2019-2020学年高中物理 第四章 机械能和能源 第八节 能源的利用与开发学案 粤教版必修2

第八节能源的利用和开发1.了解能量及其分类。2.了解节能的重要性。3.了解新能源的合理发展，解决能源危机。一、能源及其分类概念在一定条件下能够提供可用能量的物质资源可以称为能量。分类(1)煤、石油和天然气统称为化石能源。(二)一次能源：指直接取自自然、非人类加工转化的能源，如煤炭、石油、天然气、水能、风能、生物能源、海洋能等。一次能源分为可再生能源(水能、风能等)。)和不可再生能源(石油、煤炭等。)根据它是否可以再生。二次能源：由一次能源直接或间接转化而来的能源，如电能、氢能、焦炭等。(1)煤、石油、天然气和其他燃料的原始来源可以追溯到太阳能。()(2)汽油是主要能源。(3)电能是一种二次能源。煤和石油等化石能源取之不尽，用之不竭。提示：(1)(2)(3)(4)二。能源危机与环境污染中国能源消费以煤炭为主，约占总能源消费的75%，能源利用效率低。随着经济的快速增长和大众文化生活水平的提高，能源消费将急剧增加，能源供需矛盾更加突出，能源短缺现象更加严重。能源的大量使用不仅给人类带来了文明和繁荣，也给人类的生存环境带来了灾难。酸雨、温室效应、臭氧层破坏、城市热岛效应、土壤酸度、生态平衡破坏等。对人类有害。阶级不再陌生。这些都带来了海平面上升、暴雨和干旱加剧等灾难，严重威胁着人类和各种生物的生存。1.能源的利用给我们带来了什么麻烦？提示：空气污染、温室效应、水污染、电磁污染、交通堵塞、噪音等。三。能源开发新能源核能、太阳能、风能、地热能、海洋能、生物能、氢能等。新能源资源丰富，清洁无污染。开发新能源和研究清洁能源是缓解当前能源危机、保护和改善人类生存环境的有效措施。2.能源危机和能源利用造成的环境污染已经成为人类共同关注的世界性问题。你认为缓解当前能源危机、保护和改善人类生存环境的出路是什么？提示：(1)节能减排，倡导低碳生活；(2)开发可替代煤炭、石油和天然气等常规能源的新能源；(3)清洁能源研究等。能源的利用与发展学生用书p73未来能源目前，正在开发的新能源包括风能、海洋能、太阳能、地热能、氢能、生物质能和聚变核能。大多数新能源都是污染较少的可再生能源。新能源的开发是社会可持续发展的重大课题。常规能源和新能源的转换以下关于能源开发和利用的陈述是正确的()能量利用的过程是将内部能量转化为机械能的过程b .核能、太阳能、风能、地热能和海洋能等常规能源的合理开发和经济利用能量利用的过程是能量转换成其他形式能量的一种形式。无论是节约能源还是发展能源，我们的国家都需要外国的支持。思路建议回答这个问题时，应该把握以下两点：(1)能量转换有多种形式。(2)阐明什么是常规能源，什么是新能源。分析能量利用的过程实际上是一个能量从一种形式转换到另一种形式的过程，不一定是一个单一的转换成机械能的过程，所以c是正确的，a是错误的。核能、太阳能、风能、地热能、海洋能等。属于新能源，不是常规能源，所以b是错误的。无论是节约能源还是发展能源，我们的国家主要依靠自己，所以d是错误的。回答 ci根据能量守恒定律，能量是取之不尽的。能源的开发和利用必须同时考虑其对生态环境的影响不断开发新能源是缓解能源危机和加强环境保护的重要途径。分析：acd。地球上的常规能源是有限的和不可再生的，所以a是正确的。虽然自然界的总能量是守恒的，但能量转换后其质量和利用价值下降，由易变得不方便，所以b是错误的。为了人类的可持续发展，第一是开发新能源，第二是减少环境污染，所以c和d是正确的。标准答案涉及能量转换和守恒定律的实际问题。风力发电作为一种无污染、低成本的电力产业，具有广阔的发展前景。风力发电的原理是利用风驱动叶轮旋转，将风的动能转化为叶轮的动能，再将叶轮的动能转化为电能。(1)如果空气密度为，每个叶轮的长度为l，面向叶轮的水平风速为v，整个发电机的效率为，那么每个发电机发出的电功率p是多少？(2)我国研制的wd-646风力发电机，每个叶轮l=22 m，当风速达到15 m/s时，其输出电功率可达600 kw。计算风力涡轮机将风的动能转化为电能的总效率。(空气密度为1.29千克/立方米)分析 (1)将通过风力涡轮机的空气视为圆柱体，在时间t内通过风力涡轮机叶轮的空气质量m=svt=l2vt，这些空气的动能ek=mv2=l2v 3t因此，电功率p= l2 v3。(2)从p= l2 v3将风能转换成电能的总效率=100%=100%18%。回答(1)18%能量转换和守恒定律是处理不同形式的能量转换和守恒的基本定律。获取主题信息、建立能量转换模型、利用能量转换和守恒定律来建立方程是解决问题的基本方法。课堂会议标准学生手册p74(多选)以下选项是二次能源()a.太阳能b .电能c.氢d .焦炭分析：选择bcd。太阳能是一次能源，而电能、氢能和焦炭是一次能源直接或间接转化而来的能源，是二次能源，所以选择生物质能。以下哪一个是风能和水能的间接形式()a.核能b .电能c.太阳能d .地热能地球上的大部分能量来自太阳能，包括风能和水能，所以正确答案是c。3.近年来，公共汽车和出租车进行了以天然气代替汽油作为燃料的改革，并取得了显著进展。当你走上街头，你会发现许多公共汽车和出租车都标有“天然气”，这意味着它们是天然气燃料汽车。推动这项改革的主要目的是()a.延长发动机寿命b .促进地方经济和西部开发c.减少空气污染d .节约能源尽管天然气是一种化石燃料，但它不是一种绿色能源。然而，与煤和石油相比，天然气具有热值高、二氧化碳排放量少的优点。因此，可以说天然气是化石燃料中的清洁燃料。然而，天然气不能与绿色能源和清洁能源同等对待，并混为一谈。(多选)以下陈述是正确的()根据能量转换和守恒定律，能量不会消失，所以不会有能源危机。与人类历史相比，太阳能是取之不尽的。节约能源和开发新能源是解决能源危机的有效途径风能是目前能源开发利用中理想的清洁能源。分析：选择bcd。虽然能量不会消失，但它的转换方式是有方向性的，因此在使用时会使能量或能量的质量越来越低，最终不能被我们使用。因此，a是不正确的，b，c和d是正确的。课堂作业学生用书p123(单独的书)i .选择题下列不属于化石燃料的燃料是()a.b .木柴c.石油d .天然气煤、石油和天然气是由埋藏在地下的动植物经过数亿年的地质演化形成的。它们是化石能源，而木柴石油和煤的消耗给环境带来的主要问题是()a.运输过程中的泄漏b .机械运动过程中的噪音c.燃烧过程中消耗的氧气石油和煤炭的消耗给环境带来的主要问题是燃烧过程中产生的二氧化碳，这使得地球环境变化缓慢。d是正确的，a，b和c是错误的。以下措施可以改善空气质量的是()a.使用煤和其他燃料作为主要的家用燃料b.使用太阳能、风能和氢能等新能源来替代化石能源c.鼓励私人购买家庭轿车而不是公共汽车d.对电动车辆使用的限制分析：选择b。现代生活中使用的煤炭、石油和天然气等常规能源日益污染空气环境，而使用太阳能、风能和氢能等新能源可以改善空气质量。此外，限制购买国产汽车可以大大减少废气排放，推广使用电动汽车也可以改善空气环境质量。因此，正确答案是b .关于地球的“水能”的叙述，下面的陈述是不正确的()水流能量的来源是太阳辐射能量b.水流能源是可再生能源c.水流能源是无污染能源。只有流动的水才是能量地球上所有的能源，包括水力、风力和化石燃料，都直接或间接地来自太阳能，所以a是正确的。太阳能驱动地球上的水循环继续，所以水流能量是可再生能源，b是正确的；水流能量是一种清洁无污染的能量，碳是正确的；水可以被人类直接利用，所以流水不是唯一的能量。装有太阳能电风扇的帽子在市场上出售(如图所示)。在阳光的照射下，小电风扇快速旋转，在炎热的夏天会带来些许凉爽。该装置的能量转换为()a.太阳能电能机械能c.电能太阳能机械能分析：选择a。电池板中的太阳能转化为电能，小电机中的电能转化为机械能。第二，选择题以下陈述是正确的()a.由于中国有丰富的煤炭和石油储备，太阳能和核能的发展在中国并不重要能量利用的过程实质上是能量转化和传输的过程人类社会使用的能源主要是煤、石油和天然气。煤、石油和天然气的化学能归根结底来自太阳能分析：选择bcd。根据能源利用特点和能源形势进行分析。虽然中国的煤和石油储量丰富，但毕竟是有限的，利用后不能再生。它们最终会耗尽能量。因此，开发利用新能源是解决这一问题的根本出路。在下列能源中，新能源和可再生能源都是()a.太阳能b .石油c.天然气d .沼气分析：选择广告。太阳能和生物质能(沼气)都属于新能源和可再生能源。关于能量和能量，以下陈述是正确的()a.由于自然界的能量守恒，没有必要节约能源在使用能量的过程中，能量的量没有减少。c.能量耗散表明能量在转化过程中具有方向性。人类在不断开发和利用新能源，因此可以创造能源。分析：选择业务连续性。在能量转移和转化的过程中，除了保持总量不变，我们还应该遵循一定的方向。例如，机械能可以完全转化为内能，而要将内能完全转化为机械能，必须引起其他变化，导致地球上有用的能量越来越少，所以我们应该节约能源。能源可分为一次能源和二次能源。大自然以现成的形式提供的能量称为一次能源。需要由其他能源间接产生的能源称为二次能源。氢气是一种高效无污染的二次能源，可由自然界中丰富的水产生：2h2o=2h2o 2 o2-517.6 kj。以下陈述是正确的()a.电能i分析：选择交流电。焦炉煤气来源于焦炉工厂的运营和生产，因此不是一次能源。天然气和水力在自然界都是现成的能源，是主要的能源。乙错了，丙对了。显然，电能是二次能源，a是对的。能源短缺和环境恶化指的是()煤和石油的开发与技术有关。在目前的技术条件下，煤和石油的开发是有限的，这被称为能源短缺。煤炭和石油资源有限。以今天的开采和消费速度，石油储备将在100年内耗尽，煤炭资源无法持续。这被称为能源短缺。c.煤和石油有大量的气味，这些气味在开采、储存和使用过程中聚集起来污染空气，从而使环境恶化。d.燃烧过程中大量煤和石油产品排放的有害气体污染空气，改变大气成分，并使环境恶化分析：选择商业发展。常规能源是有限的，并且在耗尽后是不可持续的。这是能源短缺。环境恶化是指常规能源燃烧排放的气体造成的空气污染和生态平衡破坏等灾害，因此只选择b和d。三。非选择题每平方米地面太阳辐射的平均功率(昼夜平均值)为200瓦，每个家庭平均消耗的电能为1000瓦。如果每个光伏电池的面积为0.5平方米，转换效率为20%，每个家庭需要多少个光伏电池才能保证正常的用电量？分析：每个电池转换的