资源简介

(共41张PPT)
学习 目录
contents
01
能量守恒定律
02
能量转移或转化的方向性
03
能源的分类与应用
04
能源与社会发展
学习 目标
contents
01
掌握能量守恒定律的内容，知道其重要意义
02
了解什么是能量耗散和能源品质降低，
03
认识当前环境问题，增强环境保护和可持续发展的意识
04
认识自然界中能量转移或转化的方向性
学习 重难点
contents
01
基于能量守恒定律，分析能源利用过程，构建能源转化思维模型。
02
借能源数据，推理能源发展趋势，探寻合理利用能源的策略。
03
秉持严谨态度对待能源研究，尊重事实，树立正确科学观。
04
利用能量守恒定律解答物理问题
引入新课
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？
电能转化为光和内能能
化学能转化为动能和内能
各种形式的能之间可以相互转化
下面图片说明了哪些能量参与转化
1.能量之间可以相互转化
　　任何人类活动都离不开能量，不同形式的能量之间可以相互转化。
3.能量是守恒的
说明：做机械运动的物体具有动能和势能，相互之间可以转化。
并且在转化的过程机械能是守恒的。
3.永动机不可能制造成功
历史上还有很多人，他们试图发明一种不消耗能量，却能源源不断对外做功的机器——永动机，但结果都以失败而告终！发明永动机失败说明了什么？
3.能量守恒定律
1.能量守恒定律的概念：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。
2.能量守恒定律的普遍性：能量守恒定律是贯穿物理学的基本规律，是在各种自然现象中普遍适用的一条规律。
3.能量守恒定律的表达式
①E初=E末，初状态各种能量的总和等于末状态各种能量的总和。
②ΔE增=ΔE减，某些能量的增加量等于其他能量的减少量。
思考问题：把刚煮好的热鸡蛋放到冷水中，过一会，鸡蛋的温度降低，水的温度升高，最后二者温度相同。是否可以发生这样的现象：原来温度相同的鸡蛋和水，过一会水的温度自发地降低，而鸡蛋的温度上升？
相反的过程是不可能发生的！
为什么呢？
1.能量转移或转化的方向性
1.热学规律：科学家研究发现，一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的。即一切与热现象有关的宏观过程都具有方向性。
2.举例说明
热量可以自发从温度高的部分传到温度低的部分，不可能自发的从温度低的部分传到温度高的部分
燃烧一旦把热量释放出去，就不会再次自动聚集起来供人类重新利用。
1.能量转移或转化的方向性
电池中的化学能转化为电能，电能又通过灯泡转化为内能和光能，热和光被其他物质吸收之后变成周围环境的内能。我们很难把这些内能收集起来重新利用。
2.举例说明
2.能量耗散
1.能量耗散的概念：各种能量经过一系列转化，最终会变为环境的内能，这些散失到环境中的内能很难收集起来重新利用
2.能量耗散的意义：
①揭示了节约能源的意义：虽然能量总量没有发生变化，可是能量品质降低，从便于利用的能量变为不便于利用的。
②能量耗散揭示：大自然中能量的转化和转移是有方向性。能源的利用受这种方向性的制约，所以能源的利用是由条件的，也是由代价的。
②能量耗散揭示节约能源的深层次意义：能量的耗散表明，能量在数量上虽未减少，但品质上降低了，从便于利用的能源变成不便于利用的能源。这就是能源危机的深层次的含义，也是要节约能源的根本原因
2.能量耗散
1.能源的分类
1.能源：凡是能够提供可利用能量的物质统称为能源。它是现代社会生活的重要物质基础
太阳能
风能
地热能
核能
潮汐能
煤
石油
天然气
1.能源的分类
2.能源分类：
①不可再生能源：煤炭、石油、天然气等化石能源,短期内无法再生的能源。
煤炭
石油
天然气
1.能源的分类
②可再生能源：水能、风能、潮汐能等能源,归根结底来源于太阳能,这些能源在自然界可以再生,称为可再生能源
水能
风能
太阳能
2.我国的能源开发成就
1.太阳能发电：太阳能的利用对环境的影响很小。利用太阳能最有前途的领域是通过太阳电池将太阳能直接转化成电能。目前我国是最大的光伏产品制造国。2015年年底，我国太阳能光伏发电累计并网容量达到4.158×107 kW，2022年9月底，我国光伏发电装机3.58亿千瓦，居世界第一，稳坐全球第一把交椅。
2.水力发电：水能是可再生能源，水电站是利用水能的重要形式。水电对环境的影响比火电小，发电成本低。到2015 年中国水电装机总量突破 3×10 8 kW， 约占全球水电装机总量的1/4，居世界第一.
2.我国的能源开发成就
3.风能发电：为了增加风力发电的功率，通常把很多风车建在一起，成为“风车田”。我国风力资源丰富，尤其是西北、华北、华东、西南地区。随着新能源政策的引导及风力发电、并网等技术的发展，我国风力发电开发走在了世界前列，装机容量居全球第一。
2.我国的能源开发成就
4.核能发电：一些质量较大的原子核在裂变成较轻的原子核时，会释放出惊人的能量。同样质量的化学燃料与核燃料相比，如果都进行了完全反应，核燃料释放出的能量要远远大于化学燃料释放出的能量。可控制的裂变反应所释放出的能量，可以很好地被人们所利用。核电站就是利用可控核裂变来发电的。
2.我国的能源开发成就
我国具有完全自主知识产权的三代百万千瓦级核电技术站——华龙一号，其安全指标和技术性能已达到国际最先进的三代水平。我国的核能发电技术已居于世界领先地位。中国核电机组数量将达到90余台，从装机容量上讲，将超过法国，成为世界第二的核电大国，仅次于美国。
2.我国的能源开发成就
1.人类对能源利用的三个时期
柴薪时期
煤炭时期
石油时期
我们的衣食住行和社会的存在与发展都离不开能源。人类历史上，社会的每一次大变革，都伴随着能源科技的突破。
人类对能源的利用大致经历了三个时期：
1．火的使用是人类在能源使用上的第一个里程碑；
2．蒸汽机的出现，化石能源的大规模利用，开始了人类文明的新纪元；
3．内燃机的出现，推进了机械化和电气化的进程。
2.煤炭和石油资源的有限性
煤炭和石油都是一次性能源，它们的储量是有限的，用一点少一点。
3.环境问题
1.温室效应：温室效应是由于大气里温室气体（二氧化碳、甲烷等）含量增大而形成的，石油和煤炭燃烧时产生二氧化碳。
两极冰雪融化，海平面上升
CO2的排放，引起温室效应
2.酸雨：大气中酸性污染物质，如二氧化硫、二氧化碳、氢氧化物等，在降水过程中溶入雨水，使其成为酸雨，煤炭中含有较多的硫，燃烧时产生二氧化硫等物质。
3.环境问题
工业排放的废气
酸雨毁坏树木
3.光化学烟雾:氮氧化合物和碳氢化合物在大气中受到阳光中强烈的紫外线照射后产生的二次污染物质——光化学烟雾。
城市机动车尾气污染
3.环境问题
汽车排放尾气
　随着人口的迅速增长、经济快速发展以及工业化程度的提高，能源短缺和过渡使用化石能源带来的环境恶化已经成为关系到人类社会能否持续发展的大问题。人类的生存与发展离不开能源，能源的开发与利用又会对环境造成影响。可持续发展的核心是追求发展与资源、环境的平衡：既要满足当代人的需求，又不损害子孙后代的需求。一方面要大力提倡节能，另一方面要发展使用可再生能源以及天然气、清洁煤和核能等在生产及消费过程中对生态环境污染程度低的清洁能源，推动形成人与自然和谐发展的生态文明。
4.实现人类可持续发展
能源与可持续发展
能量守恒定律
能源的分类与应用
能量转移或转化的方向性
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.
一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆
各种能量经过一系列转化，最终会变为环境的内能，这些散失到环境中的内能很难收集起来重新利用
不可再生能源
可再生能源
煤石油天然气
风能水能太阳能核能
人类可持续发展
开发新能源
典例1.(多选)下列关于能量转化的说法中，正确的是（ ）
A.能量在转化过程中，有一部分能量转化为周围环境中的内能，我们无
法把这些内能收集起来重新利用
B.各种形式的能量在转化时，总能量是不变的
C.在能源的利用过程中，能量的总量并未减少，但在可利用的品质上降
低了，从便于利用的变成了不便于利用的
D.各种能量在不转化时是守恒的，但在转化时是不守恒的
【答案】ABC
典例2.能源可划分为一次能源和二次能源。自然界以现成形式提供的能源称为一次能源；需要依靠其他能源的能量间接制取的能源称为二次能源。下列叙述正确的是（　　）
A．水能是二次能源 B．电能是二次能源
C．天然气是二次能源 D．焦炉气是一次能源
【参考答案】B
典例3.关于能量和能源，下列说法中正确的是（　　）
A．化石能源是清洁能源；水能是可再生能源
B．能量耗散说明能量在转化过程中没有方向性
C．在能源的利用过程中，由于能量在数量上并未减少，所以不需要节约能源
D．能量耗散现象说明：在能量转化的过程中，虽然能的总量并不减小，但能量品质降低了
【参考答案】D
典例4.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，下列哪些现象属于能量的耗散（　　）
A．利用水能发电转变成电能
B．利用太阳能发电转变成电能
C．电池的化学能转变成电能
D．火炉把房间的温度升高
【参考答案】D
典例5.现代生活中共享电动车已成为一种新型的短途交通工具，通过扫码开锁，循环共享，方便快捷。一辆共享电动车所用电池是锂电池，骑行在一段倾角不太大的坡路上加速上坡过程中，在此过程中电能向其他形式能量转化，下列说法正确的是（　　）
A．电能转化为动能和重力势能 B．电能转化为重力势能和内能
C．电能转化成动能和内能 D．电能转化为机械能和内能
【参考答案】D
典例6.一种新型节能路灯如图所示，它“头顶”小风扇，“肩扛”太阳能电池板。关于节能路灯的设计解释合理的是（　　）
A．小风扇是用来给太阳能电池板散热的
B．小风扇是小型电动机，将电能转化为风能
C．太阳能电池板将太阳能转化为电能
D．蓄电池在夜晚放电时，将电能转化为化学能
【参考答案】C
典例7.如图是架在屋顶的太阳能热水器。已知单位时间内太阳垂直射到地面附近单位面积的能量 E0 为 7×103J/(m2 · s)。一台热水器的聚热面积为 2m2，若每天相当于太阳直射热水器 4h，太阳能的 20% 可转化为水的内能，那么这个热水器一天内最多能利用的太阳能为多少？
Thank you

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