辽宁省大连市高中物理-第10章-热力学定律-10.6-能源和可持续发展讲义-新人教版选修.ppt

导入新课,风能转化为电能,水的势能转化为电能,太阳能转化为水的内能,1.,这些能量都转化了么？其余的部分呢？,2.,能源和环境是两个全球所关注的问题，能源是现代社会生活的重要物质基础，而常规能源的有限储藏量与人类的需求存在矛盾，同时大量消耗常规能源带来了环境问题，正确地协调和解决这一矛盾和问题是生活在地球上每一个人的职责。,能源和可持续发展,教学目标,知识与能力,1.,理解能量耗散和品质降低的概念。,2.,理解能源的利用实际上是能量的转化和转移过程。,3.,了解常规能源的使用带来的环境污染。,4.,了解开发新能源的方法和意义。,过程与方法,1.,通过实验和课件完成由感性到理性的认识，培养观察能力和分析能力。,2.,通过本节学习了解当前环境形式，并用热力学第二定律解释能源耗散等现象。,3.,渗透物理学,“,化曲为直,”“,化繁为简,”,的方法及,“,正交分解,”,的思想方法,。,1.,有参与实验总结规律的热情，从而能更方便的解决实际问题。,2.,再次体会学以致用，结合身边的例子发现生活中的物理知识。,感情与价值观,重点难点,重点,：理解能源的概念和能源的使用与环境污染的关系。,难点,：能源的开发和利用与环境的关系。,内容解析,能量耗散与品质降低,转化为,内能,机械能,电能,化学能,流散在环境中,机械能,电能,化学能,机械能转化为内能,电能转化为内能和光能,能量耗散,：系统的内能流散到周围环境中，没有办法把这些内能收集起来加以利用，这种现象叫做能量耗散。,品质降低,：能量从高度有用的形式降级为不大可用的形式叫品质降低。,能量在利用过程中，总是由高品质的能量 最终转化为低品质的内能。,熵与能量是具有同等重要地位的物理量。能量代表着能的“量”，而熵则代表着能的“质”。在利用能源的过程中，虽然能量总量在减少，但随着熵的增加，能量的品质在降低，做功的本领在减少，称之为能量退降。它从能量转化的角度反映出自然界中宏观过程的方向性。,能源与人类社会的发展,1.,能源：凡是能够提供可利用能量的物质,统,称为能源。,2.,常规能源：人们把煤、石油、天然气叫做常规能源，人类消耗的能量主要是常规能源。,远古时期人类以天然的火作为能源,现在人类利用的风能，地热，核能等新能源,能源危机与环境污染,常规能源的大量消耗带来了环境问题,（,1,）温室效应：温室效应是由于大气里温室气体（二氧化碳、甲烷等）含量增大而形成的。石油和煤炭燃烧时产生二氧化碳。,（,2,）酸雨：大气中酸性污染物质，如二氧化硫、二氧化碳、氢氧化物等，在降水过程中溶入雨水，使其成为酸雨。煤炭中含有较多的硫，燃烧时产生二氧化硫等物质。,被酸雨毁坏的森林,（,3,）,光化学烟雾：氮氧化合物和碳氢化合物在大气中受到阳光中强烈的紫外线照射后产生的二次污染物质,光化学烟雾，主要成分是臭氧,光化学烟雾下的城市,（,4,）臭氧层的破坏：臭氧层的存在对吸收紫外线方面起着举足轻重的作用，一旦臭氧层遭到破坏，对生物有害的紫外线会毫无遮拦地照射到地面上，会提高皮肤癌和白内障的发病率，也会影响我们的免疫系统。同时对不同生态系统中生物的生长、发育、繁殖、分布和生物地球化学循环都会造成一系列危害。,开发新能源,.,新能源,：指目前尚未被人类大规模利用而有待进一步研究、开发和利用的能源，如,核能,、,太阳能,、,风能,、,地热能,、,海洋能,、,氢能,等。,1.,无穷无尽的太阳能：太阳以其巨大的、无穷无尽的辐射能形式提供地球最清洁的能源能。,数量巨大：太阳辐射功率为,3.91026,瓦。能到达地球表面的太阳能每年约为,1.31010,吨标准煤，是目前全世界所消耗的各种能量总和的,1104,倍。,清洁安全：太阳能素有,“,干净能源,”,和,“,安全能源,”,之称，它不仅毫无污染，也毫无危险。,太阳能发现站,2.,永葆青春的风能：风能是由于太阳辐射造成地球各部分受热不均匀，而引起的空气流动所产生的能量。整个地球接受到的太阳能辐射能约有,0.2%,被转换成风能，全球的风能总量估计有,1.61022J,。这是一个巨大的潜在的能源宝库，如果,1%,被利用，即可满足人类对能量的全部需求,。,风能发电站,4.,丰富干净的海洋能：包括潮汐能、波浪能、海流能、温差能等，它们不仅可以再生，还具有不污染环境的优点。据科学家估计，世界海洋能源总量为,40,多万亿千瓦，这些能量超过目前世界能源消费的一万倍，如果开发出其中一小部分，即可满足人类对能源的全部需求。,潮汐发电站,5.,深藏不露的地热能：地球本身是一个巨大的天然储热库。地热能指地球内部可释出来的热量。据估计，从地球内部每年传到地球表面的热量，相当于,370,亿吨标准煤燃烧时所放出的热量。,地热发电站,6.,未来能源的希望,核能：在当前开发和利用的新能源中，核能尤其重要。核能包括裂变能和聚变能，其中受控热核聚变的原料氘和氚可取自海洋，足够人类使用几十亿年，是取之不尽的能源。,秦山核电站,课堂小结,1.,能量耗散,2.,环境污染,3.,开发新能源,课堂练习,1.,下面的叙述中正确的是（）,不可能使热量由低温物体传递到高温物体，而不引起其他变化,不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其他变化,所谓“能源”，指的就是能够提供可利用能量的物质,能量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的方向性,A.B.,C.D.,D,2.,下列说法正确的是,(),A.,能量的耗散说明自然界中能量是不守恒的,B.,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,C.,煤炭、石油、天然气、核能都是常规能源,D.,具有能量的物质都是能源,BC,3.,根据能的转化和守恒定律，下列说法中正确的是,(),A.,汽油在气缸燃烧后变成废气排出，说明汽油能量消失了,B.,汽油机的效率总小于,1,，说明能量转化时，总能量是减小的,C.,汽油机中，汽油的能量除转化为机械能外，还转化为其它的能量，总能量并未变化,D.,机械钟表中，发条的弹性势能全部转化为钟表走动的动能，机械能守恒,C,课后答案,1.,答,：,A,、,D,2.,解：设通过这个截面的风的发电功率为,P,则在时间,t,内通过这个截面的风的质量,m=Svt,由能量守恒定律有：,联立并代入数值得：,P=140000W,3.,解：由能的转化和守恒定律有：,代入数值得：,t,=19.2,