11.化石能源是指千百万年前埋在地下的动植物经过漫长的地质年代形成的，包括我们今天使用的__________、__________、____________；从能源是否可以再利用角度分，化石能源属于_______________能源，请你再列举一个这种能源的例子，如______________。
12.下列关于能源的说法，其中正确的是（ ）
A.能量就是能源 B.电能是一种一次能源
C.石油是一种可再生能源 D.生物质能是一种可再生能源
13.对于我们现在使用的天然气，以下说法正确的是 （ ）
A.天然气是气体不属于化石能源
B.天然气能从地下不断地开采，属于可再生能源
C.天然气是由动植物埋在地下形成的，属于生物质能
D.天然气是一次能源
14.你认为风能、太阳能、核能……以及你想到的可能的能源，哪些有可能成为今后的理想能源？并简要说明理由。
15.现代的社会是电的社会，想像一下，如果某城市突然没有了电，现在的生活有什么变化？请写出可能出现的三个场景。
能源与可持续发展 学案
纲要检测
基础与巩固
1．社会的进步，人类的发展离不开能源，人们现在使用的化石能主要有_______________、___________________、_________________等。
2．我们家中有电饭锅、洗衣机、电视机等生活用品，它们都需要消耗__________能。
3．利用能的过程是把一种形式的能量___________为另一种形式的能的过程；或都是把能量从一个物体_______________到另外一个物体。利用太阳灶烧水是利用能的_____________，利用电水壶烧是能的_______________。
4．一般情况下，人们使用各种能量转换装置时，它的效率都____________1的。（选填“大于”、“小于”或“等于”）
拓展与延伸
5．关于核能的下列说法中，不正确的是（ ）
A．核电站是利用原子核裂变的链式反应产生的能量来发电的
B．如果对裂变的链式反应不加控制，在极短的时间内就会释放出巨大的能量，发生猛烈爆炸
C．氢弹是利用轻核聚变制成的武器
D．原子弹是利用轻核聚变和重核裂变而制成的核武器
6．关于太阳能的下列各种说法中，不正确的是（ ）
A．太阳能是可供人类利用的一种新能源，它是一次能源
B．太阳能安全、清洁，利用太阳能不会给环境带来污染
C．对于人类来说，太阳能几乎可以说是一种取之不尽用之不竭的永久能源
D．太阳能分布不够广阔，较多的地方不能利用
探究与创新
7．如图18-6所示，人类获得热能主要是通过化石能源的燃烧，但在消耗化石能的同时，也给环境带来了一些问题，如废气对大气污染，废渣对土壤污染，渗漏的石油造成水污染等。那我们是不是立即停止使用化石能源呢？说说你的看法。
如图18-6
能源与可持续发展
教学目标：
1.知识与技能
（1）常识性了解能量转化技术给人类带来的便利
（2）初步了解能量转移和转化的方向性，不可逆性
（3）通过实例了解世界和我国的能源状况
（4）认识能量
2.过程与方法
通过收集信息、阅读资料、相互交流，判断能量转移和转化的方向性，不可逆性的有关说法是否正确；从可持续发展角度分析能源、资源及日常诸多现象，提出自己的观点及其可行的做法。
3.情感态度与价值观
（1）通过认识科学及其相关技术对人类社会发展的影响，有将科学服务于人类的意识。
（2）通过了解能源消耗对环境的影响，认识科技对人类社会发展的负面影响，提高节能意识和环保意识，并在个人所能及的范围内对社会的可持续发展有所贡献。
教学重点：能量转移和转化的方向性
教学难点：
教学方法：自读课本、交流、讨论
教学过程：
学生分组自学，交流、讨论
合作完成练习题
一、基础题
1．“能源危机”是当今世界各国共同面临的问题。对此，以下措施可行的是（ ）
A．人人都要自觉做到节约用水、节约用电，不浪费和人为毁坏物品
B．关闭现有的火力发电站
C．各地都要新建水力和风力发电站
D．停止使用石油资源，而以核能和太阳能取代
2．无锡市近年来城市面貌发生了很大变化，增加了许多绿地，在道路两旁栽种了大量树木，改善了城市环境。下列关于城市绿化作用的说法中，不正确的是????(????)
????A.?植物的蒸腾作用，可以调节环境温度
????B.?城市绿地面积的增加，可以改善空气质量
????C.?在道路两旁栽种树木，可以减小车辆噪声对居民的影响
????D．城市绿化后，可以减少工业废气和车辆尾气的排放
3．节约能源，提高能源的利用率，下列措施中可行的有（ ）
A．采用新技术、新设备，更新改造落后的技术设备
B．集中供热
C．将家庭固体燃料改用气体燃料
D．不断地开采、开发常规能源
4．为节约能源，需提高热机的效率，下列措施中不能提高效率的是（ ）
A．尽量使燃料充分燃烧
B．尽量增加热机的工作时间
C．尽量减少废气带走的热量
D．尽量减少热机部件间的摩擦
二、提高题
1．电力资源是整个国民经济的命脉。目前，我国城乡主要依靠燃煤供电。
（1）一个年发电量为30亿千瓦时的燃煤发电厂，每年需要燃烧约140万吨的原煤（含煤的质量分数约为1%）。这样发电厂每年约向大气中排放多少SO2？
（2）燃煤过程中大量释放的SO2会导致 的出现，而水力发电取源于可再生能源，能减少环境污染。在水力发电的过程中，能量的转化是 。
（3）受大旱等影响，目前水力发电也面临严峻挑战。你知道还有哪些电力资源可以开发利用？请举出两例： 。
2．目前，化石燃料是人类生产、生活的主要能源。随着全球能量使用的增长，化石燃料等不可再生能源将日趋枯竭。世界各国人民的节能意识正在日趋增强（图1是我国的节能标志），科学家也在开发新能源、研制节能产品、提高化学能的转化效率等方面，做着积极的努力。请你回答：
（1）有待继续开发、利用的能源有（至少答3种）：
。
（2）用化学方程式表示出一个由化学能转化为内能的例子：
。
（3）生产、生活中存在着化学能和电能的相互转化。请你举出一个在使用中由化学能转化为电能的例子： 。
（4）氢气具有热值高且 的特点，因此被认为是最清洁的燃料。
3．随着人类社会的发展，能源与环境等问题显得日益突出，并引起广泛关注。
（1）目前，我市初中广泛开展的课外兴趣活动，对初中生的创新精神和实践能力的培养起到了积极的作用。某校课外兴趣小组选择“家庭能源消耗”这一问题展开调查与研究。该小组的一位同学从“不同的家庭年煤气消耗量”角度，对该问题进行调查与研究。其理由是①这项调查结合生活实践，便于开展；②掌握不同家庭煤气的消耗的状况，为政府的决策提供依据等。
若你也参加该课外兴趣小组的活动，你将从哪一角度进行调查？简单陈述理由。
时 间
电能表示数/千瓦时
4月6日上午8:00
115.8
4月8日上午10:00
116.3
（2）人们的生产和生活实践活动，产生了大量碳的氧化物和氮的氧化物，造成大气污染，因此新型能源的开发和利用引起了极大的关注。目前氢气最有希望成为未来的理想燃料，氢气作为燃料的主要优点是： 和
（3）在2000年11月《联合国气候变化框架公约》第6次缔约方大会上，发展中国家要求发达国家加强汽车尾气控制，而发达国家却要求发展中国家承担烟尘减排义务，会议最终未达成任何协议。你认为摆脱“发展中国家与发达国家未达成任何协议”这一困境的出路是什么？
4．氢气是一种有巨大发展前景的绿色能源，有人设想用电解水的方法制取氢气开发氢能源．回答下列问题：
（1）用电解水的方法制取氢气，实现了由向能的转化．
（2）已知在220V、2A的条件下，通电36min可电解9.9g水，求电解这些水需要的电能是多少？
（3）若氢气的热值为1.43××107J/kg，则电解9.9g水所产生的氢气完全燃烧放出的热量是多少？
（4）根据以上计算，用电解水的方法开发氢能源是否可行？说明理由．
（5）请你提出一种由天然水开发氢能源的设想．
能源与可持续发展-知识探讨
合作与讨论
(一)在热传递过程中,内能总是自动地从高温物体向低温物体转移,也可以自动地从低温物体向高温物体转移.这种说法对吗？
我的思路:自然界实际进行的与热现象有关的一切宏观过程都是有方向性的不可逆过程.机械能可以完全转化为内能,反过来,内能就不能自动地、并不引起任何变化地100%变为机械能.在热传递过程中,内能总是自动地从高温物体向低温物体转移,而不可能自动地从低温物体向高温物体转移.例如,对于水的内能总是自动地从高温物体向低温物体转移,但是要从低温物体向高温物体转移,必须利用像电冰箱等才能转移,而这一过程并不是自发实现的.
(二)大海中的水被太阳晒热,蒸发,变成云,变成雨,降落在高山上,汇成河流.所以从宏观上说,水力发电站输出的电能来自太阳.有人说,煤和石油的能量也来自太阳.那么,太阳能通过什么途径变成了煤和石油中的化学能呢？
我的思路:煤、石油和天然气是由古代的动植物在长期地质变迁中形成的.古代的动物食用植物,而植物是靠吸收太阳能生长的,所以可以说,煤、石油和天然气的化学能来自太阳能.
思考过程
1.能量转化和转移的方向性
(1)能量转化与转移的方向性：自然界实际进行的与热现象有关的一切宏观过程都是有方向性的不可逆过程.机械能可以完全转化为内能,反过来,内能就不能自动地、并不引起任何变化地100%变为机械能.在热传递过程中,内能总是自动地从高温物体向低温物体转移,而不可能自动地从低温物体向高温物体转移.
(2)热机的效率：热机的效率不可能达到100%.
2.能源开发与可持续发展
新题解析
【例1】 下列过程中,可能发生的是
A.某工作物体从高温热源吸收20 kJ的热量,全部转为机械能,而没有其他任何影响
B.打开一高压密闭容器,其内气体自发溢出后又自发溢进去,恢复原状
C.利用其他手段,使低温物体温度更低,使高温物体温度更高
D.将两瓶不同液体自发互溶,然后又自发地各自分开
解析：机械能可以完全转化为内能,反过来,内能就不能自动地、并不引起任何变化地100%变为机械能,故A错误；在热传递过程中,内能总是自动地从高温物体向低温物体转移,而不可能自动地从低温物体向高温物体转移,但可以通过其他方式把内能从低温物体向高温物体转移,例如电冰箱,故C正确；气体自发溢出和不同液体自发互溶是可以自动进行的,但其逆过程是不能自发进行的,故B、D错误.故选C.
点评：自然界实际进行的与热现象有关的一切宏观过程都是有方向性的不可逆过程.
【例2】 如果每人年节约用电1千瓦时,那么,全国近12亿人口节约用电相当于多少吨标准煤燃烧释放的能量？(标准煤热值为2.93×107 J/kg)
解析：由题可知,共节约的电能为E=12×109×3.6×106 J=4.32×1016 J,则E=mQ,m=E/Q=4.32×1016/(2.93×107) kg=1.47×108 kg.
点评：这个数字是非常可观的,因此针对目前日益恶化的人类生存环境和能源危机,行之有效的能源利用方法之一是节约能源.
知识总结
规律：能量转化和转移的方向性
知识：热机的效率
方法：能量转化和转移的方向性的理解
自然界实际进行的与热现象有关的一切宏观过程都是有方向性的不可逆过程.机械能可以完全转化为内能,反过来,内能就不能自动地、并不引起任何变化地100%变为机械能.在热传递过程中,内能总是自动地从高温物体向低温物体转移,而不可能自动地从低温物体向高温物体转移.
能源与可持续发展
【学习任务分析】
本节第一部分“能量的转化和转移的方向性”，从生活实际出发，让学生了解”自然界中热传导过程和能量转化、转移的是有一定方向的”，让学生知道热力学第二定律，接着引入热机效率问题，在这部分教学中，应使学生体会科学家不畏艰辛的探索精神，结合实例理解为什么热机具有效率，怎样提高热机效率。体会物理学与技术发展的互动关系。
第二部分“能源开发与可持续发展”，要让学生了解能源对人类文明的意义和有能源带来的环境问题，引入可持续发展的概念。让学生认识节约能源，开发新能源与可持续发展的关系，可以让学生通过查阅相关材料，提出自己的见解。思考怎样探索和使用未来的理想能源
通过本节的学习，第一要求学生了解我国和世界的能源状况，我国发展能源的方针和对策。第二要求学生要关心科学发展前沿，具有可持续发展的意识，树立科学的世界观，有将科学服务于人类的使命感与责任感
【学习者分析】
学校处于市区中心，大部分学生家庭情况优越，对于能源的地认识不足，特别是对如何节约能源以及能源对环境的危害认识不够深刻。
长期以来，教育教学过程中师生地位平等，以人为本，坚持学生的主体地位，教师的主导地位。
本节课为物理规律与实际生活的结合课程，重点为物理规律与实际问题的辩证关系，课堂教学要大量引用其他相关学科的知识，比如地里，历史等，要求学生课前预习。
探究式教学重视的是探究的过程和方法而不是结论，探究过程是产生创造思维的温床，过于重视结果可能会导致丧失探究热情，扼杀学生探究的欲望。
【教学目标】
1.知识与技能
（１）了解什么是常规能源，什么是新型能源
（２）知道能量转化的效率
（３）知道能量转化和转移的方向性以及第二类永动机不可能实现
（４）通过能量转化和转移的方向性，认识提高效率的重要性
（５）了解能源与人类生存和社会发展的关系，使学生认识能源的合理利用与环境保护对可持续发展的重要意义
2.过程与方法
（１）通过指导学生分析事例，培养学生分析问题和理论联系实际的能力
（２）通过指导学生阅读教材，培养学生的自学能力
3.情感、态度与价值观
（１）了解大量的能源消耗带来的全球性环境问题
（２）提高学生的节能、环保意识
【重点难点】
重点： （１）能量转化的效率及方向性
（２）可持续发展的重要性
难点：自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性
【教学资源】
实物投影、幻灯片，多媒体教学设备，影片
【设计思想】
本节课结合我校学生的特点对教材的内容进行了深入的挖掘和思考，备教材，备学生，备教法，始终把学生放在教学的主体地位，让学生参与，让学生设计，营造一个“安全”的教学环境，广开言路，让学生的思维与教师的引导共振。总体教学布局如下表：
【教学过程】
教师活动
学生活动
点评
（一）新课引入
前面我们学习了能量转化与守恒定律，我们知道能量不会“无中生有”地产生，那么汽车行驶所需要的能量是从何而来？有多少有用？又流向何方呢？
答：来自汽缸内汽油燃烧所释放的能量
自然地提出问题并可复习能的转化和转移
（二）深入研究
一．研究能量的转化效率
１．轿车的能量流向
应到学生读汽车流向图（幻灯片）
通过计算回答问题
［问题１］：轿车行驶时，做有用功的能量占燃料能量的比例是多少？
［问题２］：排气管和散热片中散失的能量占多大比例？
总结：研究机器的实际能量利用率，具有重要的经济和社会意义
２．能量的转化效率
（为了衡量机器能将多少输入能量转化为有用的能量，提出了“能量转化效率”），它是转化为有用功的能量跟输入能量的比值
有用的能量
能量的转化效率＝——————
输入的能量
二．能量转化和转移的方向性
１．实验演示，观察现象
（１）逐渐降低的秋千
（２）手融化冰块
提出问题
（１）秋千慢慢降低说明什么？
（２）冰能自动融化吗？这说明什么？
（３）秋千降低后能自动恢复原状吗？
（４）要实现以上现象应该如何办？
总结：与热现象有关的能量转化过程是具有方向性的，或者说，能量转化和转移的不可逆性
２．案例分析：第二类永动机的不可能性
三．能源的开发与可持续发展
指导学生阅读课本使学生了解常规能源、新型能源。同时使学生明确社会的发展对能源的需求，以及能源的消耗所带来的一系列问题（课前布置）
我国能源分布情况，能源现状
能源的开发和利用所带来的问题是什么？
能源使用应注意什么？
加强环保教育，让天更蓝、水更清、地更绿
学生计算
分析可知，燃料的能量在转化和转移的过程中，处处被分流克扣，真正用于做有用功的能量竟然不到输入能量的13％
讨论回答课本问题：
１．图４—20所示，轿车的能量转化效率
２．打桩机的案例分析计算
３．通过课后查资料和观察，分析讨论人对食物的能量转化效率
４．提高机器设备的能量转化效率有什么经济和社会意义
学生观察讨论回答问题
（１）热能够自动地从高温的手向冰块传输
（２）热不能从低温物体自发地向高温物体传输
（３）要实现能量转化沿反方向进行，则必须做功
阅读课本，举例说明自然界能量转化过程的方向性
如；冰箱制冷、瀑布中水的机械能转化、喷出的香槟酒、松弛后的发条等
学生交流：自然现象的变化也具有类似的不可逆性，例如沙漠化的土地不会自发地再变为绿洲。因此人类不仅要珍惜能源和资源，还要自觉地保护自然
学生回答：
能源种类：煤、石油、天然气、水能、核能、风能
我国能源特点：总量丰富、人物贫乏；分布不均，耗能量大；污染严重、效率低下
检查调查结果：（学生课调查情况）
石油 可开采的只有135亿吨，已探明60亿吨，已开采36亿吨，资源余地不大
天燃气 可开采9万亿方，已探明2亿方，但分布在边远地区，开发不大，只开采5000亿方
煤 可开采1153亿吨，开采情况不乐观
水电资源开发不足（总量居世界第一）
核电发展缓慢 太阳能、风能、海洋能、地热能和生物质能、氢能等新能源开发利用分数，规模小
电荒、油荒、煤荒等等
学生讨论举例
环境污染
温室效应 （影片片断《后天》）
酸雨
氮氧化物破坏臭氧层
铅化合物污染
厄尔尼诺
学生活动
如何解决环境污染问题（以分组的形式，各组分别发言） 总结：
1、节约利用能源 水，电（要求学生从我做起） 2、发展技术，提高能源的转化效率和防止各种废弃物的污染 3、开发利用新能源
能源的可持续发展：
学生讨论
改变能源结构，提高能源利用效率，开发和推广清洁能源，减少环境污染。
开发使用新能源，减少对矿产能源的使用。
注重对各种节能新技术的开发和利用。
培养学生分析问题、解决问题的能力
提高学生学习兴趣，引导学生主动学习、主动参与
拓宽思路和视野，形成学以致用的观念
使学生认识我过的能源现状,对我国能源的浪费和来源有焦虑感。
学生认识到不合理开发和利用对人类生存环境造成的危害
使学生认识到能源开发和的合理利用与环境保护对可持续发展的重要意义，培养科学的发展观
（三）思考题
（１）阅读课文的信息窗思考讨论
（２）课后的讨论与交流
讨论后，学生交流发言
引导学生参与对实际问题分析，以培养学生的社会意识和社会责任感
（四）布置作业
课本“作业”
【教学媒体的运用】
多媒体设备：
播放影片资料，给学生直观的印象，使其对能量的转移有一个直观地认识对能源危机给世界格局带来的影响，和对世界环境的危害有更为直观地认识和深刻的体会。
幻灯片设备：
使学生有大量的图片资料里面更为深刻的体会出能源对于人类生存的意思， 能够深刻认识到能源对于人类带来的影响，使他们认识到能源的可持续发展的可行性和方法，在自己的生活中，由自己做起，保护环境，节约使用。不浪费。
【形成性评价】
通过本节课程的学习，学生应该了解能量转化和转移的方向，能够举例说明，能够理解并应用热力学定律分析解决问题；能够举例说明现在社会使用的能源的种类，能够大致说明能源危机的内容，能够对环境污染有明确的定义和深刻的理解，了解可持续发展的含义和意义，能由自己做起，节约资源，保护环境
【教学后记】
1、教学有法而无定法。时代在变，观念在变，学生的思维在变，对教师的教学设计，能因学生的变化而变化，是其应该具有的特征。
2、教育是事业，教育是创新，教育是艺术。
3、探究式教学是物理规律教学的最好的教学模式，但它不是物理教学的唯一模式，只有在实践中证明采用探究式教学最能体现新的课程标准和教学理念的地方采用才是最合理的选择。
4、教学围绕问题展开，但不是教师提出一个漫无边际的问题，学生无尽的思考并随意回答所构成的“菜场式”课堂，需要教师的引导，需要学生的参与，主要要呈现探究的要素，体现探究的过程和方法。
5、对不同的学生，设问要做到“起点定方向，落点定区域”。
6、在课堂探究的过程中，教师要尽可能预见可能出现的问题，课堂上遇到无法解决的问题，课后要查阅资料，请教别人，明确认识后，告诉学生，教师也要保持学习的习惯。
