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能源利用的现状和面临的挑战
第1节
第二十二章　能源与可持续发展
1
能列出不同历史时期人类利用能源的主要形式。
2
结合实例，说出能源与人类生存和社会发展的关系。
3
了解什么是一次能源、二次能源及其特点。
4
了解我国和世界的能源状况及面临的挑战。
学习目标
1.一个物体如果能够对外做功，我们就说这个物体具有______。
2.你学过的能量中有哪些形式？
能量
机械能
电能
内能
化学能
……
能量的形式
温故知新
一、人类利用能源的历程
1.远古人类利用_________完成了从利用自然火到利用人工火的转变，开启了以_____作为主要能源的时代。
2. 的发明是人类利用能源的新里程碑，利用的主要能源由柴薪转向煤，人类进入_______社会。
3.现代社会人类利用的主要能源是_________。
钻木取火
柴薪
蒸汽机
工业化
化石能源
合作探究
化石能源的形成示意图
岩石
岩石
岩石
岩石
褐煤
煤
动、植物化石
煤
转化
化石能源是当今世界的主要能源
使用化石能源的交通工具：货车、轮船、飞机、汽油机、柴油机等。
柴薪、煤、石油、天然气通过燃烧可以提供能量。你还知道哪些人们利用能源的实例？
风能
水能
核能
太阳能
地热能
1.不能在短期内从自然界得到补充的能源，叫作_________能源，如____
_____。
2.可以在短期内从自然界得到补充的能源，叫作________能源，如_____和______。
不可再生
化石
能源
可再生
水能
风能
二、能源的分类
合作探究
3.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。
风能
水能
太阳能
4.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，因为电能是消耗一次能源得到的。
风能发电
风能
水能
水力发电
电能
思考：蒸汽机的发明对人类利用能源有什么意义？电能的广泛使用对人类利用能源有什么意义？
答案　蒸汽机的发明是人类利用能量的新里程碑，人类从此逐步以机械动力代替人力和畜力，主要能源由柴薪转向煤炭。
电能的利用是人类进入现代文明社会的标志。现代社会离不开各种各样的用电器，这些用电器可以很方便地将电能转化为人类所需要的其他各种形式的能量，并且电能便于输送和转化。
一次能源
?
二次能源
?
化石能源
?
学以致用
以下列出了各种形式的能源：柴薪、煤、石油、天然气、风能、水能、电能、太阳能、地热能。在这些能源中哪些是化石能源？哪些是一次能源？哪些是二次能源？请填在表格中。
柴薪、煤、石油、天然气、风能、水能、太阳能、地热能
电能
煤、石油、天然气
三、能源利用面临的挑战
活动1　探究能量转化和转移具有方向性
1.观察实验现象，并得出结论。
(1)实验：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？
现象：若把水放到温度较高的环境中，水_____热量，温度_____，内能_____。若把水放到温度较低的环境中，水_____热量，温度_____，内能_____。水的内能会传给空气，水不会变热。
吸收
升高
增加
放出
降低
减少
合作探究
(2)思考讨论：你在生活中见到过热量从低温物体转移到高温物体的现象吗？
答案　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。
电冰箱制冷
要消耗电能
2.分析实例：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，但这些能量能不能自动地收集起来再次驱动汽车呢？
答案　这些能量虽然没有消失，但也不能再自动地收集起来再次驱动汽车。
3.结论：能量转化和转移过程是有_______、_______的。
方向性
不可逆
活动2　阅读教材第191~192页，了解能源的消耗情况以及过度利用化石能源的后果。
思考：过度消耗能源有哪些不良后果？
答案　(1)热污染
①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。
②城市里，大量烟尘和废气阻碍了地表热量向外
辐射。另外，城市中的建筑物、混凝土和沥青路
面，改变了地表的反射率和蓄热能力，使得城市
气温比周围农村的高。
(2)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。
一座1.0×107kW燃煤电厂，每年燃煤约3.5×106t，向大气排放二氧化碳、二氧化硫、微尘及其他致病的有害物质可达1.09×106t。
(3)温室效应
温室效应是指透射阳光的空间由于与外界缺乏热对流
而形成的保温效应。大气中的二氧化碳就像一层厚厚
的玻璃，给地球穿上了一件保暖羽绒服。而燃料燃烧
产生的大量二氧化碳，大大加剧了地球的温室效应。
温室效应会造成全球气候变暖，冰川融化，海平面上升，出现极端高温、干旱、飓风、许多生物物种灭绝，也给人类带来直接威胁。
(4)生态破坏
一些欠发达地区过分依靠柴薪能源，破坏了森林和植被，加剧了水土流失和土地荒漠化。
学以致用
能源的使用，不过是一种形式的能转化为另一种形式的能而已，自然界的能量是守恒的，它既不能创生，也不会消失。既然如此，那为什么还要节约能源呢？
答案　人类是在能量的转化或转移的过程中利用能量，但能量的转移和转化具有方向性，如电冰箱里的内能不会自动转移到外部，而必须消耗其他形式的能量(电能)才能把内能转移出来，使电冰箱内部变冷。化石能源、核能等是不可再生能源，现在开采得越多，留给子孙后代的就越少。有些能量如内能，一旦耗散，便不可能再利用。所以，可利用的能源是有限的，我们必须要节约能源。
1.下列能源中，属于二次能源的是(　　)
A.煤 B.汽油
C.太阳能 D.石油
B
当堂检测
2.我们生活在能量的世界，社会的进步和发展离不开能量。对于能量、能源的认识，下列说法正确的是(　　)
A.做功过程实质是能量的转化或转移过程
B.能量转化具有方向性，所以能量不守恒
C.核燃料能量转化效率可达100%，需大力发展
D.煤、石油、天然气提供的能量源自地球本身
A
3.小玲有个困惑：电能是可再生能源还是不可再生能源？她查了好几本书也没查到？请你告诉她怎么看待这个问题。
答案　可再生能源和不可再生能源是针对可以从自然界中直接获取的能源，即一次能源而言的，而电能属于二次能源，谈不上可再生和不可再生。
4.我们经常听说“节能减排”，什么是“减排”？为什么要“减排”？“减排”为什么是和“节能”连在一起的？
答案　节能减排就是节约能源、降低能源消耗、减少污染物的排放。节能减排包括节能和减排两大技术领域，二者既有联系，又有区别。一般地讲，节能必定减排，而减排却未必节能，所以减排项目必须加强节能技术的应用，以避免因片面追求减排结果造成能源消耗激增，注重社会效益和环境效益均衡。
5.如图所示是由大量反射镜组成的太阳能发电装置，图中各个反射镜由计算机控制，使反射的太阳光聚集在塔顶的集热器(锅炉)上，集热器中的水变成水蒸气后推动汽轮机，从而带动发电机发电。
(1)该太阳能发电站发电时，将光能转化为 　能，太阳能是__________
(选填“一次能源”或“二次能源”)；?
电
一次能源
解析　太阳能发电是将太阳能转化为电能，太阳能是可以从自然界源源不断地得到的能源，故称之为一次能源。
(2)这个装置中反射镜的作用是改变　　　　　　　；?
光的传播方向
解析　由题意可知该装置中的反射镜将照射在其上面的太阳光反射到塔顶的集热器(锅炉)上，所以反射镜的作用是改变光的传播方向。
(3)10 kW·h的电能，如果由热电转化效率为30%的热电厂来供电，需要完全燃烧煤 　 kg。(煤的热值q煤＝3×107 J/kg，1 kW·h＝3.6×106 J)?
4
解析　电能：W＝10 kW·h＝3.6×107 J
煤完全燃烧放出的热量：
Q放＝????????＝3.6×107J30% ＝1.2×108 J
煤的质量：m＝????放????煤＝1.2×108J3×107J/kg ＝4 kg。
?
能源利用的现状
和面临的
挑战
人类利用
能源的历程
课堂小结
能源利用
面临的挑战
柴薪→化石能源→电能
能量转化和转移具有方向性；能源的利用是有条件的，我们所能利用的能源是有限的；能源消耗对环境造成严重影响。
能源
一次能源
二次能源
可再生能源
不可再生能源
开发新能源，更好地利用已知能源

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