2019-2020学年高中物理 第10章 热力学定律 第6节 能源和可持续发展课件 新人教版选修3-

第十章热力学定律第六节能源和可持续发展素养目标定位※了解什么是能量耗散和品质降低※了解能源与人类社会、环境的关系※了解几种新能源的发展素养思维脉络1课前预习反馈2课内互动探究3核心素养提升4课内随堂达标5课后课时作业课前预习反馈1．能量耗散系统的内能流散到______________，没有办法把这些内能________起来加以利用，这种现象叫做能量耗散。2．品质降低能量从高度有用的形式降级为____________的形式叫品质降低。能量在利用过程中，总是由高品质的能量最终转化为__________的能量。知识点1能量耗散和品质降低周围环境中收集不大可用低品质知识点2能源与人类社会发展、环境1．能源能源是指能够提供______________的物质，它是现代社会生活的重要物质基础。2．常规能源常规能源是指________________的能源，如煤、石油、天然气、水力等。可利用能量已被广泛应用3．能源危机按目前的消耗量，石油、天然气最多只能维持半个世纪，煤炭尚可维持一二百年。4．环境污染能源利用的过程也直接污染着地球环境，主要有____________、____________、__________的破坏等。温室效应酸雨污染臭氧层×辨析思考『判一判』(1)石油、天然气都属于新能源。()(2)能量耗散不遵循能量守恒定律。()(3)能量耗散会导致能量品质的降低。()(4)为了可持续发展，必须节约能源。()(5)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”。()(6)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。()×√√√×D『选一选』在研究性学习的过程中，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．发明一种制冷设备，使温度降至绝对零度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；温度不能无限降低，绝对零度不可能达到，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。『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？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。课内互动探究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不尽，用之不竭。探究能源和能源对环境的影响1．能源概念、分类(1)概念能源是提供可利用能量的物质。(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、风能按可否再生分可再生能源可循环使用、不断补充水能、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)2.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。(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典例ACD解题指导：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。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。〔对点训练〕下列叙述中不正确的是()A．市区禁止摩托车通行是为了提高城区空气质量B．无氟冰箱的使用会使臭氧层受到不同程度的破坏C．大气中CO2含量的增多是引起温室效应的主要原因D．“白色污染”是当前环境保护亟待解决的问题之一解析：城市的空气污染一方面来自工业，另一方面来自机动车尾气的排放；氟是促使臭氧分解的催化剂，所以无氟冰箱的使用会降低对臭氧层的破坏；二氧化碳的性质决定了它能引起温室效应，大气中二氧化碳浓度的增大是引起温室效应的主要原因；由于塑料极难分解，所以“白色污染”成了当前环境保护亟待解决的问题之一。故选B。B核心素养提升1．能量耗散自然界中集中度较高(即有序度较高)的能量，如机械能、电能、化学能，当它们变为环境的内能后，就成为更加分散因而也是无序度更大的能量，没有办法把这些分散的无序度更大的内能重新变成有序度较高的能量加以利用，这样的现象叫作能量耗散。各种形式的能量向内能的转化，是无序程度较小的状态向无序程度较大的状态的转化，是能够自动发生、全额发生的，能量耗散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。(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