《能源与可持续发展》教案物理课件

第二十二章能源与可持续发展第四节

能源与可持续发展复习引入太阳——巨大的“核能火炉”太阳是人类能源的宝库太阳能的利用能量转移和能量转化的方向性既然能量是守恒的，为什么我们还常说要节约能源呢？我们知道，在热传递的过程中，热量只能自发地从高温物体转移到低温物体，不能反过来。如果要使热量从低温物体流向高温物体，就需要消耗其他形式的能量，例如，电冰箱就需要消耗电能。能量转移和能量转化的方向性同样，汽车制动时，由于摩擦，动能转化成了轮胎、地面和空气的内能，这些消耗的能量不能再自动地用来驱动汽车（见右图）。可见，涉及热现象的能量转化过程是有方向性、不可逆的，消耗掉的内能不能被收集起来再利用。实际上，能量的转化、能量的转移，都是有方向性的，人们是在能量的转化或转移的过程中利用能量的。有些能量可以利用，有些则不能。能源的利用是有条件的，我们所能利用的能源是有限的，所以需要节约能源。能源消耗对环境的影响人类在耗用各种能源时，不可避免地会对环境造成影响。例如，化石能源产生了大量的内能，其中相当一部分没有被利用，从而造成了热污染。汽车尾气（见右图）就是造成城市热岛效应的罪魁祸首之一。不仅如此，由于现代生活中化石能源的广泛使用，燃料的燃烧产生了大量的二氧化碳，也大大加剧了地球的温室效应。能源消耗对环境的影响除了二氧化碳外，作为热机燃料的煤、石油、天然气等燃料往往含有杂质，致使燃烧生成的气体中含有二氧化硫等有害物质。燃烧时的高温还会促使氮氧化物的生成，燃料的不完全燃烧能产生粉尘和一氧化碳。产生的酸性气体最终会形成酸雨，可致水、土壤酸化，对植物、建筑物、金属构件造成危害（见右图）。能源消耗对环境的影响全世界因使用煤、石油等燃料，每年排入大气的有害物质达几亿吨之多。这些烟尘废气排放到大气，污染了大气（见下图）。想想议议在耗用各种能源时，对环境是否会造成破坏呢？在下表中，用“√”表示大量耗用该类能源对环境会有明显破坏，用“X“表示对环境不会造成明显破坏。能源消耗对环境的影响保护环境，控制和消除大气污染，已经成为当前世界需要解决的重要课题。我们既要有效地利用能源，又要很好地控制和消除污染。总之，人类不应当无限制地向大自然索取，我们必须在提升物质文明的同时，保持与自然、环境的和谐与平衡。能源与可持续发展能源的利用要考虑可持续发展，既要满足当代人的需要，又要考虑后人的需求。一方面，应该提高能源的利用率，减少在能源使用中对环境的破坏；另一方面，则需要发展新的理想能源。化石能源、核能等能源会越用越少，不能在短期内从自然界得到补充，这类能源称为不可再生能源。由于全世界能源的消耗逐年上涨，这些不可再生能源会在不太长的时间内消耗殆尽。能源与可持续发展未来的理想能源要能够大规模替代石油、煤炭和天然气等化石能源，首先必须足够丰富，可以保证长期使用。像风能、水能、太阳能等可以在自然界里源源不断地得到，所以我们把它们称为可再生能源。可再生能源是未来理想能源的一个重要发展方向。能源与可持续发展除此之外，未来的理想能源还必须满足以下几个条件：必须足够便宜，可以保证多数人用得起；相关的技术必须成熟，可以保证大规模使用；必须足够安全、清洁，可以保证不会严重影响环境。秉承可持续发展的思想，开发和探索各种新能源是人类未来进一步发展所要解决的重要课题。想想议议你认为风能、太阳能、核能以及你所想到的可能的能源，哪些有可能成为未来的理想能源，为什么？能源与可持续发展能源革命：钻木取火是人类在能量转化方面最早的一次技术革命。从利用自然火到利用人工火的转变，导致了以柴薪作为主要能源的时代的到来。这就是人类的第一次能源革命。蒸汽机的发明是人类利用能量的新里程碑。人类从此逐步以机械动力大规模代替人力和畜力，它直接导致了第二次能源革命。物理学家发明了可以控制核能释放的装置——反应堆，拉开了以核能为代表的第三次能源革命的序幕。知识点一：能源的利用能源与可持续发展能量转移和能量转化的方向性。在热传递过程中，热量只能自发地从高温物体转移到低温物体，如果要使热量从低温物体转移到高温物体，就要消耗能量，例如，空调可以将热量从低温的室内移至高温的室外，但外界必须做功，也就是要消耗能量。节约能源：节约用电、低碳烹调、节约用水、家用电器的节能使用、节省取暖和制冷、自备购物袋、少用一次性制品、纸张两面用等。能源与可持续发展能源危机：由于石油、煤炭等目前大量使用的传统化石能源枯竭，同时新的能源生产供应体系又未能建立而在交通运输、金融业、工商业等方面造成的一系列问题统称能源危机。未来理想能源：能够大规模替代石油、煤炭和天然气等化石能源。条件：必须足够丰富，可以保证长期使用，如可再生能源风能、水能、太阳能等；必须足够便宜，可以保证多数人用得起；相关的技术必须成熟，可以保证大规模使用；必须足够安全、清洁，可以保证不会严重影响环境。知识点二：能源对环境的影响能源与可持续发展能源消耗对环境的影响：城市大气污染一次能源利用过程中，产生大量的

等对大气造成污染的气体，破坏生态；矿物燃料的燃烧，使大气

浓度增加，温室效应增强；化石能源的燃烧产生的大量

和

等污染物通过大气传输，在一定条件下形成大面积酸雨，改变酸雨覆盖区的土壤性质，危害农作物和森林生态系统，改变湖泊水库的酸度，破坏了水生生态系统，腐蚀材料，造成重大经济损失。知识点二：能源对环境的影响能源与可持续发展酸雨还导致地区气候改变，造成难以估量的后果；世界范围内的民用核能计划的实施，已产生了上千吨的核废料，这些核废料的最终处理问题并没有完全解决，而这些废料在数百年里仍将保持着有危害的放射性。知识点二：能源对环境的影响课堂练习例题1：我市近年来为打造“宜居宜业的田园都市”积极倡导节能减排，下列选项中，与节能无关的是（

）。

A.

沿海县市大力发展风力发电B.

部分县区用LED路灯替代通照明路灯C.

鼓励市民骑自行车或乘坐公交车上下班D.

城区道路铺设沥青路面可减弱噪音D知识点一：能源的利用

课堂练习【解析】促进风能的开发利用，可以节约化石燃料，减少二氧化碳的排放，故选项A正确；将照明的白炽灯换成LED路灯，节约电能，故选项B正确；倡导骑自行车或乘坐公交车出行，减少二氧化碳的排放，故选项C正确；城区道路铺设沥青路面可以减小噪声，与节能减排无关，故选项D错误。课堂练习例题2：“保护环境、控制和减少大气污染”成为社会公众日益关心和谈论的话题，下列措施中，你认为不科学的是（

）。

A.

居民家取暖炉的烟囱加高，以减少空气污染B.

冬季采取集中供热，去掉一家一户的取暖炉，以提高燃料的利用率C.

改进燃炉设备，加装消烟除尘装置，以减少烟尘的排放量D.

在城市普及煤气和天然气的使用，在农村使用沼气，改善空气质量A知识点二：能源对环境的影响课堂练习【解析】烟囱加高不会减少对空气的污染，是没有意义的，选项A符合题意；冬季集中供热，去掉一家一户的取暖炉，以提高燃料的利用率是可行的，目前在我国很多地区正在实行，选项B不符合题意；改进燃炉设备，可使燃料燃烧更充分，加装消烟除尘装置，可以减少烟尘的排放量，是可行的，选项C不符合题意；煤气、天然气和沼气燃烧效率高，污染小，值得推广，选项D不符合题意。实战演练例题1：“五水共治，治污在先”是改善生态环境的一项重要政策，为了防止水体污染，你认为下列措施中不可行的是（

）。B知识点一：能源的利用A.

不任意排放生活污水B.

禁止使用农药和化肥C.

工业污水经净化处理后再排放D.

牲畜粪便适当处理后再施用实验探究【解析】生活污水经净化处理达标后再排放，有利于保护水资源，故选项A正确；应适量使用农药和化肥，而不能禁止，故选项B错误；任意排放工业废水会污染水体，工业污水经净化处理后再排放，故选项C正确；牲畜粪尿中含有大量的病菌、虫卵和其他有害物质，牲畜类便适当处理后再施用，故选项D正确。实战演练例题2：下列关于合理利用资源与节约能源的行为中，正确是（

）。C①手机充电完毕，不及时拔下充电器②将废书报、饮料瓶等送到废品回收站③尽量使用一次性杯子④夏天使用空调不要把温度设置过低⑤用洗衣服的水冲厕所A.①③⑤

B.②③④

C.②④⑤

D.①④⑤实战演练例题3：下列关于能源的说法中，正确的是（

）。CA.

核电站是通过核聚变反应获得核能的B.

水的动能、风能、太阳能、化石能源都属于可再生能源C.

为节能环保，国务院规定机关、商场等单位夏季室内空调温度设置不得低于26℃D.

根据能量守恒定律可知，能量是守恒的，因此不必节约能源实战演练例题4：关于能源的开发和利用，下列说法中不正确的是（

）。CA.

太阳能是取之不尽的能源，可直接利用且不会污染环境，开发前景广阔B.

核能是不可再生能源，开发和利用核能是人类获取能源的一个新途径C.

煤是可再生能源，以煤为主要燃料的火力发电容易造成环境污染D.

人类的生存离不开能源，社会的进步和美好生活是以消耗大量能源为代价的，我们要珍惜能源实验探究【解析】太阳能是一种新型的无污染的能源，前景广阔，故选项A正确，不符合题意；核能是不可再生能源，但是核能是一种新型的能源，故选项B正确，不符合题意；以煤为主要燃料的火力发电容易造成环境污染，但是煤是不可再生能源，故选项C不正确，符合题意；人类的生存离不开能源，社会的进步和美好生活是以消耗大量能源为代价的，我们要珍惜能源。因为我们现在的能源支柱是不可再生能源，故选项D正确，不符合题意。知识要点1.

21世纪的能源趋势。2.

消耗能源对环境污染主要有：（1）大量燃烧化石能源造成空气污染和温室效应；（2）过分依靠柴薪能源，加剧了水土流失和沙漠化。知识要点3.

未来的理想能源必须满足以下几个条件：第一是必须丰富，可以保持长