高中物理 第4章 第8节 能源的开发与利用同步课件 粤教版必修2.ppt

第八节能源的开发与利用 一 能源及其分类1 概念 在一定条件下能够提供可利用 的物质资源 都可以称为能源 2 分类 1 从人类开发能源的历史划分常规能源 等 新能源 等 能量 煤石油天然气 太阳能核能 2 从使用分类 一次能源 未经人类加工转换的能源 如 风能 生物能 海洋能等 二次能源 从一次能源直接或间接转化而来的能源 如 氢能 焦炭 3 从能否再生分类 可再生能源 风能等 不可再生能源 等 煤 石油天然气水能 电能 太阳能 煤石油 4 从对环境的影响分类 清洁能源 也称 绿色环保 能源 等 非清洁能源 天然气等 另外人类正在开发和利用的能源还有水能 风能 地热能 波浪能等 太阳能风能 煤石油 二 能源危机与环境污染1 能源危机 按目前地球上已探明的煤和石油的储量及开采速度 煤可开采200年左右 天然气可开采60年左右 石油可开采40年左右 这些能源在几代人之后将不复存在 因此世界正面临能源危机 2 环境污染 酸雨 效应 臭氧层的破坏 城市热岛效应 土壤酸性化 生态平衡的破坏等等是环境污染的直接体现 这些又带来了海平面升高 暴雨和干旱增多等灾害 严重威胁着人类及各种生物的生存 温室 三 新能源的优点太阳能是同学们比较熟悉的 在人们的生活中得到了广泛的应用 在高科技方面也有应用 如人造卫星上的太阳能电池 像这样不污染环境的能源称为 能源 如太阳能 风能 水能 沼气等 清洁 能源危机与环境污染1 能源危机 世界能源消费主要以煤 石油 天然气为主 每年的消耗量非常巨大 而这些能源都是非可再生的 用一点少一点 虽然太阳能具有取之不尽 用之不竭的特点 但它的利用受天气的影响较大 还不能大规模利用 因为世界正面临能源危机 能源危机 并不是说能量在数量上减少了 因为能量是守恒的 但能在可利用的品质上降低了 从便于利用到不便于利用了 因此人类应有节能意识 2 环境污染 能源的大量使用给人类生存环境带来巨大灾害 如酸雨 温室效应 臭氧层破坏 生态平衡的破坏等 这些会带来很多灾害 严重威胁人类和生物的生存 为此 我们国家提出了可持续发展的重要举措 它的主要宗旨是对常规能源合理有效地利用 保护环境与生态平衡 开发清洁的新能源和可再生能源 造福子孙后代 3 几种新能源 1 未来能源包括 核能 太阳能 风能 水能 地热能 生物质能 海洋能 氢能等 2 新能源的优点 一些新能源在人们的生活中得到广泛应用 如太阳能 风能 水能等 它们不污染环境 为清洁能源 而且它们的资源是丰富的 能源的利用与开发 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 解析 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 答案 b 变式训练 1 关于 节约能源 下面的说法中正确的是 a 浪费能源 只是浪费个人的金钱 所以节约能源是毫无意义的b 浪费能源 只是浪费个人的金钱 对整个社会和自然界来讲 反正能量是守恒的 所以就社会而言 节约能源毫无意义c 从能量转化的角度看 自然界中宏观过程是有方向性的 能源的利用受这种方向性的制约 且能源的利用过程对环境有污染 所以 节约能源 对人类社会发展有很大的影响d 上述说法都是错误的 c 未来的新能源 能源问题是当前热门话题 传统的能源 煤和石油一方面储量有限 有朝一日将要被开采完毕 另一方面 使用过程中也带来污染 寻找新的 无污染的能源是人们努力的方向 利用潮汐发电即是一例 关于潮汐 古人说 潮者 据朝来也 汐者 言夕至也 图表示的是利用潮汐发电 左方为陆地和海湾 中间为大坝 其下有通道 图a 潮落至最低点时放水发电 图b 待内外水面高度相同 再堵住通道 直到下次涨潮至最高点 又放水发电 图c 设海湾面积为5 0 107m2 高潮与低潮间高度差3 0m 则一天内水流的平均功率为多少mw 注 实际上由于各种损失 发电功率仅为水流平均功率的10 25 例如法国兰斯河潮汐发电站水势能释放平均功率为240mw 而发电功率仅为62mw 解析 潮汐发电其实质就是将海水的重力势能转化为电能 每次涨潮时流进海湾 落潮时流出海湾 的海水的重力为mg vg 1 0 103 5 0 107 3 10n 1 5 1012n 其重心的高度变化为 h 1 5m一天内海水两进两出 故水流功率为 即p 100mw 答案 100mw 变式训练 2 下列关于能源开发和利用的说法中 正确的是 a 能源利用的过程是内能转化成机械能的过程b 要合理开发和节约使用核能 太阳能 风能 地热能 海洋能等常规能源c 能源利用的过程 是一种形式的能向另外一种形式的能转化的过程d 无论是节约能源还是开发能源 我国都要外国支援 c 基础达标 1 下列燃料中不属于化石燃料的是 a 煤b 木柴c 石油d 天然气 b 2 下列选项中不是二次能源的是 a 太阳能b 电能c 氢能d 焦炭 a 3 风能和水能是以下哪一种能的间接形式 a 核能b 电能c 太阳能d 地热能 c 4 下列说法不正确的是 a 根据能的转化和守恒定律 能量不会消失 因此不会出现能源危机 b 相对人类的历史来说 太阳能是取之不尽 用之不竭的c 节约能源 开发新能源是解决能源危机的有效途径d 风能是目前能源开发利用中较为理想的清洁能源 a 5 消耗石油和煤炭给环境带来的主要问题是 a 运输过程中的泄漏b 开采时机械运输过程中的噪声c 燃烧时消耗氧气d 燃烧时产生大量的二氧化碳 解析 煤炭和石油的燃烧所产生的二氧化碳和二氧化硫 是造成环境污染的主要原因 故d项正确 答案 d 6 关于能源的开发和利用 下列观点不正确的是 a 能源是有限的 无节制地使用常规能源 是一种盲目的短期行为b 根据能量守恒 能源是取之不尽 用之不竭的c 能源的开发和利用 必须同时考虑其对生态环境的影响d 不断开发新能源 是缓解能源危机 加强环境保护的重要途径 解析 地球的常规能源是有限的 不可再生的 a正确 自然界中的能量虽然守恒 但能量转化之后其品质下降 利用价值降低 b错误 为了人类的可持续发展 要开发新能源 减少污染 c d正确 答案 b 能力提升 7 双选 以下说法中正确的是 a 煤 石油 天然气等燃料的最初来源可追溯到太阳能b 汽油是一种清洁能源c 水能是可再生能源d 煤 石油等常规能源是取之不尽 用之不竭的 ac 8 双选 能源短缺和环境恶化指的是 a 煤炭和石油的开采与技术有关 在当前技术条件下 煤炭和石油的开采是有限度的 这叫能源短缺b 煤炭和石油资源是有限的 以今天的开采和消耗速度 石油储藏将在百年内用尽 煤炭资源也不可能永续 这叫做能源短缺c 煤炭和石油具有大量的气味 在开采 存放和使用过程中这些气味会聚存在空气中污染空气 使环境恶化d 大量煤炭和石油产品在燃烧时排出的有害气体污染了空气 改变了大气的成分 使环境恶化 解析 煤炭 石油储存是有限的 这就是所讲的 能源短缺 b正确 煤炭和石油在使用时排出的有害气体污染空气 故c错误 d正确 答案 bd 9 下列供热方式中最有利于环境保护的是 a 用煤做燃料供热b 用石油做燃料供热c 用天然气或煤气做燃料供热d 用太阳能供热 解析 煤 石油 天然气等燃料的利用 使人类获得大量的内能 但这些燃料中含有杂质以及燃烧得不充分 使得废气中含有粉尘 一氧化碳 二氧化硫等污染大气的物质 而太阳能是一种无污染的能源 应大力推广 d正确 答案 d 10 双选 当今人类利用的新能源有 a 电能b 太阳能c 化石燃料d 核能 解析 电能是二次能源 是由其他形式的能转化而来 不是新能源 化石燃料是常规能源 太阳能和核能是当今的新能源 故b d正确 答案 bd 11 下列说法中正确的是 a 从甲物体自发传递热量给乙物体 说明甲物体的内能比乙物体多b 热机的效率从原理上讲可达100 c 因为能量守恒 所以 能源危机 是不可能的d 以上说法均不正确 解析 自发热传递的条件是温度差 而不是内能的多少 故a错 任何热机都不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功 而不引起其他变化 所以任何热机的效率都不可能达到100 故b错 由于能源的利用是不可逆的 煤炭 石