高中物理第十章熱力學(xué)定律第6節(jié)能源和可持續(xù)發(fā)展課件新人教版選修3-

第十章熱力學(xué)定律第六節(jié)能源和可持續(xù)發(fā)展【素養(yǎng)目標(biāo)定位】※了解什么是能量耗散和品質(zhì)降低※了解能源與人類(lèi)社會(huì)、環(huán)境的關(guān)系※了解幾種新能源的發(fā)展【素養(yǎng)思維脈絡(luò)】課前預(yù)習(xí)反饋知識(shí)點(diǎn)11．能量耗散系統(tǒng)的內(nèi)能流散到______________，沒(méi)有辦法把這些內(nèi)能________起來(lái)加以利用，這種現(xiàn)象叫作能量耗散。2．品質(zhì)降低能量從高度有用的形式降級(jí)為_(kāi)___________的形式叫品質(zhì)降低。能量在利用過(guò)程中，總是由高品質(zhì)的能量最終轉(zhuǎn)化為_(kāi)_________的能量。能量耗散和品質(zhì)降低周?chē)h(huán)境中

收集

不大可用

低品質(zhì)

知識(shí)點(diǎn)21．能源能源是指能夠提供______________的物質(zhì)，它是現(xiàn)代社會(huì)生活的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。2．常規(guī)能源常規(guī)能源是指________________的能源，如煤、石油、天然氣、水力等。能源與人類(lèi)社會(huì)發(fā)展、環(huán)境可利用能量

已被廣泛應(yīng)用

3．能源危機(jī)按目前的消耗量，石油、天然氣最多只能維持半個(gè)世紀(jì)，煤炭尚可維持一二百年。4．環(huán)境污染能源利用的過(guò)程也直接污染著地球環(huán)境，主要有____________、____________、__________的破壞等。溫室效應(yīng)

酸雨污染

臭氧層

『判一判』(1)石油、天然氣都屬于新能源。 (

)(2)能量耗散不遵循能量守恒定律。 (

)(3)能量耗散會(huì)導(dǎo)致能量品質(zhì)的降低。 (

)(4)為了可持續(xù)發(fā)展，必須節(jié)約能源。 (

)(5)石油和煤炭的燃燒增加了大氣中二氧化碳的含量，由此產(chǎn)生了“溫室效應(yīng)”。 (

)(6)能量耗散現(xiàn)象反映了在一些特殊過(guò)程中能量并不守恒，從而導(dǎo)致能源不可再生。 (

)××√√√×辨析思考『選一選』在研究性學(xué)習(xí)的過(guò)程中，同學(xué)們提出了以下四個(gè)活動(dòng)方案，哪些從理論上講是可行的(

)A．制作一個(gè)內(nèi)能回收器，將散失在周?chē)h(huán)境中的內(nèi)能全部收回再利用B．發(fā)明一種制冷設(shè)備，使溫度降至絕對(duì)零度C．汽車(chē)尾氣中各類(lèi)有害氣體排入大氣后嚴(yán)重污染了空氣，想辦法使它們自發(fā)地分離，既清潔了空氣，又變廢為寶D．將房屋頂蓋上太陽(yáng)能板，可直接用太陽(yáng)能來(lái)解決照明和熱水問(wèn)題解析：系統(tǒng)的內(nèi)能流失到周?chē)h(huán)境中，不可能全部收回再利用，A錯(cuò)；溫度不能無(wú)限降低，絕對(duì)零度不可能達(dá)到，B錯(cuò)；擴(kuò)散現(xiàn)象具有方向性，逆過(guò)程不可能自發(fā)進(jìn)行，C錯(cuò)；太陽(yáng)能可以用來(lái)發(fā)電和進(jìn)行加熱，D正確。D

『想一想』如圖所示是兩幅宣傳節(jié)約能源的圖片。請(qǐng)問(wèn)：既然能量是守恒的，我們?yōu)槭裁催€要節(jié)約能源？答案：能量是守恒的，但能量耗散卻會(huì)導(dǎo)致能量品質(zhì)降低，它實(shí)際上將能量從可用的形式降級(jí)為不大可用的形式。煤、石油、天然氣等能源儲(chǔ)存著高品質(zhì)的能量，在利用它們的時(shí)候，高品質(zhì)的能量釋放出來(lái)并最終轉(zhuǎn)化為低品質(zhì)的內(nèi)能。故能量雖然不會(huì)減少但可利用的高品質(zhì)能源會(huì)越來(lái)越少，所以要節(jié)約能源。課內(nèi)互動(dòng)探究能源和能源對(duì)環(huán)境的影響探究思考討論如圖所示是我國(guó)最大的山坡光伏發(fā)電站——河北曲陽(yáng)光伏發(fā)電站。太陽(yáng)能是一種具有良好開(kāi)發(fā)前景的新能源，與常規(guī)能源相比它具有哪些優(yōu)點(diǎn)？提示：光伏發(fā)電過(guò)程簡(jiǎn)單，沒(méi)有機(jī)械傳動(dòng)部件，不消耗燃料，無(wú)噪音、無(wú)污染，太陽(yáng)能資源分布廣泛且取之不盡，用之不竭。歸納總結(jié)1．能源概念、分類(lèi)(1)概念能源是提供可利用能量的物質(zhì)。(2)能源的分類(lèi)能源分類(lèi)方法能源分類(lèi)名稱(chēng)特點(diǎn)舉例按形成或轉(zhuǎn)換特點(diǎn)分一次能源自然形成，未經(jīng)加工太陽(yáng)能、風(fēng)能、地?zé)崮堋⒑四?、潮汐能二次能源由一次能源?jīng)加工轉(zhuǎn)換而成焦炭、木炭、蒸汽、液化氣、酒精、汽油、電能能源分類(lèi)方法能源分類(lèi)名稱(chēng)特點(diǎn)舉例按利用技術(shù)分常規(guī)能源已大規(guī)模正常使用煤、石油、天然氣、水能新能源正在開(kāi)發(fā)，或有新的利用方式太陽(yáng)能、核能、地?zé)崮?、海洋能、沼氣、風(fēng)能按可否再生分可再生能源可循環(huán)使用、不斷補(bǔ)充水能、風(fēng)能、生物質(zhì)能、地?zé)崮懿豢稍偕茉炊唐趦?nèi)無(wú)法轉(zhuǎn)換獲得煤、石油、天然氣、核燃料按對(duì)環(huán)境污染情況分清潔能源對(duì)環(huán)境基本上沒(méi)有污染太陽(yáng)能、海洋能、風(fēng)能、水能污染能源會(huì)嚴(yán)重污染環(huán)境化石燃料(煤、石油、天然氣)2.能源對(duì)環(huán)境的影響(1)常規(guī)能源對(duì)環(huán)境的影響石油和煤燃燒產(chǎn)生的二氧化碳增加了大氣中二氧化碳的含量，產(chǎn)生了“溫室效應(yīng)”，引發(fā)了一系列問(wèn)題，如兩極的冰雪融化、海平面上升，海水倒灌、耕地鹽堿化……這些都是人類(lèi)過(guò)度開(kāi)發(fā)自然所產(chǎn)生的嚴(yán)重問(wèn)題。(2)做好環(huán)境保護(hù)工作目前的任務(wù)是采用環(huán)境能源技術(shù)，解決突出的環(huán)境污染問(wèn)題，例如：城市生活垃圾問(wèn)題，變垃圾為能源；提高汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)效率，解決尾氣問(wèn)題，達(dá)到廢氣“零”排放；環(huán)境污染的綜合治理問(wèn)題，解決廢物、廢水、廢氣等，變廢為寶。典例剖析 (多選)關(guān)于能源的開(kāi)發(fā)和利用，下列觀點(diǎn)正確的是(

)A．無(wú)節(jié)制地利用能源，是一種盲目的短期行為B．根據(jù)能量守恒定律，能源是取之不盡、用之不竭的C．開(kāi)發(fā)和利用能源的同時(shí)，必須加強(qiáng)對(duì)環(huán)境的保護(hù)D．不斷開(kāi)發(fā)新能源，是緩解能源危機(jī)的主要途徑解題指導(dǎo)：雖然能量是守恒的，但能源會(huì)越來(lái)越少，所以要節(jié)約能源。常規(guī)能源的儲(chǔ)量有限，且存在環(huán)境污染問(wèn)題，必須開(kāi)發(fā)新能源。ACD

典例解析：能源是有限的，必須合理利用能源，A正確；盡管能量守恒，但使用過(guò)程中會(huì)有能量耗散及品質(zhì)降低，B錯(cuò)誤；能源開(kāi)發(fā)利用推動(dòng)人類(lèi)進(jìn)步，但同時(shí)會(huì)破壞人類(lèi)生存的環(huán)境，所以必須加強(qiáng)對(duì)環(huán)境的保護(hù)，C正確；開(kāi)發(fā)新能源、清潔能源可以緩解常規(guī)能源的不足，D正確。對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練(2020·山東省濰坊二中高二下學(xué)期月考)“能源危機(jī)”是當(dāng)今世界各國(guó)共同面臨的問(wèn)題。對(duì)此，以下措施可行的是(

)A．人人都要自覺(jué)做到節(jié)約用水、節(jié)約用電，不浪費(fèi)和人為毀壞物品B．關(guān)閉現(xiàn)有的火力發(fā)電站C．各地都要興建水力和風(fēng)力發(fā)電站D．停止使用石油資源，而以核能和太陽(yáng)能取代解析：受地域環(huán)境的限制，風(fēng)力、水力發(fā)電站不能在各地興建，因而不能關(guān)閉火力發(fā)電站，故B、C錯(cuò)；受技術(shù)限制，核能和太陽(yáng)能尚未大規(guī)模被利用，所以也不能停止使用石油資源，故D錯(cuò)誤。A

核心素養(yǎng)提升1．能量耗散自然界中集中度較高(即有序度較高)的能量，如機(jī)械能、電能、化學(xué)能，當(dāng)它們變?yōu)榄h(huán)境的內(nèi)能后，就成為更加分散因而也是無(wú)序度更大的能量，沒(méi)有辦法把這些分散的無(wú)序度更大的內(nèi)能重新變成有序度較高的能量加以利用，這樣的現(xiàn)象叫作能量耗散。各種形式的能量向內(nèi)能的轉(zhuǎn)化，是無(wú)序程度較小的狀態(tài)向無(wú)序程度較大的狀態(tài)的轉(zhuǎn)化，是能夠自動(dòng)發(fā)生、全額發(fā)生的，能量耗散從能量轉(zhuǎn)化的角度反映出自然界中涉及熱現(xiàn)象的宏觀過(guò)程都具有方向性。能量耗散和品質(zhì)降低2．能量品質(zhì)的降低能量耗散雖然不會(huì)使能量減少，卻會(huì)導(dǎo)致能量品質(zhì)的降低，它實(shí)際上將能量從高度有用的形式降級(jí)為不大可用的形式。煤、石油、天然氣等能源儲(chǔ)存著高品質(zhì)的能量，在利用它們的時(shí)候，高品質(zhì)的能量釋放出來(lái)并最終轉(zhuǎn)化為低品質(zhì)的內(nèi)能。內(nèi)能較之機(jī)械能、電能、光能、核能等是一種低品質(zhì)能量。 (多選)下列關(guān)于能量耗散的說(shuō)法，正確的是(

)A．能量耗散使能的總量減少，違背了能量守恒定律B．能量耗散是指散失在環(huán)境中的內(nèi)能再也不能收集起來(lái)被人類(lèi)利用C．各種形式的能量向內(nèi)能的轉(zhuǎn)化，是能夠全額發(fā)生的D．能量耗散導(dǎo)致能量品質(zhì)降低解析：能量耗散