12.4 能源与可持续发展 第1课时 课件(共28张PPT)

(共28张PPT)
4 能源与可持续发展
第十二章 电能 能量守恒定律
新课引入
内能
机械能
电能
光能
化学能
思考
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？
一、能量守恒定律
机械能守恒定律告诉我们，做机械运动的物体具有动能和势能，相互之间可以转化：
重力势能和动能相互转化
在电路中，电源将其他形式能转化为电能，负载又将电能转化为内能、光能和机械能……
电能转化为光能、机械能、内能……
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，在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变．
无数事实告诉我们：
这个规律叫做 能量守恒定律
能量守恒定律是自然界普遍存在的规律，不受任何条件的限制
思考
是不是不违反能量守恒定律的过程都能发生呢？
一、能量守恒定律
思考与讨论
二、能量转移或转化的方向性
1.把刚煮好的热鸡蛋放在冷水杯中，
过一会儿
是否可能发生这样的现象：原来温度相同的水和鸡蛋，过一会儿水的温度自发的降低而鸡蛋的温度上升，生鸡蛋变成了熟鸡蛋？
鸡蛋的温度降低，水的温度升高，
最后水和鸡蛋的温度相同。
2.在水平粗糙桌面上滑动的木块克服摩擦力做功，其动能转化为内
能，最终停了下来，同时木块，桌面及周围空气的温度略有上升。
会不会有这样的现象：静止的木块和桌面及周围的空气自发的降低温度释放内能，并将释放的内能全部转化为木块动能，让木块又滑动起来？
v0
v=0
机械能自发的转化为内能
二、能量转移或转化的方向性
能量守恒定律告诉我们，在自然界发生的一切过程中能量都是守恒的，一个导致能量创生或能量消灭的过程是不可能出现的。然而，并不是所有符合能量守恒定律的宏观过程都能真的发生。
无数事实告诉我们，只要涉及热现象，都有特定的方向性。这些过程可以自发地朝某个方向进行，例如：上面提到的现象，而相反的过程，即使不违背能量守恒，也不可能自发地进行。
一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的。
二、能量转移或转化的方向性
3.能量转移或转化的方向性
二、能量转移或转化的方向性
4.能量的耗散
燃料燃烧时一定把热量释放出去，就不会再次自动聚集起来供人类从新利用。
电池中的化学能转化为电能，电能通过灯泡转化为内能和光能，热和光被其他物质吸收后变成周围环境的内能，我们很难把这些内能收集起来重新利用。这种现象叫作能量的耗散。
能量的耗散表明，在能源的利用过程中，能量在数量上虽未减少，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的能源。
这是要节约能源的根本原因
三、能源的分类与应用
1.化石能源：
煤
石油
天然气
不可再生能源
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三、能源的分类与应用
2.可再生能源：
水能、风能、潮汐能等皆来源于太阳能
（1）太阳能的利用：
太阳能热水器
太阳灶
太阳能转化为内能
太阳能信号灯
太阳能汽车
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三、能源的分类与应用
太阳能转化为电能
人造卫星和宇宙飞船主要靠太阳能电池提供电力
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三、能源的分类与应用
（2）水能：水能的资源总量多，成本低、可再生、无污染。
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三、能源的分类与应用
利用方式：水电站是利用水能的重要形式。
三峡水电站
葛洲坝水电站
我国水电装机总量居世界第一
（3）风能是因空气流做功而提供给人类的一种可利用的能量，
风能储量丰富、分布广泛、干净清洁。
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三、能源的分类与应用
利用方式：风能可以用来发电。
连云港临港产业区风车田
新疆达坂城风车田
我国风力发电装机容量居全球第一
（4）核能：核能是发生核裂变反应和核聚变释放的巨大能量。
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三、能源的分类与应用
利用方式：建立核电站
秦山核电站
大亚湾核电站
我国的核能发电技术已居于世界领先地位
四、能源与社会发展
1.火的利用是人类在能源使用上的第一个里程碑
人类脱离了茹毛饮血的时代。
柴薪时期
四、能源与社会发展
2.蒸汽机的发明和改良，是对化石能源的大规模利用，开始了人类
文明的新纪元。
煤炭时期
石油时期
内燃机的发展，强有力地推动了19世纪末、20世纪初开始的机械化和电气化进程。
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四、能源与社会发展
燃气轮机和蒸汽轮机的发展,为20世纪中叶大规模发电和航空事业奠定了基础。
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四、能源与社会发展
随着核能的和平利用以及其他新能源技术的发展，人类对能源的利用，逐渐步入多能源结构时期。
四、能源与社会发展
3.能源是人类社会活动的物质基础，然而，煤炭、石油资源是有限的。
煤、石油和天然气的全球探明储量：煤约10万亿吨、石油约816亿吨、天然气约495亿吨。按照目前的消耗量，石油、天然气大约可再使用50年；煤炭大约可使用240年。
4.能源的大量消耗，带来了诸多环境问题
温室效应
光化学烟雾
酸雨
雾霾
煤炭、石油的燃烧增加了大气中二氧化碳的含量，由此加剧了温室效应。
温室效应：
导致全球变暖、冰川融化、海平面上升、气候异常。
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四、能源与社会发展
煤、石油中常含有硫，燃烧时形成的二氧化硫等物质形成酸雨。
酸雨：
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四、能源与社会发展
腐蚀建筑物，危害土壤和植物，危害人类健康。
内燃机工作时的高温使空气中和燃料中的多种物质发生化学反应，产生氮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，产生的二次污染物质。
光化学烟雾：
这些有毒物质，能引起人的多种疾病。
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四、能源与社会发展
由工业废气、汽车尾气、焚烧秸秆等产生的可吸入颗粒物形成的。
雾霾：
损害呼吸系统，引起呼吸道疾病，降低肺功能 。
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四、能源与社会发展
5.“能源危机”的应对方法
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四、能源与社会发展
（2）发展可再生能源以及天然气、清洁煤和核能等清洁能源
（1）节约能源，减少浪费
水资源浪费
粮食浪费
待机能耗
典题剖析
例1（多选）下列对能量耗散的理解正确的有（ ）
A．能量耗散说明能量在不断减少
B．能量耗散遵守能量守恒定律
C．能量耗散说明能量不能凭空产生，但可以凭空消失
D．能量耗散从能量角度反映出自然界的宏观过程具有方向性
BD
解析：根据能量守恒定律，能量的耗散过程中，能量在数量
上并未减少，B对，A、C错。
能量的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 。D对
例2（多选）关于“温室效应”，下列说法正确的是（ ）
A．太阳能源源不断地辐射到地球上，由此产生了“温室效应”
B．石油和煤炭燃烧时产生的二氧化碳增加了大气中二氧化碳的
含量，由此产生了“温室效应”
C．“温室效应”使得地面气温上升、两极冰雪融化
D．“温室效应”使得土壤酸化
BC
典题剖析
解析：煤炭、石油的燃烧增加了大气中二氧化碳的含量，
由此加剧了温室效应。A错B对。
温室效应导致全球变暖、冰川融化、海平面上升，
而酸雨导致土壤酸化。C对D错。
课堂小结