【人教2019版新教材课件】12.4能源与可持续发展

12.4能源与可持续发展一、能量守恒定律一、能量的概念:一个物体能够对外做功，我们就说这个物体具有能量。二、能量的多样性:对应于不同的运动形式，能的形式也是多种多样的。机械能、内能、电能、太阳能、化学能、生物能、原子能等．太阳能转化为电能内燃机车：内能转化机械能水电站：水的机械能转化为电能水果电池：化学能转化为电能太阳能转化为电能内能转化为机械能机械能转化为电能化学能转化为电能不同形式的能之间可以在一定条件的情况下相互转化三、能量守恒定律的1、内容:能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化或转移过程中，能量的总量保持不变．⑵、定律的表达式：E初＝E终；△E增＝△E减一、能量守恒定律导致能量守恒定律最后确立的两类重要事实是什么?①确认了的不可能性。②各种自然现象之间能量的与。永动机相互联系转化17～18世纪许多机械专家就已经论证了永动机是不可能的法国科学院在1775年就正式决定，不再研究和试验任何永动机历史上有很多人不相信能量守恒定律的人，挖空心思想发明一种不消耗能量，却能不断对外做功的机器——永动机永动不可能制成的原因：根据能量守恒定律，任何一部机器，只能使能量从一种形式转化为另一种形式，而不能无中生有地制造能量，因此第一类永动机是不可能制成的.一、能量守恒定律【例1】下列对能的转化和守恒定律的认识正确的是()A.某种形式的能减少，一定存在其他形式的能增加B.某个物体的能量减少．必然有其他物体的能量增加C.不需要任何外界的动力而持续对外做功的机器——永动机是不可能制成的D.石子从空中落下，最后静止在地面上，说明机械能消失了ABC既然能量是守恒的，不可能消灭，为什么我们还要节约能源？一、能量耗散：燃料燃烧时一旦把自己的热量释放出去，它就不会再次自动聚集起来供人类重新利用，电池中的化学能转化为电能，它又通过灯泡转化成内能和光能，热和光被其他物质吸收后变为周围环境的内能，我们无法把这些内能收集起来重新利用．这种现象叫做能量的耗散．二、能量转化或转移的方向性能量耗散与能量守恒是否矛盾，该怎样理解?这说明能量的耗散从能量转化的角度反映出自然界中宏观过程的方向性．能量耗散和能量守恒并不矛盾，能量耗散表明，在能源利用的过程中，即在能量的转化过程中，能量在数量上并没有减少．但是可利用的品质上降低了，从便于利用变为不便于利用了。这是节约能源的根本原因．二、能量转化或转移的方向性二、能量转化和转移的方向性内能总是自发地从高温物体向低温物体转移。而不会自发的由低温物体向高温物体转移。机械能可以全部转化为内能。而内能不可全部转化为机械能而不引起其他变化。热机的效率不可能100%（第二类永动机不可能存在）能量的耗散从能量转化的角度反映出自然界中宏观过程的方向性。正是因为能量转化的方向性，能量的利用受这种方向性的制约，所以能量的利用是有条件的，也是有代价的．通过以上分析我们知道了：【例2】下列说法中正确的是（）A.不同形式能量的转化是通过做功来实现的B.做功的过程总是伴随着能量的转化（或转移）C.某种形式的能量增加10J，一定有其他形式的能量减少10JD.某个物体的能量减少10J，一定有其他物体的能量增加10JABCD【例3】在一间隔热很好的密闭房间中，把正在工作的电冰箱门打开，室内空气温度将()A、升高．B、不变．C、降低D、不可能升高．A【例4】一个物体沿粗糙斜面匀速滑下，则下列说法正确的是A、物体机械能不变，内能也不变B、物体机械能减小，内能不变C、物体机械能减小，内能增大，机械能与内能总量减小D、物体机械能减小，内能增大，机械能与内能总量不变D【例5】一质量均匀、不可伸长的绳索，重为G，A、B两端固定在天花板上，如图所示。现在最低点C处施加一竖直向下的力，将最低点缓慢拉至D点。在此过程中，绳的重心位置A.逐渐升高B.逐渐降低C.先降低后升高D.始终不变ADABC三、能源的分类与应用(一)按使用类型对能源分类1.常规能源（传统能源）。已被人类利用多年，目前仍在大规模使用的能源。如煤炭、石油、天然气、水能、生物能等。占全部能源生产消费总量的90％以上。2.新能源（非常规能源、替代能源）。近若干年来开始被人类利用（如太阳能、核能）或过去已被利用现在又有新的利用方式（如风能）的能源。三、能源的分类与应用(二)按能否再生对能源分类1.可再生能源。可长期提供或可再生的能源（10%左右）例：水能、风能、太阳能、地热能、潮汐能等。2.不可再生能源。一旦消耗就很难再生的能源（90%左右）例：煤炭、石油、天然气等。能源分布图一再生能源非再生能源三、能源的分类与应用1.一次能源（天然能源）:是指直接取自自然界、而不改变它的形态的能源。它又分为可再生能源和非再生能源。例：泥煤、褐煤、烟煤、无烟煤、石油、天然气、植物秸杆、水能、风能、太阳能、地热能、核能、海洋能等。一次能源又分为可再生能源（水能、风能及生物质能）和非再生能源（煤炭、石油、天然气、油页岩等），其中煤炭、石油和天然气三种能源是一次能源的核心，它们成为全球能源的基础；除此以外，太阳能、风能、地热能、海洋能、生物能以及核能等可再生能源也被包括在一次能源的范围内。(三)按获得的方法对能源分类三、能源的分类与应用2.二次能源（人工能源）：是指一次能源经人为加工成另一种形态的能源。例：汽油、水电、蒸汽、煤气、焦炭、沼气等。二次能源又可以分为“过程性能源”和“含能体能源”，电能就是应用最广的过程性能源，而汽油和柴油是目前应用最广的含能体能源。二次能源和一次能源不同，它不是直接取自自然界，只能由一次能源加工转换以后得到，因此严格的说它不是“能源”，而应称之为“二次能”。能源危机，可再生能源等都不涉及二次能源。三、能源的分类与应用1.燃料型能源。（煤炭、石油、天然气、泥炭、木材等）人类利用自己体力以外的能源是从用火开始的，最早的燃料是木材，以后用各种化石燃料，如煤炭、石油、天然气、泥炭等。2.非燃料型能源。（水能、风能、地热能、海洋能）现正研究利用太阳能、地热能、风能、潮汐能等新能源。当前化石燃料消耗量很大，而且地球上这些燃料的储量有限。未来铀和钍将提供世界所需的大部分能量。一旦控制核聚变的技术问题得到解决，人类实际上将获得无尽的能源。(四)按能否作为燃料对能源分类三、能源的分类与应用1.清洁能源:使用时对环境没有污染或污染小的能源。例：水能、风能、太阳能以及核能等。2.非清洁能源（污染型能源）:对环境污染较大的能源。污染型能源是指人类利用过程中会污染环境的能源。煤炭、石油类能源在燃烧过程中会产生大量二氧化碳、硫氧化物、氮氧化物及多种有机污染物。这些污染物，有的形成酸性降水，破坏环境，影响生态；有的降低大气能见度，产生雾霾；某些有机污染物在阳光作用下又会形成光氧化物，对环境和人体健康造成危害；能源物质中夹杂的重金属元素也会污染土壤、水域等，造成危害。过去认为无害的二氧化碳排放，因会形成城市热岛，并因全球性温室效应使地球升温，也日益受到关注。(四)按对环境的污染情况对能源分类