2.4 能源与可持续发展 课件 (2)

课件21张PPT。第4节 能源与可持续发展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。
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。 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。一、能量转化和转移的方向性
1.能量转化和转移的方向性
自然界实际进行的与热现象有关的一切宏观过程都是有_____性
的_______的过程。
(1)机械能与内能间转化的方向性：_______可以完全转化为___
___，反过来，内能不可能_____地完全回收，全部再变为机械
能。方向不可逆机械能内能自发(2)热传递过程中的方向性：在热传递的过程中，内能总是___
___地从_____物体向_____物体转移，而不能_____地从_____物
体向_____物体转移。
2.热机的效率
热机是将内能转化为机械能的装置，它从高温热源吸收热量，
一部分用来做功，同时向低温热源放出热量，它的效率_______
达到100%。 自动高温低温自动低温高温不可能二、能源开发与可持续发展
1.能量的利用过程是_______的，自然界中的常规能源(如煤
炭、石油等)的储量是有限的，并且是___________，因此我们
要珍惜现有的能源，尽力提高能源的_________。
2.认识未来的能源
核能、风能、_______、水能、地热能、生物能、海洋能等。
3.人类社会可持续发展的意义
发展不仅是满足_______的需要，还应考虑不损害_____的需
要。不可逆不可再生的利用效率太阳能当代人后代【判一判】
（1）内能不可能从低温物体向高温物体转移。( )
（2）机械能可以完全转化为内能，但内能不能在不引起任何变化的情况下完全转化为机械能。( )
（3）能量在转化过程中变少的现象叫能量的耗散。( )
（4）因为能量守恒，所以“能源危机”是不可能的。( )提示：(1)内能可以在外部作用下从低温物体转移到高温物体，如冰箱，（1）错。
（2）由自然规律的方向性可知，（2）正确。
（3）能量的耗散指的是能量在转化过程中，有一部分能量转化为内能，我们无法把这些内能收集起来重新利用的现象。能量在转化的过程中并没有减少，（3）错。
（4）虽然能量在转化或转移过程中总量不变，但由于能量的耗散，如果不节约能源，就可能发生能源危机，（4）错。 能量转化和转移的方向性
1.什么是能量转化和转移的方向性？
提示：机械能可以自发地全部转化为内能，但内能不能全部转化为机械能而不引起其他变化；内能总是自发地从高温物体向低温物体转移，但不能自发地从低温物体向高温物体转移。各种形式的能量可以相互转化，并且在转化或转移过程中总和不变。但是能量的转化和转移并不是任意的，而是具有方向性的，或者说能量转化和转移具有不可逆性。2.试探究分析热机的效率为什么不能达到100%？提高热机的效率有哪些途径？
提示：(1)①热机的各部分传动装置存在摩擦。
②热机由高温热源吸收的热量总有一部分要向低温热源放出。
③一部分热量通过热机散失到周围环境中去。
(2)要提高热机的效率应从以下三个方面入手：
①使用润滑油等减少摩擦。
②提高高温热源温度，降低低温热源温度。
③使用新材料等减少机体散热。3.能量是守恒的，为什么还要节约能源？
提示：能量耗散表明，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，但在可利用品质上降低了，从便于利用的能量变成不便于利用的能量了。这是能源危机的含意，也是“自然界的能量虽然守恒，但还是要节约能源”的根本原因。因此我们要节约能源，同时积极研究和开发利用新能源和可再生能源，如核能、太阳能、风能、海洋能、生物质能等。【知识点拨】
关于能量转化方向性的理解
能量的转化和转移不是任意的，而是具有方向性的，具体表现在：
（1）热传递的方向性：在热传递过程中，热量总是从高温物体向低温物体转移，而不可能自发地从低温物体向高温物体转移。
（2）机械能与内能转化的方向性：机械能可以全部转化为内能，但内能不可能全部转化为机械能而不引起其他的变化。【探究归纳】
能量的转化和转移的方向性，具体表现在以下几个方面
(1)机械能可以自发地全部转化为内能，但内能不能全部转化为机械能而不引起其他变化。机械能转化为内能可以不需要专门的设备，但内能转化为机械能却需要复杂的设备。例如蒸汽机、内燃机等。
(2)内能总是自发地从高温物体向低温物体转移，但不能自发地从低温物体向高温物体转移。【典例】下列说法中正确的是( )
A.电动机是把电能全部转化为机械能的装置
B.热机是将内能全部转化为机械能的装置
C.若将所有海水的温度都降低1 ℃，就能获得巨大的能量，我们可以通过这种途径来获得能量
D.虽然不同形式的能量可以相互转化，但不可能将已转化成内能的能量全部收集起来加以利用【思路点拨】
解答本题时要注意以下两点：
(1)明确物理过程中能量转化和转移的途径。
(2)理解与热现象有关的能量转化过程都是有方向的不可逆过程。【解析】选D。电动机把大部分电能转化为机械能，还有一部分转化为内能消耗在电路上，故A错；热机并不能将内能全部转化为机械能，故B错；由于热传递有方向性，所以不可能通过使海水降温来获得巨大的能量，故C错；由于能量耗散，各种形式的能量，一旦转化为内能，就无法全部收集起来加以利用，故D正确。【变式训练】根据能量转化与转移的方向性，下列判断不正确的是( )
A.电流的电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
【解析】选D。根据热传导过程中能量转化的方向性，D项错误;根据内能与机械能之间转化的方向性，B、C项正确;电能可以全部转变为内能，A项正确。【温馨提示】能量守恒与能量转化和转移的方向性都是自然界的基本规律，根据这两个规律理解利用、开发和节约能源的意义。【典例】关于能量和能源，下列说法正确的是( )
A.由于自然界的能量守恒，所以不需要节约能源
B.在利用能源的过程中，能量在数量上并未减少，但能量品质降低了
C.能量耗散说明能量在转化过程中没有方向性
D.人类在不断地开发和利用新能源，所以能量可以被创造【思路点拨】
解答本题应把握以下两点：
（1）虽然能量守恒，但在转化过程中品质变化。
（2）能量转化和转移的方向性。 【解析】选B。在能源利用过程中，虽然满足能量守恒，但由于能量转化、转移的方向性，能源的能量最终转化为内能，能量品质降低，所以A、C项错误，B项正确；能量守恒定律是一个普遍性规律，能量不能被创造。D项错误。