物理人教版（2019）必修第三册12.4 能源与可持续发展 课件（共26张PPT）

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第十二章 电能 能量守恒定律
第4节 能源与可持续发展
1.通过列举各种实例，知道能量是如何转化的，理解能量守恒定律。
2.知道能量转移或转化的方向性，知道能量耗散。
3.知道能量的分类与应用，知道能源与社会发展的关系。
4.了解能源的开发与利用所带来的环境污染问题，认识环境污染的危害。
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？
重力势能转化为电能
光能转化为电能
机械能、光能，热能、核能等能量可以转化为电能。
核能转化为电能
电能可以转化为光能、热能、机械能、化学能等能量。
电能转化为热能
电能转化为机械能
电能转化为光能
知识点一：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其他形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变。 这个规律叫作能量守恒定律。
知识点二：能量转移或转化的方向性
思考：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。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地降低，而鸡蛋的温度上升
不可能发生
1.一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的。
热量
×
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。
化学能→电能
电能→内能和光能
最后耗散在环境中
2.在自然界中，有些过程，能量一旦释放出去，就不会再次自动聚集起来，供人类重新利用，这种现象叫作能量的耗散。
思考：能量耗散与能量守恒是否矛盾，该怎样理解？
能量耗散和能量守恒并不矛盾，能量耗散表明，在能源利用的过程中，即在能量的转化过程中，能量在数量上并没有减少。但是可利用的品质上降低了，从便于利用变为不便于利用了。这是节约能源的根本原因。
能量的耗散从能量转化的角度反映出自然界中宏观过程的方向性。
正是因为能量转化的方向性，能量的利用受这种方向性的制约，所以能量的利用是有条件的，也是有代价的。
在能源的利用过程中，即在能量的转化过程中，能量在数量上并未减少，但在可利用的品质上降低了，从便于利用的变成不便于利用的了。
能量转化的方向性与节约能源的必要性
能量耗散反映了能量转化的宏观过程具有方向性，所以能源的利用是有条件的，也是有代价的，所以自然界的能量虽然守恒，但还是很有必要节约能源。
3.能源危机与节约能源
知识点三：能源的分类与应用
1.能源：凡是能够提供可利用能量的物质统称为能源。
2.不可再生能源：
煤炭、石油和天然气是目前人类生产、生活中使用的主要能源，这类能源又叫作化石能源。化石能源无法在短时间内再生，所以这类能源被叫作不可再生能源。
3.可再生能源：
水能、风能、潮汐能等能源，归根结底来源于太阳能。这些能源在自然界可以再生，叫作可再生能源。
4.我国能源发展概况
(1)太阳能发电
截止到2018年中国的装机总量高达1.74 KW，而美国累计装机量约为6.466 KW。这就说，中国太阳能光伏装机量是美国的2.7倍，稳坐全球第一把交椅。
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。
三峡水电站
葛洲坝水电站
(2)水力发电
大亚湾核电站
防城港核电站
秦山核电站
到2020年，中国核电机组数量将达到90余台，从装机容量上讲，将超过法国，成为世界第二的核电大国，仅次于美国。
(4)核能发电
自工业革命以来，煤和石油成为人类的主要能源。到了20世纪50年代，世界石油和天然气的消耗量超过了煤炭。
1.能源是人类社会活动的物质基础
柴薪时期
煤炭时期
石油时期
知识点四：能源与社会发展
2.煤炭和石油资源是有限的
3.环境问题
(1)温室效应：温室效应是由于大气里温室气体（二氧化碳、甲烷等）含量增大而形成的，石油和煤炭燃烧时产生二氧化碳。
海水倒灌、耕地盐碱化
两极冰雪融化，海平面上升
(2)酸雨：大气中酸性污染物质，如二氧化硫、二氧化碳、氢氧化物等，在降水过程中溶入雨水，使其成为酸雨，煤炭中含有较多的硫，燃烧时产生二氧化硫等物质。
被酸雨破坏的森林
工业排放的废气
(3)光化学烟雾:氮氧化合物和碳氢化合物在大气中受到阳光中强烈的紫外线照射后产生的二次污染物质――光化学烟雾。
城市机动车尾气污染
1.（多选）下列说法中正确的是(　 )
A.某种形式的能减少,一定存在其他形式的能增加
B.因为能量守恒,所以不存在“能源危机”
C.能量耗散表明自然界宏观过程具有方向性
D.能量耗散过程能量减少了
AC
2.下列哪些现象属于能量的耗散(　 )
A.利用水流能发电产生电能
B.电能在灯泡中变成光能
C.电池的化学能变成电能
D.火炉把屋子烤暖
D
3.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
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
一、能量守恒定律
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其他形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变。
二、能量转移或转化的方向性
1.一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的。
2.在自然界中，有些过程，能量一旦释放出去，就不会再次自动聚集起来，供人类重新利用，这种现象叫作能量的耗散。
3.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。
三、能源的分类与应用
1.能源的分类
①不可再生能源：煤炭、石油和天然气
②可再生能源：水能、风能、潮汐能、太阳能
2.能源的应用：
太阳能发电、水力发电、风能发电、核能发电
四、能源与社会发展
1.人类对能源的利用
2.能源问题