5.2~5.4 能源的利用方式 能量的转化与守恒 能源与环境(共20张PPT)课件 2024-2025学年高一物理粤教版（2019）必修第三册

(共20张PPT)
第五章 电能与能源的可持续发展
第2~4节 能源的利用方式
能量的转化与守恒
能源与环境
能源是整个世界发展和经济增长最基本的驱动力。
在当前世界能源结构中，人类所利用的能源主要是石油、煤炭、天然气等化石能源，但是化石燃料的使用给人类带来了环境污染和能源短缺的现实压力，使得全世界开始关注新能源
我们有哪些可以利用的能源？能源给我们的生活带来哪些影响？这是我们本节课需要学习的内容
1.理解如何利用水能、风能、太阳能和核能
2.理解能量守恒定律的含义
3.知道能量转化的方向性
4.知道能量的分类
5.知道能源对环境的影响并了解如何保护环境
一、能源的利用方式
1.水能
（1）水能是一种能源，是指水体的动能、势能和压力能等能量资源。
（2）应用：水力发电
（3）水力发电的实质：能量转化
水轮机的机械能
水的势能
电能
（1）因空气流动而提供给人类的一种可利用的能量，空气流具有的动能称风能。空气流速越高，动能越大
（2）应用：风力发电
（3）风力发电的实质：能量转化
一、能源的利用方式
2.风能
风的动能
风车的机械能
电能
（1）太阳能是太阳对地球辐射的能量，一种取之不尽、用之不竭且对环境无污染的能源
（2）应用：温室大棚、太阳房、太阳能集热器、热水器、太阳灶。
一、能源的利用方式
3.太阳能
（3）太阳能应用实质
光热转换
光电转换
光化学转换
核能：是一种储存在原子核内部的能量。
核裂变
核聚变
由较重的原子核（主要是指铀核或钚核）分裂成两个或多个质量较轻的原子核的反应
由两个质量较轻的原子核（如氘或氚）在一定条件下聚合成一个较重的原子核的反应
一、能源的利用方式
4.核能
二、能量的转化与守恒
能量形式 含义 示例
机械能
内能
电能
1.各种各样的能量
机械能是与物体的运动或位置高度、形变相关的能量,可以表现为动能,也可以表现为势能
行驶的汽车、被拉开的弓、声音等
物质中分子的动能和势能总和
自然界的一切物质
电能是与电有关的能量
工作中的发电机、电池等
能量形式 含义 示例
电磁能
核能
化学能
电磁场所具有的能量
无线电波、可见光、紫外线、红外线等
通过核反应(裂变或聚变)由原子核释放的能量
原子弹、氢弹等
发生化学变化时释放出来的能量
石油、煤、天然气等
二、能量的转化与守恒
1.各种各样的能量
二、能量的转化与守恒
2.能量的转化和转移
能量的存在形式多种多样，而且不同形式的能量可以相互转化；
（1）水从高处流向低处过程中，通过发电机将水的机械能转化为电能，又通过电动机将电能转化为机械能；
（2）化学电池在充电过程中将电能转化为化学能，使用时又将化学能转化为电能；
（3）树木利用光能制造化合物，储存化学能，燃烧时又将化学能转化为光能和内能。
能量在被利用的过程中，可利用的效率不断下降
二、能量的转化与守恒
3.能量守恒
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；在转化和转移过程中其总量不变，这就是能量守恒定律。
表达式：E初＝E末；△E增＝△E减
二、能量的转化与守恒
4.能量转化（转移）的方向性
思考：
煮好的热鸡蛋放到冷水中，过一会，鸡蛋的温度降低，水的温度升高，最后二者温度相同。是否可以发生这样的现象：原来温度相同的鸡蛋和水，过一会水的温度自发地降低，而鸡蛋的温度上升？
日常经验告诉我们，自然界中有些变化可以自发地进行，而另一些却不能，必须借助外界的作用才能实现。
热传导过程是有方向性的，热量从高温物体向低温物体的热传导过程是能自发进行的，而其相反方向的过程是不能自发进行的。要使热量从低温物体传给高温物体，必须借助外界的作用。
理论和实践研究表明，在自然界的一切自发过程中，能量的转化（转移）都是有方向性的，但都不违反能量守恒定律。
二、能量的转化与守恒
4.能量转化（转移）的方向性
三、能源与环境
1.能源的分类
（1）煤、石油、天然气等在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，称为不可再生能源。
（2）水能、风能、潮汐能能够在短期内重新形成的或者循环利用的能源，称为可再生能源。
三、能源与环境
2.能源对环境的影响
（1）对大气环境的影响：能源开发利用排出的有害气体可以改变原有空气的组成，并引起污染，造成全球气候变化。化石燃料的开采、运输、加工、转换和利用都会污染大气环境。
（2）对生态环境的影响：如随意砍伐森林、过度开采矿产造成生物多样性减少、水土流失以及土地荒漠化，煤炭开采引发矿区土体坍塌、地表沉陷、地质灾害频发，以及洗煤水污染、煤矸石堆积等。
（3）对生态环境的影响：能源的过度开发利用导致空气能见度低，引起酸雨进而腐蚀建筑、抑制植物生长、间接加剧温室效应等，导致环境质量下降。
三、能源与环境
3.环境保护
（1）防治生产和生活的污染：防治工业生产排放的废水、废气、废渣；交通运输活动产生的有害气体、液体、噪声，海上船舶运输排出的污染物；城镇生活排放的烟尘、污水和垃圾等造成的污染。
（2）防止建设和开发的破坏：防止由大型水利工程、铁路、公路干线等大型工业项目建设对环境造成的污染和破坏，农垦和围湖造田活动、森林和矿产资源的开发对环境的破坏和影响，新工业区、新城镇建设对环境的破坏。
（3）保护自然环境：对珍稀物种及其生活环境、特殊的自然发展史遗迹、地质现象、地貌景观等提供有效的保护。
1.市面上出售一种装有太阳能电扇的帽子(如图所示)。在阳光的照射下，小电扇快速转动，能给炎热的夏季带来一丝凉爽。该装置的能量转化情况是（ ）
A.太阳能→电能→机械能　　
B.太阳能→机械能→电能
C.电能→太阳能→机械能
D.机械能→太阳能→电能
A
2.(多选)CO2气体有个“怪脾气”，它几乎不吸收太阳的短波辐射，大气中CO2浓度增加能使地表温度因受太阳的辐射而上升；另外，它还有强烈吸收地面红外热辐射的作用，阻碍了地球周围的热量向外层空间的排放，使整个地球就像一个大温室一样，因此，大气中二氧化碳气体浓度的急剧增加会导致气温的逐步上升，使全球气候变暖。为了减缓大气中CO2浓度的增加，以下措施中可行且有效的是（ ）
A.禁止使用煤、石油和天然气
B.开发使用核能、太阳能
C.将汽车燃料由汽油改为液化石油气
D.植树造林
BD
3.下列说法中正确的是（ ）
A.石子从空中落下,最后停止在地面上,说明机械能消失了
B.理想的发动机因为没有摩擦,也没有漏气,它的效率可以达到100%
C.热量只能自发地从高温物体传给低温物体,而不能自发地从低温物体传给高温物体
D.根据能量守恒定律,能量是用不完的,所以根本不需要节约能源
C
1.能源的利用方式：水能、风能、太阳能、核能等。
2.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；在转化和转移过程中其总量不变
3.能量转化（转移）的方向性：在自然界的一切自发过程中，能量的转化（转移）都是有方向性的
4.能源的分类：
（1）可再生能源：水能、风能、潮汐能、太阳能。
（2）不可再生能源：煤、石油、天然气。
5.保护环境