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第十二章 电能 能量守恒定律
12.4 能源与可持续发展
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我们知道，内能可以转化成电能，电能可以转化成光能、内能或机械能……既然能量是守恒的，不会凭空消失，为什么我们还要节约能源呢？
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回顾能量守恒定律的内容。
能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变。
交流讨论
一、能量守恒定律
1、内容
能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变。 这个规律叫作能量守恒定律。
梳理深化
一、能量守恒定律
2、表达式
（1）E初＝E末。
（2）ΔE增＝ΔE减。
3、说明
（1）建立定律的两个重要事实
①第一类永动机是不可能制成的。
②各种自然现象之间能量的相互联系与转化。
一、能量守恒定律
（2）意义
它是人类认识自然的一次重大飞跃。它是最普遍、最重要、最可靠的自然规律之一，而且是大自然普遍和谐性的一种表现形式。
【例1】下列说法正确的是（ ）
A．随着科技的发展，第一类永动机是可以制成的
B．太阳照射到地球上的光能转化成了其他形式的能量，但照射到宇宙空间的能量都消失了
C．“既要马儿跑，又让马儿不吃草”违背了能量转化和守恒定律，因而是不可能的
D．有种“全自动”手表，不用上发条，也不用任何形式的电源，却能一直走动，说明能量可以凭空产生
一、能量守恒定律
巩固提升
C
把刚煮好的热鸡蛋放在冷水中，过一会，鸡蛋的温度降低，水的温度升高，最后水和鸡蛋的温度相同。是否可能发生这样的现象：原来温度相同的水和鸡蛋，过一会儿水的温度自发地降低，而鸡蛋的温度上升？
不可能，一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的，能量转化具有方向性。
交流讨论
二、能量转移或转化的方向性
1、一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的。
梳理深化
二、能量转移或转化的方向性
2、各种形式的能量最终会自然转化为内能，但很难把这些内能收集起来重新利用，这种现象叫作能量的耗散。
3、在能源的利用过程中，能量在数量上虽未减少，但在可利用的品质上降低了，从便于利用的能源变成不便于利用的能源。
4、能量的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。
5、对“能量的耗散和品质降低”的理解
（1）各种形式的能最终都转化为内能，流散到周围的环境中，分散在环境中的内能不管数量多么巨大，也不能驱动机器做功了。
二、能量转移或转化的方向性
（2）从可被利用的价值来看，内能是一种品质较低的能量。因此，能量的耗散虽然不会导致能量的总量减少，却会导致能量品质的降低，实际上是将能量从便于利用的能源降为不便于利用的能源。
（3）能源的利用受能量的耗散的制约，因此会出现“能源危机”，所以要节约能源。
【例2】（多选）热现象过程中不可避免地出现能量的耗散的现象。所谓能量的耗散是指在能量转化的过程中无法把耗散的能量重新收集、重新加以利用。下列关于能量的耗散的说法中正确的是（ ）
A．能量的耗散是指在一定条件下，能量在转化过程中总量减少了
B．能量的耗散表明，能量守恒定律具有一定的局限性
C．能量的耗散表明，在能源的利用过程中，能量在数量上并未减少，但在可利用的品质上降低了
D．能量的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方向性
二、能量转移或转化的方向性
CD
巩固提升
虽然能量守恒，但能量的利用受能量的耗散的制约，因此会出现“能源危机”，如何应对能源危机？
一要节约能源，二要开发新能源。
交流讨论
三、能源的分类与应用
能源危机
1、能源的分类
梳理深化
三、能源的分类与应用
分类 名称 特点 举例
能否再生 可再生能源 可循环使用 水能、风能、潮汐能
不可再生能源 短期内无法转换获得 煤、石油、天然气、核燃料
利用技术 常规能源 大规模正常使用 煤、石油、天然气
新能源 正在开发，或有新的利用方式 太阳能、核能、地热能、潮汐能、风能、水能、生物质能
2、我国在能源开发方面取得的伟大成就
（1）无穷无尽——太阳能发电
目前我国是最大的光伏产品制造国。
（3）永葆青春——风能发电
我国风力发电开发走在了世界前列，装机容量居全球第一。
（4）未来希望——核能发电
我国的核能发电技术已居于世界领先地位。
三、能源的分类与应用
华龙一号核电站
新疆达坂城风车田
三峡水电站
光伏发电基地
（2）丰富清洁——水力发电
到2015 年中国水电装机总量突破 3×108 kW，
约占全球水电装机总量的 ，居世界第一。
【例3】关于能源的利用，下列说法中不正确的是（ ）
A．由于我国煤和石油的储量无限，所以太阳能和核能的开发在我国根本没有必要
B．能源的利用过程，实质是能量的转化和转移过程
C．现在人类社会使用的能源主要是煤、石油和天然气
D．煤、石油和天然气的化学能归根到底来自太阳能
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三、能源的分类与应用
A
人类的衣食住行和社会发展都离不开能源，能源给人类生活带来了哪些改善，又给环境带来了哪些破坏呢？
交流讨论
改善：人类社会每一次重大的经济飞跃和生产革命，都与新的能源和动力机械的利用密切相关，能源消耗的多少已经成为一个国家和地区经济发展水平的重要标志。
破坏：能源的大量使用也给环境带来了极大的破坏，如大气污染、温室效应、酸雨等。
四、能源与社会发展
1、人类利用能源的三个时期：柴薪时期、煤炭时期、石油时期。
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2、环境问题
（1）温室效应
（2）酸雨
四、能源与社会发展
（3）光化学烟雾
（4）浮尘
浮尘天气
酸雨腐蚀建筑
光化学烟雾
冰雪融化
【例4】CO2气体有个“怪脾气”，它几乎不吸收太阳的短波辐射，大气中CO2浓度增加，能使地表温度因受太阳辐射而上升；另外，它还有强烈吸收地面红外热辐射的作用，阻碍了地球周围的热量向外层空间的排放，使整个地球就像一个大温室一样。因此，大气中CO2浓度的急剧增加已导致气温的逐步上升，使全球气候变暖。
(1)这种大气中以CO2为主的气体产生的效应称为（ ）
A．光热效应 B．光电效应 C．光气效应 D．温室效应
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D
四、能源与社会发展
(2)导致大气中CO2浓度增加的主要原因是（ ）
A．大量植物和生物物种灭绝
B．大量燃料如石油、煤炭、天然气等的燃烧
C．人口剧增，呼出的二氧化碳增多
D．自然因素破坏了地球环境生态平衡
(3)(多选)为了减缓大气中CO2浓度的增加，可以采取的措施有（ ）
A．禁止使用煤、石油和天然气 B．开发使用核能、太阳能
C．将汽车燃料由汽油改为液化石油气 D．植树造林
四、能源与社会发展
B
BD
课堂小结

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