高中物理 第四章 机械能和能源 6 能源的开发与利用课件 教科版必修2.pptVIP

6能源的开发与利用 我们已经学过了好几种形式的能量了 那么到底如何定义能量呢 1 能量的概念 一个物体能够对外做功 我们就说这个物体具有能量 一 能量守恒定律 2 能量的多样性 对应于不同的运动形式 能的形式也是多种多的 机械能对应机械运动 内能对应大量微观粒子的热运动 我们知道能量的形式 机械能 内能 电能 太阳能 化学能 生物能 原子能等 这些能量之间有联系吗 有什么联系呢 讨论与思考 太阳能的利用 太阳能转化为电能 内燃机车 内能转化机械能 水电站 水的机械能转化为电能 水果电池 化学能转化为电能 3 能的转化 不同形式的能量之间的转化是通过做功实现的 不同形式的能之间可以在一定条件的情况下相互转化 而且在转化过程中总量保持不变 4 功是能量转化的量度 重力做功 重力势能和其他能相互转化弹力做功 弹性势能和其他能相互转化 5 能量守恒定律 内容 能量既不会凭空产生 也不会凭空消失 它只会从一种形式转化为另一种形式 或者从一个物体转移到另一个物体 在转化或转移过程中其总量保持不变 定律的表达式e初 e终 e增 e减 说明 a 该定律是贯穿整个物理学的基本规律之一 是学习物理学的一条主线 b 要分清系统中有多少种形式的能 发生了哪些转化和转移 c 系统克服摩擦力所做的总功等于系统机械能的减少量 滑动摩擦力与相对距离的乘积在数值上等于系统产生的内能 即q fs相对 二 能源的利用 人类利用能源大致经历了三个时期 即柴薪时期 煤炭时期 石油时期 能量耗散 燃料燃烧时一旦把自己的热量释放出去 它就不会自动聚集起来供人类重新利用 能量转化的方向性 思考 你能举出更多说明我们的生活和生产离不开能源的例子吗 人类离不开能源 电是如何产生的 我们的地球上能源多吗 能源的种类是多种多样的 煤 石油 天然气等都是埋藏在地底下能够提供能量的物质 通常被称为矿物质能源 有时也称为化石能源 随着人类社会的不断发展 人们对能源的需求量也在不断地增加 读图 p105图4 6 你能从图中看出从1990年至2050年世界对各类能源的需求有哪些变化吗 从1990年至2050年种类能源在消费总量中所占比例有何变化 你能预测未来各类能源的消费量的变化吗 思考 结论 1 随着人类社会的进步 人们对能源的需求在不断的增加 说明能源和人类社会的发展之间有密切的关系 2 人类社会发展的不同阶段 各类能源在能源消费总量中所占的比例也不同 煤 石油由于污染和不可再生 在消费总量中逐渐减少 而太阳能 核能由于能量大 污染少 在消费总量中逐渐增多 3 人们随着环保意识的加强 渴求干净的能源 导致世界能源消费变化的原因 1 能源与人类社会发展密切关联 社会发展 能源需求越多 2 环保意识增强 污染多的能源逐渐被污染少的能源代替 3 一些不可再生性能源 由于大力开采和使用 已面临枯竭 1 一般的说 能源是指能够为人类提供某种形式能量的物质或物质的运动 如 煤 石油 流水 风等 2 能源的分类 1 按是否是自然界直接提供的分 自然界直接提供的能源 煤 石油风 流水 由自然界提供的能源制取生产的能源 汽油 柴油 氢能源 2 按能否再生分 水能 风能 石油 煤 二次能源一般都是非再生能源 3 从能源的利用角度分 已广泛利用的 草木燃料 煤 石油 天然气 水力 有待开发才能广泛利用的的 太阳能 氢能 地热能 潮汐能 4 按形成来源分 来自原子核 核能 来自太阳 太阳能 来自日 地 月三者联系 潮汐能 讨论 煤是怎样形成的 煤主要含有哪些元素 煤和石油 煤 煤炭是埋藏在地下的木本植物 经过复杂的变化形成的 世界主要煤田分布 世界上的煤主要分布在哪些地方 它们的分布有哪些特点 煤 思考 我国的煤资源丰富 但主要集中在北方 你知道为什么吗 在古生代和中生代 有过气候湿润 植物茂盛的沉积地区 煤炭资源比较丰富 石油是由古代动物遗体在地壳中经过非常复杂的变化而形成的一种粘稠状的液体 从油井中开采出来的石油也叫原油 原油是一种粘稠状的液体 石油的形成 石油的成分是怎样的 世界石油资源分布 直接将以上能源燃烧获得能量有何缺点 贮量有限不可再生 终有一天会枯竭 能量利用率低 产物会污染环境 作为未来的主人你认为应如何解决这一系列的问题呢 煤的综合利用 煤的干馏将煤隔绝空气加强热 便生成焦碳 煤焦油和焦炉气 这个过程称为煤的干馏 石油的综合利用 石油的分馏 根据石油中各物质的沸点不同 将它们先后蒸馏出来 2 你认为哪种新能源最有开发前途 1 你认为或你知道有哪些能源值得人类开发 三 新能源的开发 太阳能 氢能 沼气 地热 潮汐 可燃冰 太阳能 太阳灶 航天器 太阳能热水器 太阳能发电装置 1 你能说说太阳能的特点吗 2 目前利用太阳能的主要方法有哪些 人类利用太阳能有三个途径 光能转化成热能 光能转化成电能 光能转化成化学能 太阳能汽车 太阳能手提灯 太阳能 讨论 太阳能有哪些优点 你认为现在利用太阳能方面还存在哪些困难 应该怎样解决 请提出你的合理化建议 太阳能优点 1 能量巨大2 无污染3 安全 经济缺点 能量分散 不连续 原子能和太阳能 讨论 核能发电与煤发电相比有哪些优点 讨论 核电站在建设过程中应注意哪些问题 我国为什么首先在东南沿海地区建设核电站 核能 由于核动力的燃料是核燃料 相比于煤或石油的优点是无空气污染 无漏油等问题 它的唯一缺点是存在放射性污染 氢能 氢气热值高 燃烧产物是水 完全无污染 而且制氢原料主要也是水 取之不尽 用之不竭 所以氢能是前景广阔的清洁燃料 氢动3号 氢能源优点 1 资源丰富2 无污染3 热值大 缺点 目前摆在人们面前的难题是如何方便廉价的从水里制取氢气正在探究 太阳能光解水催化剂分解水 地热能 研究表明 地热能的蕴藏量相当于地球煤炭储量热能的1 7亿倍 可供人类消耗几百亿年 真可谓取之不尽 用之不竭 今后将优先利用开发 西藏羊八井地热发电站 地热能地热能有蒸汽和热水两种 地热蒸汽有较高压力和温度 可直接通过蒸汽轮机发电 地热热水最好是梯级利用 先将高温地热水用于高温用途 再将用过的中温地热水用于中温用途 然后再将用过的低热水再利用 最后用于养鱼 游泳池等 潮汐能 钱江潮 浙江温岭潮汐能发电站 是世界第三大潮汐发电站 钱江潮 可燃冰 11月2日 新华社发布的一项消息说 一项针对南海北部的勘测显示 那里的可燃冰储量达到我国陆上石油总量的一半左右 这些可燃冰有望在2015年进行试开采 对于可燃冰 你还想知道什么呢 资源丰富的南海 可燃冰 可燃冰是一种天然气水合物的俗称 这种物质在低温和40多个大气压下才是稳定的 可燃冰到达水面可以立即融化 同时成分中的甲烷开始燃烧 每立方米可燃冰可释放164立方米甲烷 可燃冰分布