高中物理 第三章 第五节 能源与可持续发展 第六节 研究性学习 能源的开发利用与环境保护配套辅导与检测课件 粤教版选修33.ppt

第五节能源与可持续发展第六节研究性学习能源的开发利用与环境保护 热力学基础 1 了解能源与人类生存发展和社会发展的关系 2 知道温室效应的成因 危害和控制措施 3 知道酸雨的成因 危害和控制措施 4 知道什么是能量降退 5 要求就能源与环境问题开展研究性学习 煤 石油 天然气 木材 水能等 像煤 石油 天然气等矿产燃料以及水能资源 是目前人类广泛应用的能源 在技术上也比较成熟 称之为常规能源 除这些常规能源外 目前人类正在积极研制其他很有利用前途的能源 像核能 太阳能 潮汐 地热 生物能等 这些刚开始利用或正在积极研究 有待推广的能源 我们称之为新能源 为什么还要寻找新能源 1 能源与环境 1 常规能源 人类已经利用多年的能源 如 2 新能源 3 人类使用能源时对环境的影响 4 大气污染最突出的影响是 和 煤 石油天然气 太阳能潮汐能生物质能 气温升高土壤酸化海平面上升 温室效应酸雨 2 温室效应 温室效应是由于 含量增大而形成的 石油和煤炭燃烧时产生二氧化碳 3 酸雨 大气中酸性污染物质 如二氧化硫 二氧化碳 氢氧化物等 在降水过程中溶入雨水 使其成为酸雨 煤炭中含有较多的硫 燃烧时产生二氧化硫等物质 4 能量降退能量是守恒的 但是随着能量被一层层利用 转化之后的能量会变得越来越难以收集和利用 这种能量 的现象称为能量降退 可利用程度降低 大气里温室气体 二氧化碳 甲烷等 能源 1 能源 凡是能够提供可利用能量的物质统称为能源 2 常规能源与新能源 1 常规能源 人类已经利用多年的能源 如 煤 石油 天然气等 2 新能源 人类近期才开发利用的能源 如 风能 潮汐能 太阳能 原子能 沼气等 3 一次能源和二次能源 1 一次能源 自然形式未经加工的能源 如 煤 水力能 潮汐能 生物质能 太阳能等 2 二次能源 由一次能源直接或间接转化而来的能源 如 电能 焦炭 煤气 液化气 煤油 汽油 柴油 甲醇 乙醇 丙烷 火药 氢能等 4 可再生能源和不可再生能源 1 可再生能源 指人类开发利用后 可以再生成的能源 如 风 流水 海洋热能 地热 地震 太阳辐射 潮汐等 2 不可再生能源 指人类开发利用后 在现阶段不可能再生的能源资源 如 化石燃料 煤 石油 天然气 油页岩 核燃料 铀 钍 钚 重氢 等 双选 关于能源 以下说法正确的是 a 煤 石油 天然气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 天然气等常规能源是取之不尽的 解析 煤 石油 天然气是动植物转化而来 其来源可追溯到太阳能 a正确 汽油燃烧后会生成有害气体 b错误 水能是可再生能源 c正确 煤 石油 天然气是不可再生能源 存量有限 d错误 答案 ac 课堂训练 1 凡是能够提供某种形式的能量的物质或物质运动 统称为能源 如图所示 能源分类相关图 四组能源选项中 全部符合图中阴影部分的能源是 a 煤炭 石油 沼气b 水能 生物能 天然气c 太阳能 风能 潮汐能d 地热能 海洋能 核能 解析 由题意可知阴影部分的能源是都应属于图中3种能源的范围内 a选项中都是常规能源 错误 b d选项中的天然气 核能是不可再生能源 错误 c选项中的能源才符合要求 c正确 答案 c 能源与环境 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 1 能给环境带来的影响 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 1 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 2 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 3 矿物燃料的燃烧 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 如被称为 空中死神 的酸雨 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 造成温室效应 会造成两极冰川融化 海平面升高等 这已经成了一个全世界格外关注 十分头疼的环境问题 4 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 2 怎样才能减少因能源使用而带来的环境影响呢 1 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限的 我们用一点就少一点 2 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 3 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 4 还必须治理矿物能源燃烧产生的污染物 5 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 3 能量降退能量是守恒的 但是随着能量被一层层利用 转化之后的能量会变得越来越难以收集和利用 称为能量品质降低 也就是能量降退 下列供热方式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 用太阳能热水器供热 解析 煤 石油 天然气可使我们获得大量的内能 但由于这些燃料中含有杂质以及燃烧不充分 使得废气中含有粉尘 一氧化碳 二氧化硫等物质而污染大气 a b c错误 而太阳能是一种无污染的能源 应大力推广 d正确 答案 d 课堂训练 2 双选 关于 温室效应 下面说法正确的是 a 太阳能源源不断地辐射到地球 由此产生了 温室效应 b 煤 石油燃烧时产生的二氧化碳增加了大气中二氧化碳的含量 由此产生了 温室效应 c 温室效应 使得地表气温上升 两极冰川融化d 温室效应 使土壤酸化 解析 温室效应 的产生是由于煤 石油燃烧时产生的二氧化碳增加了大气中二氧化碳的含量 它的危害是地表气温上升 两极冰川融化 是海平面上升 淹没沿海城市 海水倒灌和土地盐碱化等 酸雨才使土壤酸化 b c正确 a d错误 答案 bc 1 下列说法错误的是 a 煤 石油和天然气都属于一次能源b 煤 石油和天然气都属于二次能源c 人们把煤 石油 天然气叫做常规能源d 电能是使用最方便的能源 解析 一次能源包括煤 石油 天然气 水力 核燃料 太阳能 生物质能 低热能等 二次能源主要有电能 焦炭 煤气 蒸汽 热水以及汽油 煤油 柴油等石油制品 生产过程中排出的余热也属于二次能源 其中煤 石油 天然气叫做常规能源 答案 b 2 下列说法中错误的是 a 水流能和风能都是 可再生能源 b 太阳能是一种清洁能源c 沼气是一种新能源d 核能对环境的污染比常规能源对环境的污染大 解析 人类应用较多的能源是常规能源 如煤 石油 天然气等 当前正在开发的新能源有核能 太阳能 风能 地热能 沼气等 水流能 风能 太阳能是没有污染又取之不竭的能源 只要安全措施配套 核能对环境的污染比常规能源对环境的污染小得多 答案 d 3 下面关于热机的说法中 正确的是 a 热机是把内能转化为机械能的装置b 热机是把机械能转化为内能的装置c 只要对热机不断的革新 它可以把气体的内能全部转化为机械能d 即使没有漏气 也没有摩擦等能量损失 内燃机也不能全部转化为机械能 解析 热机是把内能转化为机械能的装置 a正确 b错误 工作过程中一定有一部分内能排放给低温物体 冷凝器或大气 即不能把内能全部转化为机械能 c错误 d正确 答案 ad 4 关于能源的开发与利用 下列观点错误的是 a 能源是有限的 无节制的利用能源 是一种盲目的短期行为b 根据能量守恒定律 能源是取之不竭的c 能源的开发和利用 必须同时加强环境保护d 不断开发新能源 是缓解能源危机 加强环境保护的主要途径 解析 能源是有限的 能量转化是守恒的 但能量的可利用程度是逐渐降低的 b选项观点错误 答案 b 5 下列哪些现象属于能量降退 a 电能通过电灯的电阻丝变为光能b 利用水流发电变成电能c 火炉生火把房间烤暖d 电池的化学能转化为电能 解析 a b d选项的能量转化利用程度很高 火炉生火取暖的过程中 有一部分内能以热量的形式传给周围的空气 变为周围环境的内能 这些能量可利用程度降低 即能量降退 c正确 答案 c 6 能源利用的过程实质上是 a 能量消失的过程b 能量创生的过程c 能量转化和转移的过程d 能量转化和转移并逐渐消失的过程 解析 能源的利用过程是做功或热传递的过程 前者是转化 后者是转移 但总量不变 能量不会消失 也不会创生 c正确 a b d错误 答案 c 7 双选 co2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排放 使整个地球就像一个大温室 因此 大气中的co2浓度增加能使地表温度逐渐上升 全球气候变暖 为缓解大气中的co2浓度增加 可以采取的措施有 a 禁止使用煤 石油 天燃气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 植树种草 解析 现阶段人类还有一定量的用煤 石油 天然气 它们能提供大量的内能 不使用就可惜了 a错误 减少大气中co2浓度可多利用不产生co2的能源 如核能 太阳能 也可让植物进行光合作用多吸收co2 b d正确 液化石油气燃烧也会产生co2 c错误 答案 bd 8 某地强风速度为14m s 设空气密度为 1 3kg m3 通过横截面积为400m2的风全部使风力发电机转动 其动能有20 转化为电能 则发电的功率为多大 取2位有效数字 9 光滑的水平桌面上有一块质量m 400g的木块 被一