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第二十二章 能源与可持续发展
第1节 能源利用的现状和面临的挑战
①什么是能量？
②你学过的能量中有哪些形式？
机械能
内能
电能
化学能
……
能量的形式
课堂导入
想一想：我们生活、生产中用的这些能量它们来源于哪里？我们利用了哪些种类的能源？
生产和生活中利用的这些能量，是通过不同的能源提供的。今天我们一起了解能源的利用和发展历史。
1. 能源：能够提供能量的物质资源叫做能源。
一、人类利用能源的历程
课程讲授
化石能源：我们使用的煤、石油、天然气，是千百万年前埋在地下的动、植物经过漫长的地质年代形成的，所以称为化石能源。
化石能源的形成示意图
岩石
岩石
岩石
岩石
褐煤
煤
化石能源、核能等能源会越用越少，不能在短期内从自然界得到补充，这类能源称为不可再生能源。
像风能、水能、太阳能等可以在自然界里源源不断地得到，所以把它们称为可再生能源。
像化石能源这样可以直接从自然界获得的能源称为一次能源。
化石能源（煤、石油、天然气）都是一次能源，其他常见的一些能源：风能、水能、太阳能等也都是一次能源。
无法从自然界直接获取，必须通过消耗一次能源才能得到的能源称为二次能源。
常见的二次能源：电能、汽油、柴油等。
把一杯水放到温度较高的环境中，水是否会自动变热？把水放到温度较低的环境中，水是否会自动变热？
这是因为在热传递的过程中，热量只能自发地从高温物体转移到低温物体，而不能自发地从低温物体转移到高温物体。
二、能源利用面临的挑战
如果要使热量从低温物体转移到高温物体，就需要消耗其他形式的能量。例如，电冰箱工作时将热量从温度较低的内部转移到温度较高的外部，需要消耗额外的电能。
结论：能量的转移具有方向性。
汽车制动时，由于摩擦，动能转化成了轮胎、地面和空气的内能，但这些能量不能自动地收集起来再次驱动汽车。这些能量虽然没有消失，但也不能再被我们利用。
结论：能量的转化具有方向性。
下表所示是把全世界的能源消耗量折合成热值为2.93×107J/kg的标准煤来计算后与年代的关系，你发现了什么规律？
能源危机
想一想：能源消耗对环境有哪些影响？
热污染
化石能源通过燃烧转化为内能，相当一部分内能没有被有效利用，从而造成了热污染。汽车尾气是造成空气污染和城市热岛效应的罪魁祸首之一。
大气污染
化石能源在使用中会产生一氧化碳、二氧化硫、氮氧化合物、粉尘等，会造成大气的污染，形成酸雨，导致水、土壤的酸化，对植物、建筑物、金属构件造成危害。
废物污染
煤、柴薪等能源在使用后，会产生废物，对环境也会造成一定的污染。
开发新能源、更好地利用已知能源，是全球范围内的重要课题。
能源利用的现状和面临的挑战
一次能源与二次能源
能够提供能量的物质资源叫做能源
不可再生能源：不能在短期内从自然界得到补充的能源
可再生能源：可以在短期内从自然界得到补充的能源
一次能源：可以直接从自然界获得的能源
二次能源：无法从自然界直接获取，必须通过消耗一次能源才能得到的能源
能量的转化和转移都是有方向性、不可逆的
能量转化和转移
能 源
可再生能源
与不可再生能源
课堂总结
课堂反馈
1.全世界能源的消耗逐年上涨，探索各种可再生能源的利用是人类要解决
的一个重要课题。下列举措中不符合这个课题的是（　 　）
A．利用煤的化学能转化为电能
B．利用水的机械能转化为电能
C．利用风能转化为电能
D．利用太阳能转化为电能
A
2.下列关于能量转移和转化的方向性的说法中，不正确的是（ ）
A. 在自然界中不是所有能量都能利用
B. 能量的利用是有条件的，也是有代价的
C. 不同温度的物体发生热传递时，热传递的方向只能从高温物体到低温物
体，不会相反
D. 汽车刹车时，车的动能转化为内能，这些内能可以自发地收集起来，再作为车行驶的动力
D

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