物理必修三第十二章-电能-能量守恒定律124第4节能源与可持续发展3份课件

1、能源与可持续发展高二年级 物理能源与可持续发展高二年级 物理思考：下列生活中的情境涉及哪些能量的转化？ 化学能机械能 化学能内能 电能内能 电能光能资料资料资料资料思考：下列生活中的情境涉及哪些能量的转化？ 化学能机能量守恒定律 能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变。问题：既然能量是守恒的，不会凭空消失，为什么我们还要节约能源呢？能量守恒定律 能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只思考：将刚煮好的热鸡蛋投入冷水中，水和鸡蛋的温度分别如何变化？资料现象：鸡蛋的温度降低，水的温度升高，最终二者的

2、温度相同。思考：将刚煮好的热鸡蛋投入冷水中，水和鸡蛋的温度分别如何变化能量转移或转化的方向性 能量的耗散资料能量转移或转化的方向性 能量的耗散资料能量转移或转化的方向性能源危机深层次的含义便于利用的能源不便利用的能源资料资料能量转移或转化的方向性能源危机深层次的含义便于利用的能源不便能量转移或转化的方向性 自然界的宏观过程具有方向性：热量可以自发地由高温物体传递给低温物体，但逆过程不会自发进行。能量转移或转化的方向性 自然界的宏观过程具有方向性：热能源的分类与利用能源可再生能源如：水能、风能、潮汐能不可再生能源 如：煤炭、石油、天然气 能源的分类与利用能源可再生能源不可再生能源 能源的开发一、

3、太阳能发电二、水力发电三、风能发电四、核能发电能源的开发一、太阳能发电二、水力发电三、风能发电四、核能发电一、太阳能发电资料资料一、太阳能发电资料资料资料二、水力发电资料资料二、水力发电资料资料三、风能发电资料资料三、风能发电资料资料四、核能发电资料资料四、核能发电资料汽车和能源思考：93号汽油密度0.725kg/L,汽油的燃烧值是4.6107J/kg，汽车以80km/h的速度行驶时，百公里油耗约为10L，计算汽车消耗的总功率。汽车和能源思考：93号汽油密度0.725kg/L,汽油的燃烧汽车和能源汽车行驶时的功率分配比例由于各种损耗，74kW的总功率只有9kW到达驱动轮。整俩汽车的总效率仅为1

4、3%左右。资料汽车和能源汽车行驶时的功率分配比例由于各种损耗，74kW的总汽车和能源思考1：汽油的化学能转化为什么能？分析：由于散热器、排气管等部件的热损失，大部分化学能转化为内能，一小部分转化为汽车的机械能。汽车和能源思考1：汽油的化学能转化为什么能？分析：由于散热器汽车和能源思考2：为什么说汽车给我们的生活带来便利的同时，会给环境带来污染？分析： 一部分汽油由于蒸发散失在大气中成了化学污染源；排放的废气中主要成分是CO2和水，CO2加剧温室效应，导致全球变暖；废气中还有CO、NO、NO2以及未燃烧的碳氢化合物，这些是有毒物质。汽车和能源思考2：为什么说汽车给我们的生活带来便利的同时，会能源

5、与社会发展薪柴时期 煤炭时期 石油时期资料资料资料能源与社会发展薪柴时期 煤炭时期 石油时期资料资料资能源与社会发展煤炭和石油产品的燃烧对环境的影响光化学烟雾酸雨温室效应资料资料资料能源与社会发展煤炭和石油产品的燃烧对环境的影响光化学烟雾酸雨能源与社会发展薪柴时期 煤炭时期 石油时期资料资料资料多能源结构时期资料？能源与社会发展薪柴时期 煤炭时期 石油时期资料资料资本课小结一、能量转移或转化的方向性二、能源的分类与应用三、能源与社会发展本课小结一、能量转移或转化的方向性课后作业一、就清洁能源的利用和我们的未来生活写一篇小论文二、完成书后P99 练习与应用课后作业一、就清洁能源的利用和我们的未来

6、生活写一篇小论文谢谢同学们，再见谢谢同学们，再见第十二章电能能量守恒定律 第十二章电能能量守恒定律 4能源与可持续发展 4能源与可持续发展 目标体系构建课前预习反馈课内互动探究核心素养提升课堂达标检测夯基提能作业目标体系构建课前预习反馈课内互动探究核心素养提升课堂达标检测目标体系构建目标体系构建【学习目标】1知道能量守恒定律的具体内容。2了解能量耗散，知道能量转移或转化的方向性。3知道能源的分类与应用，知道能源的利用与社会发展的关系。【学习目标】【思维脉络】【思维脉络】课前预习反馈课前预习反馈能量守恒定律能量守恒定律的内容：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式_为其他形式，或者

7、从一个物体_到别的物体，在转化或转移的过程中，能量的总量保持_。知识点 1转化 转移 不变 能量守恒定律知识点 1转化 转移 不变 能量转移或转化的方向性1能量转化的方向性科学家研究发现，一切与热现象有关的宏观自然过程都是_的。2能量的耗散：把能量释放出去，就不会再次自动聚集起来供人类重新_的现象，它反映出自然界中的宏观过程具有_性。3节约能源的根本原因：在能源的利用过程中，能量在数量上虽未_，但在可利用的品质上_了，从便于利用的能源变成不便于利用的能源。知识点 2不可逆 利用 方向 减少 降低 能量转移或转化的方向性知识点 2不可逆 利用 方向 减少 能源的分类与应用1不可再生能源：煤炭、石

8、油和天然气是目前人类生产、生活中使用的主要能源，又叫_能源。2可再生能源：水能、风能、潮汐能等来源于_的这些能源。3我国能源的开发：太阳能发电、_发电、风能发电、_发电。知识点 3化石 太阳能 水力 核能 能源的分类与应用知识点 3化石 太阳能 水力 核能 能源与社会发展1人类对能源的利用经历的三个时期：_时期、煤炭时期、石油时期。2能源的开发和利用对环境造成的影响：(1)石油和煤炭的燃烧增加了大气中二氧化碳的含量，加剧了_效应，使得两极的冰雪融化，海平面上升。(2)石油和煤炭的燃烧形成的二氧化硫等物质使雨水的酸度升高，形成“酸雨”，腐蚀建筑物，酸化_。(3)内燃机工作时产生氮的氧化物和碳氢化

9、合物，这些化合物在大气中受紫外线的照射，产生光化学_。燃烧时产生的_也是主要的污染物。知识点 4柴薪 温室 土壤 烟雾 浮尘 能源与社会发展知识点 4柴薪 温室 土壤 烟雾 浮尘 判一判(1)能量在转移或转化过程中总量是保持不变的。( )(2)石油、天然气都属于新能源。( )(3)能量耗散不遵循能量守恒定律。( )(4)能量耗散会导致能量品质的降低。( )(5)为了可持续发展，必须节约能源。( )(6)石油和煤炭的燃烧增加了大气中二氧化碳的含量，由此产生了“温室效应”。( )(7)能量耗散现象反映了在一些特殊过程中能量并不守恒，从而导致能源不可再生。( )预习自测 判一判预习自测 选一选在研究

10、性学习的过程中，同学们提出了以下四个活动方案，哪些从理论上讲是可行的( )A制作一个内能回收器，将散失在周围环境中的内能全部收回再利用B发明一种不需要任何外界的动力而持续对外做功的机器永动机C汽车尾气中各类有害气体排入大气后严重污染了空气，想办法使它们自发地分离，既清洁了空气，又变废为宝D将房屋顶盖上太阳能板，可直接用太阳能来解决照明和热水问题D 选一选D 解析：系统的内能流失到周围环境中，不可能全部收回再利用，A错；永动机违反能量守恒定律，不可能制成，B错；扩散现象具有方向性，逆过程不可能自发进行，C错；太阳能可以用来发电和进行加热，D正确。解析：系统的内能流失到周围环境中，不可能全部收回再

11、利用，A错想一想如图所示是两幅宣传节约能源的图片。请问：既然能量是守恒的，我们为什么还要节约能源？想一想答案：能量是守恒的，但能量耗散却会导致能量品质降低，它实际上将能量从可用的形式降级为不大可用的形式。煤、石油、天然气等能源储存着高品质的能量，在利用它们的时候，高品质的能量释放出来并最终转化为低品质的内能。故能量虽然不会减少但可利用的高品质能源会越来越少，所以要节约能源。答案：能量是守恒的，但能量耗散却会导致能量品质降低，它实际上课内互动探究课内互动探究能量守恒定律的理解和应用 探究 一 情境导入如图是用一台蒸汽机和一台发电机建立的模型发电站，将这个模型发电站与小灯泡连接起来，就可以供电了。

12、请分析该模型发电站工作时各种形式的能量是如何转化的。提示：蒸汽机将蒸汽的内能转化为蒸汽轮机的机械能，蒸汽轮机带动发电机转动，将机械能转化为电能使小灯泡发光。能量守恒定律的理解和应用 探究 一 情境导入如图是用一台蒸汽1能量的存在形式及相互转化(1)各种运动形式都有对应的能：机械运动有机械能，分子的热运动有内能，还有电磁能、化学能、原子能等。(2)各种形式的能，通过某种力做功可以相互转化。例如，利用电炉取暖或烧水，电能转化为内能；煤燃烧，化学能转化为内能；列车刹车后，轮子温度升高，机械能转化为内能。要点提炼 1能量的存在形式及相互转化要点提炼 2能量守恒的两种表达(1)某种形式的能减少，一定有其

13、他形式的能增加，且减少量和增加量一定相等。(2)某个物体的能量减少，一定存在其他物体的能量增加，且减少量和增加量一定相等。3应用能量转化与守恒解题的步骤(1)首先分析研究对象的受力情况、做功情况、能量的转化方向及初、末状态能量的具体形式。(2)分别列出减少的能量E减和增加的能量E增的表达式。(3)依据E减E增列式求解。2能量守恒的两种表达 如图所示是一种太阳能草坪节能灯，太阳能电池板供一只“10 V9 W”的电子节能灯工作，若太阳能电池板接收太阳能的有效面积为0.3 m2，平均1小时得到的太阳辐射能为4105 J，太阳光平均一天按8小时计算，恰好可以供电子节能灯工作10小时。问：(结果保留整数

14、)典例剖析 典例 1(1)太阳能节能灯的能量转化情况；(2)太阳能电池板单位面积上接收太阳能的功率大约是多少？(3)太阳能节能灯利用太阳能的效率大约是多少？ 如图所示是一种太阳能草答案：(1)见解析(2)370 W(3)10%答案：(1)见解析(2)370 W(3)10%对点训练 A 对点训练 A 物理必修三第十二章-电能-能量守恒定律12能源的利用与可持续发展 探究 二 情境导入如图所示是我国最大的山坡光伏发电站河北曲阳光伏发电站。太阳能是一种具有良好开发前景的新能源，与常规能源相比它具有哪些优点？提示：光伏发电过程简单，没有机械传动部件，不消耗燃料，无噪音、无污染，太阳能资源分布广泛且取之

15、不尽，用之不竭。能源的利用与可持续发展 探究 二 情境导入如图所示是我国最大1能源开发和利用的关系图要点提炼 1能源开发和利用的关系图要点提炼 2能源的分类能源分类方法能源分类名称特点举例按形成或转换特点分一次能源自然形成，未经加工太阳能、风能、地热能、核能、潮汐能二次能源由一次能源经加工转换而成焦炭、木炭、蒸汽、液化气、酒精、汽油、电能按利用技术分常规能源已大规模正常使用煤、石油、天然气、水能新能源正在开发，或有新的利用方式太阳能、核能、地热能、海洋能、沼气、风能2能源的分类能源分能源分类名称特点举例按形成一次能源自然形能源分类方法能源分类名称特点举例按可否再生分可再生能源可循环使用、不断补

16、充水能、风能、生物质能、地热能不可再生能源短期内无法转换获得煤、石油、天然气、核燃料按对环境污染情况分清洁能源对环境基本上没有污染太阳能、海洋能、风能、水能污染能源会严重污染环境化石燃料(煤、石油、天然气)能源分能源分类名称特点举例按可否可再生能源可循环使用、不断补3.能源对环境的影响(1)常规能源对环境的影响石油和煤燃烧产生的二氧化碳增加了大气中二氧化碳的含量，产生了“温室效应”，引发了一系列问题，如两极的冰雪融化、海平面上升，海水倒灌、耕地盐碱化这些都是人类过度开发自然所产生的严重问题。(2)做好环境保护工作目前的任务是采用环境能源技术，解决突出的环境污染问题，例如：城市生活垃圾问题，变垃

17、圾为能源；提高汽车发动机效率，解决尾气问题，达到废气“零排放”；环境污染的综合治理问题，解决废物、废水、废气等，变废为宝。3.能源对环境的影响ACD (多选)关于能源的开发和利用，下列观点正确的是( )A无节制地利用能源，是一种盲目的短期行为B根据能量守恒定律，能源是取之不尽、用之不竭的C开发和利用能源的同时，必须加强对环境的保护D不断开发新能源，是缓解能源危机的主要途径思路引导：虽然能量是守恒的，但能源会越来越少，所以要节约能源。常规能源的储量有限，且存在环境污染问题，必须开发新能源。典例剖析 典例 2ACD (多选)关于能源解析：能源是有限的，必须合理利用能源，A正确；尽管能量守恒，但使用

18、过程中会有能量耗散及品质降低，B错误；能源开发利用推动人类进步，但同时会破坏人类生存的环境，所以必须加强对环境的保护，C正确；开发新能源、清洁能源可以缓解常规能源的不足，D正确。解析：能源是有限的，必须合理利用能源，A正确；尽管能量守恒，2(2020山东省潍坊二中高二下学期月考)“能源危机”是当今世界各国共同面临的问题。对此，以下措施可行的是( )A人人都要自觉做到节约用水、节约用电，不浪费和人为毁坏物品B关闭现有的火力发电站C各地都要兴建水力和风力发电站D停止使用石油资源，而以核能和太阳能取代解析：受地域环境的限制，风力、水力发电站不能在各地兴建，因而不能关闭所有火力发电站，故B、C错；受技

19、术限制，核能和太阳能尚未大规模被利用，所以也不能停止使用石油资源，故D错误。对点训练 A 2(2020山东省潍坊二中高二下学期月考)“能源危机”是核心素养提升核心素养提升能量耗散和品质降低1能量耗散(1)燃料燃烧时一旦把自己的热量释放出去，就不会再次自动聚集起来供人类重新利用。这样的现象叫能量耗散。(2)能量耗散从能量转化的角度反映出自然界中涉及热现象的宏观过程都具有方向性。能量耗散和品质降低2能量品质的降低能量耗散虽然不会使能量减少，却会导致能量品质的降低，它实际上将能量从高度有用的形式降级为不大可用的形式。煤、石油、天然气等能源储存着高品质的能量，在利用它们的时候，高品质的能量释放出来并最

20、终转化为低品质的内能。内能较之机械能、电能、光能、核能等是一种低品质能量。2能量品质的降低 (多选)下列关于能量耗散的说法，正确的是( )A能量耗散使能的总量减少，违背了能量守恒定律B能量耗散是指散失在环境中的内能再也不能收集起来被人类利用C各种形式的能量向内能的转化，是能够全额发生的D能量耗散导致能量品质降低解析：能量耗散是能量在转化的过程中有一部分以内能的形式被周围环境吸收，能量耗散遵守能量守恒定律，但使得能量品质降低，故A错误，D正确；耗散的内能无法再被收集起来利用，B正确；其他形式的能在一定的条件下可以全部转化为内能，C正确。故选B、C、D。案 例BCD (多选)下列关于能量耗散的说课

21、堂达标检测课堂达标检测夯基提能作业夯基提能作业物理必修三第十二章-电能-能量守恒定律12第十二章 电能 能量守恒定律必修三12.4 能源与可持续发展第十二章 电能 能量守恒定律必修三12.4 能源与可1.能够叙述能量守恒定律的内容,会用能量守恒的观点分析、解释一些实际问题。2.了解能量的耗散,知道能源短缺和环境恶化问题,增强节约能源和保护环境的意识。3.探究能量转化方向性及新能源的开发及应用。1.能够叙述能量守恒定律的内容,会用能量守恒的观点分析、解释能源与可持续发展能量守恒定律能量转移或转化的方向性能源的分类与应用【知识梳理】能源与社会发展能量守恒定律能量转移或转化的方向性能源的分类与应用能

22、源与社会发展能量守恒定律能量转移或转化的方向性能源的分类与应用能源与可持续发展能量守恒定律能量转移或转化的方向性能源的分类内能可以转化成电能，电能可以转化成光能、内能或机械能既然能量是守恒的，不会凭空消失，为什么我们还要节约能源呢？【引入】内能可以转化成电能，电能可以转化成光能、内能或机械能既然一、能量守恒定律能量守恒定律:能量既不会凭空 ,也不会凭空 ,它只能从一种形式 为其他形式,或者从一个物体 到别的物体,在转化或转移的过程中,能量的总量 。产生消失转化转移保持不变一、能量守恒定律能量守恒定律:能量既不会凭空 例1.有关能量守恒定律,下列说法正确的是()A.能量守恒定律只适用于机械能与内

23、能的相互转化B.能量守恒定律只适用于能量转化过程C.“摩擦生热”是创造了热,它不符合能量守恒定律D.按照能量守恒定律,宇宙中的能量总和永远不会增减答案:D例1.有关能量守恒定律,下列说法正确的是()把刚煮好的热鸡蛋放在冷水中，过一会，鸡蛋的温度降低，水的温度升高，最后水和鸡蛋的温度相同。是否可能发生这样的现象：原来温度相同的水和鸡蛋，过一会儿水的温度自发地降低，而鸡蛋的温度上升？【思考与讨论】把刚煮好的热鸡蛋放在冷水中，过一会，鸡蛋的温度降低，水的温度二、能量转移中转化的方向性1.一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的。2.能量的耗散表明，在能源的利用过程中，能量在数量上虽未减少，但在可利用的品质上降低了3.能量的耗散是从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性。能源的利用受这种方向性的制约，所以，能源的利用是有条件的，也是有代价的。二、能量转移中转化的方向性1.一切与热现象有关的宏观自然过程例2.(多选)下列关于能量耗散的说法正确的是()A.能量耗散使能的总量减少,违背了能量守恒定律B.能量耗散是指耗散在环境中的内能