五、能源与可持续发展
学习要求
1．通过能量的转化和转移，认识效率。
2.了解世界和我国的能源状况，对于能源的开发利用有可持续发展的意识。
3.收集资料，讨论能源的利用带来的环境影响，如大气污染、酸雨、温室效应等，探讨应该采取的对策。
学习指导
1．能量转化与效率
效率：输出的有用能量与输入的总能量的比值叫做能量转换装置的效率。其计算表达式为效率。
对热机而言，其效率就是用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之比。由于热机在工作中或多或少总有能量损失，所以热机的效率总小于1。提高热机效率的措施：①让燃料尽量充分燃烧；②减小各种能量损失；③在使用时注意保养，减少因摩擦而消耗的额外功。
2．能源与可持续发展
能源作为过去人类文明发展作出过重大贡献的功臣，在给人类带来无限欣喜的同时，也使人类产生了深深的忧虑与困惑。在能源的利用中，既要考虑当前发展的需要，又要考虑未来发展的需要，不能以牺牲后代人的利益为代价来满足当代人的需求。
典型范例
例题 一台内燃机运动时能量损耗大致为：汽缸散热损失占25%，废气带走的能量占30%，摩擦等机械损耗占10%，则它的效率为_______________。
精析：在本题中，只给出输出的无用能量占输入的总能量比例，所以要先假设内燃机燃烧燃料所产生的能量为E，在计算出其输出的有用能量。
全解：这台内燃机输出的有用能量为E-E×25%-E30%-E×10%=E×35%。
根据，可得这台内燃机的效率为：
点评：热机中能量损失的途径就是题中给出的这三个方面，这些都是热机工作中不得不损耗的。
活动与探究
如图18-4所示为一些交通工具。（1）请写出上述交通工具所消耗的燃料名称：
大客车__________；电车___________ ；
地铁___________；蒸汽火车________；
自行车__________________________
（2）哪些交通工具会导致污染问题？并说明是什么样的污染。
思考与练习
一、填空题
1．人类在利用能源时给自己带来了极大的便利，也给自己造成了不少的麻烦。总的来说表现为对 造成影响，具体说的是___________污染和_________效应。
2．农作物的秸杆是一种宝贵的资源，但不少农民在收割后为了方便，在农田里大量焚烧。请你指出大量焚烧秸杆的害处（举出两条）：
（1）_______________________________；
（2）_______________________________。
二、选择题
3．目前工厂生产中所用的节能措施中，你认为错误的是（ ）
A.增加热电机组
B.改造工业锅炉
C.沟汰能耗大的机器
D.生产电子高效节能灯
4．如图18-5为内燃机的能流图，则内燃机的效率可表示为（ ）
A.η=×100%
B.η=×100%
C.η=×100%
D.η=×100%
5.S195型柴油机的部分技术规格如下表所示：
汽缸数
汽缸直径
额定功率
转速
燃油消耗率
冷却方式
1
95mm
8.8kw
2000 r/min
0.27 kg/（kw·h）
蒸发水冷
其中，“额定功率”是指柴油机正常工作时对外做功的功率：“燃油消耗率”是指柴油机正常工作时，每输出1kW·h的能量，柴油机所消耗柴油的质量。已知柴油的热值为3.3×107J/kg，水的比热容为4.2×103J/（kg·℃），则：
（1）若柴油机的水箱中贮有10kg冷却水，当水的温度由20℃上升到40℃时，这些水吸收的热量是___________J。
（2）已知柴油机效率η= ×100%（式中W为柴油机在某时间内对外所做的功，Q为它在这段时间内所消耗的柴油完全燃料所产生的热量），则该柴油机正常工作时的效率约为_______________。
相关链接
“兴登堡号”飞艇事故
在20世纪初，人们普遍乘坐飞艇来欧洲与美国。那时的飞艇充满氢气，因为氢气是最轻的气体，故可以使飞艇浮在空中。不过，氢气具有高度易燃性，是一种极危险的气体。1937年5月6日，世界上最大的飞艇“兴登堡号”飞艇从德国飞抵美国的新泽西州，准备在莱克赫斯特的碇泊塔降落，飞艇突然起火，据文献记载，大火是由大气中的静电点燃外泄的氢气而引起的，许多乘客被火焰吞没，36人不幸罹难。现在的飞艇已改用氦气，氦气是第二轻的气体，与氢气不同，氦气不能燃料，因此较为安全。
教后感：
五、能源与可持续发展
教学目标
1、知识与技能：
（1）认识能源消耗对环境的影响。
（2）知道能量转化的效率的计算方法
2、过程与方法：
（1）通过多媒体、讨论等了解当地能源使用对环境的影响。
（2）为当地的能源利用提供依据。
3、情感态度与价值观：
（1）通过了解大量消耗能源对环境造成的破坏，初步认识科技给人类带来的负面效应，具有节能意识、环保意识。
（2）知道探究过程的实际意义和方法，有合理改进实验、提高实验效率的意识，增强将科学服务于人类的责任感。
重点
能量转化与效率
教学难点
对效率的认识能源与可持续发展
教学准备
演示课件、图片
预习本节课内容，上网查找有关本节课的内容，进行相关记录。
教学过程
教学内容
互动与反馈
创设情境
导入新课
上节课我们已经讲了能量转化的基本规律这节的内容，现在同学们来回忆一下，在历史发展的长河中，人类在能量转化规律方面的进步历程是怎么样的呢?
同学们对上节课的内容掌握得还不错。进入21世纪，我们对能量转化技术的掌握是日趋成熟完善，对能源的利用也日趋合理，到底21世纪我们的能源发展是怎么样的呢？好，今天我们就来学习一下。
教师引导
学生思考
自学指导
整体感知
1、21世纪的能源趋势
由于世界人口的急剧增加和经济的不断发展，能源的消耗持续增长。特别是近三四十年来，能耗量增长速度明显加快。同学们看图片，了解一下一个多世纪来，人类能源消耗的情况。
学生看完后，老师利用多媒体显示一些有关近年来能源消耗的图片，让学生更形象地了解这方面的知识。叫学生讨论交流，21世纪的能源趋势是怎样的？
2、能量转化与效率
同学们看课本97页图18-22了解白炽灯工作时，能量的转化情况。
我们再来看小娇车的情况，看图18-23，同学们有什么看法？
学生谈白炽灯工作时，能量的转化情况。
有部分能量转化为我们所不需要的
同学们再看课本图18-24，进行分析引出效率，给出效率的计算方法。
引导学生看课本98页热机的效率，谈热机的效率，如何提高热机的效率。
3、能源消耗对环境的影响
人类在耗用各种能源时，特别是目前石油、煤炭占了能源的绝大部分，而且年消耗量在不断增长，不可避免地会对环境造成影响。现在我们来看下影像，了解一下它对环境有哪些影响呢？
学生看书
教师总结
教师讲解
教师总结
让学生学会看能流图
自学指导
整体感知
学生通过各种媒体，可能对能源消耗对环境的影响有一些初步的认识。然后让学生讨论、举出能源消耗还会对环境造成哪些影响，并且在老师的指导下，看课本图18-25，使学生认识到过量使用能源会对环境造成严重的破坏。
4、能源与可持续发展
下面我们进一步讨论能源危机、能源污染、能源开发等综合性问题，最终形成能源的可持续发展的意识。
5、未来的理想能源
化石能源的大量使用，不仅留给子孙后代的越来越少，而且造成严重的环境问题。根据学过的有关能源的知识，以及课本上提出的条件，在老师的指导下，让学生说一说哪些是未来的理想能源，并说明其道理，同时在课堂上展开讨论。
教师讲解
教师讲解
教师讲解
迁移扩散
学以致用
小结
师生共同小结：这节课学到了什么？
学生回答：
1、能量转化效率的计算
2、能源与可持续发展
学生训练
教师巡视
完成学稿中的课堂练习
当堂分析练习
布置课后练习
板书设计：五、能源与可持续发展
一、能量转化效率的计算
1、白炽灯
2、小轿车
二、能源与可持续发展
具体措施
