高中物理 10.6《能源和可持续发展》教案 新人教版选修3-3

用心 爱心 专心 能源能源 环境和可持续发展环境和可持续发展 教学目的 教学目的 1 了解什么是能源 了解什么是常规能源 了解常规能源的储备与人类需求间的矛 盾 2 了解常规能源的使用与环境污染的关系 3 了解哪些能源是清洁能源 哪些能源可再生 4 要求就能源与环境问题开展研究性学习 教学重点与难点 教学重点与难点 常规能源与新能源 能源与环境 研究性学习的课题选择及材料的收集 教学方法 教学方法 学生课堂自学结合讨论归纳 教学过程 教学过程 一 能源一 能源 常规能源与新能源 常规能源有 煤 石油 天然气等 新能源有 风能 潮汐能 太阳能 原子能 沼气等 常规能源的储备与利用间的关系 常规能源的利用与环境污染 环境污染的种类 大气污染 水污染 噪声污染具体有 温室效应 酸雨 光化 学污染 环境污染的防止 二 研究性二 研究性学习课题学习课题 总课题 能源与环境总课题 能源与环境 子课题 子课题 1 研究 温室效应 的形成 起因 结果 与防止 2 简易太阳灶的制作 3 家用太阳能热水器的工作原理 4 煤和石油中的化学能从何而来 三 能源与环境保护教育三 能源与环境保护教育 能源与环境能源与环境 人类的生活离不开能源 如果没有能源 人就得吃生米 生菜 生肉 这对原始 人来说 可以 对现代人来说 那不可想像 要把饭菜烧熟 就得能源 照明需要能 源 坐汽车 火车 轮船 飞机也需要能源 炼钢炼铁 开动机器都得有能源 人类能源的总来源是太阳 这就是说 不仅风能 水力能 海浪能 生物质能 太阳能等自然能源来自太阳 就是矿物燃料煤 石油 天然气也来自太阳 以上这些 属于一次能源 由一次能源生产的电力属于二次能源 目前在人类能源当中挑大梁的一次能源是煤 石油 天然气这些矿物燃料 矿物 燃料的大量使用 给环境带来十分广泛的影响 矿物燃料的开采要毁掉一些土地 有时不可避免地要占用一部分农田 矿物燃料 的运输也会带来环境问题 如海上石油运输 经常发生事故 泄漏的原油污染大片海 域 就是不发生事故 压舱水的排放也常常在小范围内使海域受到污染 矿物燃料的 用心 爱心 专心 燃烧 对环境产生的影响最大 其中硫氧化物 氮氧化物等各种有害气体污染空气 已经使人们难以忍受 因为矿物燃料的燃烧总是要排放出非常多的二氧化碳 甚至达 到改变空气成分的比例的程度 使地球的气温升高 这已经成了全世界格外关注 十 分头疼的一个环境问题 怎样才能减少因能源使用而带来的环境影响呢 首先 要节约能源 减少全人类的能源消耗 才能减少二氧化碳的排放 这是从 环境保护的角度说 节约能源势在必行 另一方面 能源本身也存在着危机 据勘察 地球上可供开采的石油有 816 亿吨 天然气 495 亿吨 煤 10 万亿吨 现在全世界每 年的能源总消耗量大体上是 95 亿吨标准煤 其中主要的是石油 天然气和煤 分别 占 45 19 25 此外 还有 7 的水电 3 的核能 按照目前的消费状况 石油将 在三四十年内采完 煤炭虽多 也只能开采 250 年左右 以后 随着科技水平的提高 这些矿物能源的储量也可能提高 但是 不管怎么说 地壳运动给我们预备下的矿物 燃料总是有数的 我们用一点就少一点 不悠着点儿用 恐怕是要被动的 其次 要利用高科技 开发新能源 目前原子能发电已进入实用阶段 受控热核 聚变的探索也在步步前进 有望加入人类能源的行列 再次 要积极利用自然能 其中包括 直接利用太阳能 太阳能发电 风力发电 海浪 潮汐发电 水力发电等 这些能源的使用 基本上对环境没有污染 因此被人 们称作 清洁能源 还有 还必须治理矿物能源燃烧产生的污染物 最后一点必须说明的是 要注意解决广大农村的能源问题 全世界的广大农村 能源相当缺乏 全球大约有 15 亿农村人口用不上煤 石油 天然气这些矿物燃料 他们只能砍柴烧 或烧牛羊粪或烧作物秸秆 有的农民要花费很大精力去剥树皮 砍 灌木 铲草根 拣牛粪 这样做的结果 毁掉了很多树木 破坏了绿色植被 对生态 环境也是一种巨大的破坏 由于全世界每年要烧掉 4 亿吨以上的牛粪和秸秆 使越来 越贫瘠的土壤丧失了很多有机物还田的机会 不解决这些农民的能源问题 他们的生 存环境就会更加恶化 他们也难以摆脱贫困的境地 人类优先开发的五种新能源人类优先开发的五种新能源 在即将过去的 20 世纪中 人类使用的能源主要有三种 就是原油 天然气和煤 炭 而根据国际能源机构的统计 假使按目前的势头发展下去 不加节制 那么 地 球上这三种能源能供人类开采的年限 分别只有 40 年 50 年和 240 年了 四五十年 从人类历史的角度来看 实在是非常非常的短促 试想一下 对于今于20 来岁的年轻 人来说 到他们六七十岁的时候 如果地球上已经没有原油和天然气可用 我们能不 为此感到惊愕吗 所以 开发新能源 替代上述三种传统能源 迅速地逐年降低它们 的消耗量 已经成为人类发展中的紧迫课题 核能在今后一段时期内还将有所发展 但是核电站的最大使用期只有 25 30 年 核电站的建造 拆除和安全防护费用也相对 不低 过多地建设核电站是否明智可取 还有待今后实践和历史来检验 那么 人类 将向何处寻找新能源呢 先进国家的能源专家认为 太阳能 风能 地热能 波浪能 和氢能这五种新能源 在今后将肯定会优先获得开发利用 太阳能 太阳能利用的形式很多 例如太阳能集热为建筑供暖 供热水 用太阳 能电池驱动交通工具和其它动力装置 等等 这些都属于太阳能小型 分散的利用形 式 太阳能大型 集中和利用形式 则是太空发电 在距地面三万多公里高空的同步 用心 爱心 专心 卫星上 太阳能电池每天 24 小时均可发电 而且效率高达地面的 10 倍 太空电能可 以通知过对人体无害的微波向地面输送 风能 风能利用技术的不断革新 使这种丰富的无污染能源正重放异彩 据估计 二三十年内 风力发电量将要占欧共体电占全国总电力的 30 左右 地热能 目前世界上已有近二百座地热发电站投入了运行 装机容量数百万千瓦 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 波浪能 主要的开发形式是海洋潮汐发电 80 年代中期挪威成功地建成一座小型 潮汐发电站 让涨潮的海小冲进有一定高度的贮水池 池水下溢即可发电 已经在设 计的单座潮汐电站 其它发电量可供一个