12.4 能源與可持續(xù)發(fā)展 課件 高二上學(xué)期物理人教版（2019）必修第三冊(cè)

第十二章電能能量守恒定律第四節(jié)能源與可持續(xù)發(fā)展能量的多樣性：機(jī)械能內(nèi)能電磁能光能化學(xué)能核能電磁能機(jī)械能光能化學(xué)能壓縮NO2生成N2O4內(nèi)能對(duì)能的守恒和轉(zhuǎn)化的認(rèn)識(shí)，可追溯到距今四五十萬(wàn)年前將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能能量既不會(huì)憑空產(chǎn)生，也不會(huì)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(gè)物體轉(zhuǎn)移到別的物體，在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過(guò)程中，能量的總量保持不變。這個(gè)規(guī)律叫作能量守恒定律（lawofenergyconservation）。能量守恒定律內(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(jī)械能……既然能量是守恒的，不會(huì)憑空消失，為什么我們還要節(jié)約能源呢？課堂引入思考：把剛煮好的熱雞蛋放到冷水中，過(guò)一會(huì)，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(lái)溫度相同的雞蛋和水，過(guò)一會(huì)水的溫度自發(fā)地降低，而雞蛋的溫度上升？問(wèn)題與思考一、能量轉(zhuǎn)移或轉(zhuǎn)化的方向性①一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀自然過(guò)程都是不可逆的。熱量燃料燃燒時(shí)一旦把熱量釋放出去，就不會(huì)再次自動(dòng)聚集起來(lái)供人類重新利用?！烈磺信c熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀自然過(guò)程都是不可逆的，即一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀過(guò)程都有方向性。2.能量的轉(zhuǎn)化具有方向性:如機(jī)械能可以自發(fā)地完全轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，但內(nèi)能不能自發(fā)地且不能完全轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。1.能量的轉(zhuǎn)移具有方向性:如熱量可以自發(fā)地從高溫物體傳給低溫物體，但不能自發(fā)地從低溫物體傳給高溫物體。能量轉(zhuǎn)移或轉(zhuǎn)化的方向性火力發(fā)電廠把煤中貯存的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，供生產(chǎn)和生活用。用電器將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能、光能、機(jī)械能多種形式的能后，這些能量無(wú)法再變回能源?；瘜W(xué)能內(nèi)能內(nèi)能電能

在熱傳遞的過(guò)程中，熱量只能自發(fā)地從高溫物體轉(zhuǎn)移到低溫物體，不能相反。如果要使熱量從低溫物體轉(zhuǎn)移到高溫物體，就需要消耗其他形式的能量。例如電冰箱就需要消耗電能。汽車制動(dòng)時(shí)，由于摩擦，動(dòng)能轉(zhuǎn)化成輪胎、地面和空氣的內(nèi)能，這些消耗的能量不能再自動(dòng)地被用來(lái)驅(qū)動(dòng)汽車。這些現(xiàn)象叫做能量的耗散能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移具有方向性，有些能量可以利用，有些則不能。在能源的利用過(guò)程中，能量在數(shù)量上雖未減少，但在可利用的品質(zhì)上降低了，從便于利用的能源變成不利于利用的能源。我們所能利用的能源是有限的，所以需要節(jié)約能源。在能量轉(zhuǎn)化過(guò)程中，散失到環(huán)境中的內(nèi)能很難收集起來(lái)重新利用，這種現(xiàn)象叫能量的耗散。能量耗散是從能量轉(zhuǎn)化的角度反映出自然界中的宏觀過(guò)程具有方向性。電池中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，電能又通過(guò)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。能量耗散耗散的能量損失了嗎？那為什么還要節(jié)約能源呢？能量耗散表明，在能源的利用過(guò)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。節(jié)約能源1.能源：凡是能夠提供可利用能量的物質(zhì)統(tǒng)稱為能源。2.不可再生能源：煤炭、石油和天然氣是目前人類生產(chǎn)、生活中使用的主要能源，這類能源又叫作化石能源。化石能源無(wú)法在短時(shí)間內(nèi)再生，所以這類能源被叫作不可再生能源。不可再生能源水能、風(fēng)能、潮汐能等能源，歸根結(jié)底來(lái)源于太陽(yáng)能。這些能源在自然界可以再生，叫作可再生能源?？稍偕茉?.太陽(yáng)能發(fā)電截至2022年9月底，我國(guó)光伏發(fā)電裝機(jī)3.58億千瓦。穩(wěn)坐全球第一把交椅。我國(guó)能源發(fā)展概況至2018年底，我國(guó)水電總裝機(jī)容量約3.5億千瓦、年發(fā)電量約1.2萬(wàn)億千瓦時(shí)，雙雙繼續(xù)穩(wěn)居世界第一。三峽水電站葛洲壩水電站2.水力發(fā)電我國(guó)能源發(fā)展概況連云港臨港產(chǎn)業(yè)區(qū)風(fēng)車田新疆達(dá)坂城風(fēng)車田截至2020年上半年，我國(guó)風(fēng)電占總發(fā)電量的比重達(dá)6.3%，但與歐洲仍有較大的差距，這意味著我國(guó)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)成長(zhǎng)空間巨大。3.風(fēng)能發(fā)電我國(guó)能源發(fā)展概況大亞灣核電站防城港核電站秦山核電站到2020年，中國(guó)核電機(jī)組數(shù)量將達(dá)到90余臺(tái)，從裝機(jī)容量上講，將超過(guò)法國(guó)，成為世界第二的核電大國(guó)，僅次于美國(guó)。4.核能發(fā)電我國(guó)能源發(fā)展概況（多選）（2022·浙江·長(zhǎng)興縣教育研究中心高二期中）如圖為裝在屋頂上的太陽(yáng)能電池板，每塊電池板的面積為2m2。晴天時(shí)，電池板每平方米每分鐘接收到的太陽(yáng)能為6×104J，電池板的光電轉(zhuǎn)化效率為25%。以下說(shuō)法正確的是（）A．太陽(yáng)能為可再生能源B．電池板的光電轉(zhuǎn)化效率25%表示此過(guò)程能量不守恒C．晴天時(shí)太陽(yáng)照射2h，每塊電池板的產(chǎn)生的電能1.44×107JD．晴天時(shí)的一天，一塊電池板產(chǎn)生的電能可以提供十盞60W的白熾燈正常工作20小時(shí)【參考答案】A（2022·江蘇常州·高二階段練習(xí)）研究影響風(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)電功率P的模型如圖所示。風(fēng)對(duì)葉片做功，將部