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(共25张PPT)
第四节 能源与可持续发展
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？
能分析和解决家庭电路中的简单问题，能将安全用电和节约用电的知识应用于生活实际。
1.掌握并理解能量守恒定律。（物理观念）
2.了解能源的分类与应用。（科学思维）
3.了解能源与社会发展。（科学思维）
体会课堂探究的乐趣，
汲取新知识的营养，
让我们一起 吧！
进
走
课
堂
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。
一.能量守恒定律
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？
思考讨论：
二.能量转移或转化的方向性
实际上在大多数情况下，各种形式的能量最终会转化为内能，但这些内能却很难被人类回收利用，这种现象叫做能量耗散。
便于利用的能量
不便于利用的能量
自然界实际进行的与热现象有关的一切宏观过程都是有方向性。
机械能
内能
内能
机械能
？
蒸汽机
内燃机
机械能
内能
100％
？
机械能
内能
100％
？
×
萨迪·卡诺
三.能源的分类与应用
煤炭、石油和天然气是目前人类生产、生活中使用的主要能源，这类能源又叫作化石能源。化石能源无法在短时间内再生，所以这类能源被叫作不可再生能源。
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，叫作可再生能源。
1.太阳能发电
2.水力发电
三峡水电站
葛洲坝水电站
3.风能发电
连云港临港产业区风车田
新疆达坂城风车田
4.核能发电
田湾核电站
大亚湾核电站
秦山核电站
四.能源与社会发展
1、火的使用是人类在能源使用上的第一个里程碑。
2、蒸汽机开始了人类文明的新纪元。
3、内燃机推动了机械化与电气化进程。
4、蒸汽轮机和燃气轮机的发展为大规模发电和航空事业奠定了基础。
能量
能量守恒定律
多种形式
转化：能量可以从一种形式转化为另一种形式
转化的不可逆性：一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的
分类
可再生能源
不可再生能源
能源与社会发展
1.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
B
2.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？
3.某地区的风速为 14 m/s， 空气的密度为1.3 kg/m3。若使风力发电机转动的风通过的截面积为400 m2，且风能的20%可转化为电能，则发电功率是多少？
以时间 t 内通过横截面积为 400m2 的空气柱为研究对象
解：在 t 时间内通过横截面积为 400m2 的风能全部使风力发电机转动，
根据能量守恒定律，有：
其中：m＝ρV＝ρvtS，
其动能有20%转化为电能，故发电功率为：
4.三峡水力发电站是我国最大的水力发电站。三峡水库蓄水后，平均水位落差约为 100 m，水的流量约为 1.35×104 m3/s。船只通航需要约 3500 m3/s 的流量，其余流量可全部用来发电。水流冲击水轮机发电时，水流减少的机械能有 20% 转化为电能。
(1) 按照以上数据估算，三峡发电站的发电功率最大是多少？
(2) 根据你对家庭生活用电的调查来估算，如果三峡电站全部用于城市生活用电，它可以满足多少个百万人口城市的生活用电？
解：
（1）用于发电的水流量Q＝1.35×104 m3/s －3500 m3/s＝1×104 m3/s
每秒约有 1×104m3 的水用来发电，每秒用来发电的水质量
m＝ ρV＝ 1×107kg
则发电平均功率约为P＝ mgh×20% ＝ 2×109W
（2）三口之家生活用电的平均功率为0.5kW
可供给用户数人口数N＝3n＝12×106
可以满足12个百万人口城市的生活用电
黎明的曙光对暗夜是彻底的决裂，对彩霞是伟大的奠基。
停止前进的脚步，江河就会沦为一潭死水。
名言警句

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