能源的可持續(xù)發(fā)展課件-2023-2024學年高二上學期物理人教版（2019）必修第三冊

12.4能源與可持續(xù)發(fā)展

內(nèi)能可以轉(zhuǎn)化成電能，電能可以轉(zhuǎn)化成光能、內(nèi)能或機械能……既然能量是守恒的，不會憑空消失，為什么我們還要節(jié)約能源呢？

能量既不會憑空產(chǎn)生，也不會憑空消失，它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式，或者從一個物體轉(zhuǎn)移到別的物體，在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程中，能量的總量保持不變。這個規(guī)律叫作能量守恒定律（lawofenergyconservation）。一、能量守恒定律

在電路中，電源將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能，負載又將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能、光能和機械能.....思考：把剛煮好的熱雞蛋放到冷水中，過一會，雞蛋的溫度降低，水的溫度升高，最后二者溫度相同。是否可以發(fā)生這樣的現(xiàn)象：原來溫度相同的雞蛋和水，過一會水的溫度自發(fā)地降低，而雞蛋的溫度上升？2、能量轉(zhuǎn)化的方向性

例如：化學能通過燃燒轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，但是內(nèi)能不會自發(fā)地重新轉(zhuǎn)化為化學能。

能量只能從高溫物體傳向低溫的物體，而不能自發(fā)的逆向傳遞。1、能量轉(zhuǎn)移的方向性二、能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的方向性

燃料燃燒時一旦把熱量釋放出去，就不會再次自動聚集起來供人類重新利用。3.能量的耗散熱能光能熱能光能熱能光能熱能光能電池中的化學能轉(zhuǎn)化為電能，電能又通過燈泡轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和光能，熱和光被其他物質(zhì)吸收之后變成周圍環(huán)境的內(nèi)能很難把這些內(nèi)能收集起來重新利用一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀自然過程都是不可逆的，各種形式的能量最終會轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，但這些內(nèi)能卻很難被人類回收利用，這種現(xiàn)象叫做能量耗散。便于利用的能量不便于利用的能量能量耗散能量耗散與能量守恒是否矛盾，該怎樣理解？

不矛盾，能量耗散表明，在能源利用的過程中，能量在數(shù)量上并沒有減少。但可利用的品質(zhì)上降低了，從便于利用變?yōu)椴槐阌诶谩＿@是節(jié)約能源的根本原因。這說明能量的耗散從能量轉(zhuǎn)化的角度反映出自然界中的宏觀過程具有方向性。內(nèi)能總是自發(fā)地從高溫物體向低溫物體轉(zhuǎn)移而不會自發(fā)的由低溫物體向高溫物體轉(zhuǎn)移

能量耗散表明，在能源的利用過程中,能量的總量守恒,但在可利用的品質(zhì)上降低了，從便于利用的能源變成不便于利用的能源。這是自然界的能量雖然守恒,但需要節(jié)約能源的根本原因。煤炭

石油三、能源分類天然氣1、不可再生能源特點：無法在短期內(nèi)再生2、可再生能源風能

水能

太陽能

潮汐能

地熱能特點：能夠在短期內(nèi)重新形成或循環(huán)利用從使用分類一次能源：如煤、石油、天然氣、水能、風能、生物質(zhì)能、海洋能等二次能源：如電能、氫能、焦炭等從能否再生分類可再生能源：如水能、風能、潮汐能等不可再生能源：如石油、煤等從對環(huán)境的影響分類清潔能源：如太陽能、風能等非清潔能源：如煤、石油、天然氣等四、能源與社會發(fā)展?2、火的使用是人類在能源使用上的第一個里程碑。3、蒸汽機開始了人類文明的新紀元。4、內(nèi)燃機推動了機械化與電氣化進程。柴薪時期煤炭時期石油時期1.能源利用的三個時期是柴薪時期、煤炭時期、石油時期。燃氣輪機和蒸汽輪機的發(fā)展,為20世紀中葉大規(guī)模發(fā)電和航空事業(yè)奠定了基礎(chǔ)。5.節(jié)約能源的意義（1）人類的生存與發(fā)展需要能源,能源的開發(fā)與使用又會對環(huán)境造成影響。（2）一方面要大力提倡節(jié)能,另一方面要發(fā)展可再生能源以及天然氣、清潔煤和核能等在生產(chǎn)及消費過程中對生態(tài)環(huán)境的污染程度低的清潔能源。五、煤炭和石油的燃燒對環(huán)境的危害1.溫室效應：溫室效應是由于大氣里溫室氣體（二氧化碳、甲烷等）含量增大而形成的，石油和煤炭燃燒時產(chǎn)生二氧化碳。冰山熔化，海平面上升海水倒灌，土地鹽堿化2.酸雨：大氣中酸性污染物質(zhì)，如二氧化硫、二氧化碳、氫氧化物等，在降水過程中溶入雨水，使其成為酸雨，煤炭中含有較多的硫，燃燒時產(chǎn)生二氧化硫等物質(zhì)。工廠排放廢氣酸雨破壞森林3.光化學煙霧:氮氧化合物和碳氫化合物在大氣中受到陽光中強烈的紫外線照射后產(chǎn)生的二次污染物質(zhì)―――光化學煙霧。汽車排放尾氣汽車尾氣對城市的影響1.(多選)下列對能的轉(zhuǎn)化和守恒定律的認識正確的是（）A．某種形式的能減少,一定存在其他形式的能增加B．某個物體的能減少,必然有其他物體的能增加、C．不需要任何外界的動力而持續(xù)對外做功的機器永遠不可能制成D．石子從空中落下,最后停止在地面上,說明機械能消失了ABC2.關(guān)于能量和能源，下列說法正確的是（）A．人類在不斷地開發(fā)和利用新能源，所以能量可以被創(chuàng)造B．在能源的利用過程中，由于能量在數(shù)量上并未減少，所以不需要節(jié)約能源C．自然界中只要涉及熱現(xiàn)象的宏觀過程都具有方向性D．能量耗散現(xiàn)象說明：在能量轉(zhuǎn)化的過程中，雖然能的總量并不減少，但能量品質(zhì)提升了C3.關(guān)于能源及能源利用，下列說法中正確的是()A.煤炭、石油和天然氣都是化石能源B.太陽能電池能夠?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)化為太陽能C.由于能量是守恒的，因此沒有必要節(jié)約能源D.水能和風能歸根結(jié)底來源于太陽能，它們是不可再生能源A4.熱現(xiàn)象過程中不可避免地出現(xiàn)能量耗散的現(xiàn)象。所謂能量耗散是指在能量轉(zhuǎn)化的過程中無法把耗散的能量重新收集、重新加以利用。下列關(guān)于能量耗散的說法中正確的是(

)A.能量耗散是指在一定條件下，能量在轉(zhuǎn)化過程中總量減少了B.能量耗散表明，能量守恒定律具有一不定期的局限性C.能量耗散表明，在能源的利用過程中，能量在數(shù)量上并未減少，但在可利用的品質(zhì)上降低了D.