202X学年高中物理第2章能的转化与守恒第4节能源与可持续发展课件鲁科版必修2

1、第4节能源与可持续开展学习目标学习目标核心提炼核心提炼1.了解能量转化和转移的方向性。了解能量转化和转移的方向性。2.知道热机的作用和效率。知道热机的作用和效率。3.了解能源的种类、开发及可持续发展。了解能源的种类、开发及可持续发展。4.知道节约能源和环境保护知道节约能源和环境保护3个概念个概念热机、热机的效率、能热机、热机的效率、能源源1个规律个规律能量转化和转移的方向能量转化和转移的方向性性一、能量转化和转移的方向性一、能量转化和转移的方向性阅读教材第阅读教材第39页页“能量转化和转移的方向性局部，了解能量转化的方向性，知道能量转化和转移的方向性局部，了解能量转化的方向性，知道热机的效率不

2、可能到达热机的效率不可能到达100%。1.能量转化和转移的方向性能量转化和转移的方向性自然界实际进展的与热现象有关的一切宏观过程都是有自然界实际进展的与热现象有关的一切宏观过程都是有_性的性的_的过程。的过程。(1)机械能与内能间转化的方向性：机械能机械能与内能间转化的方向性：机械能_转化为内能，反过来，内能不转化为内能，反过来，内能不可能可能_地并不引起任何变化地地并不引起任何变化地_变为机械能。变为机械能。(2)热传递过程中的方向性：在热传递的过程中，内能总是热传递过程中的方向性：在热传递的过程中，内能总是_地从地从_物体物体向向_物体转移，而不能物体转移，而不能_地从地从_物体向物体向_

3、物体转移。物体转移。方向方向不可逆不可逆可以完全可以完全自发自发完全完全自动自动高温高温低温低温自动自动低温低温高温高温2.热机热机(1)热机的作用是将内能转换为热机的作用是将内能转换为_。有了热机，人们才得以利用自然界蕴藏。有了热机，人们才得以利用自然界蕴藏的丰富的的丰富的_来做功。来做功。(2)热机的效率不可能到达热机的效率不可能到达_。但经过历代科学家的努力，已经提高了许多。但经过历代科学家的努力，已经提高了许多。截止目前热机的效率仍然大有潜力可挖。截止目前热机的效率仍然大有潜力可挖。(3)自然界实际进展的与热现象有关的一切宏观过程都是有自然界实际进展的与热现象有关的一切宏观过程都是有_

4、的不可逆过程。的不可逆过程。机械能可以机械能可以_转化为内能；反过来，内能不可能转化为内能；反过来，内能不可能_并不引起并不引起_地完全转化为机械能。地完全转化为机械能。机械能机械能内能内能100%方向性方向性完全完全自动地自动地任何变化任何变化思维拓展思维拓展(1)热量能否从低温物体向高温物体传递？热量能否从低温物体向高温物体传递？(2)内能能否全部转化为机械能？内能能否全部转化为机械能？答案答案(1)热量可以从低温物体向高温物体传递，只不过不能自发进展。热量可以从低温物体向高温物体传递，只不过不能自发进展。(2)内能可以全部转化为机械能，只不过肯定要引起其他变化。内能可以全部转化为机械能，

5、只不过肯定要引起其他变化。二、能源开发与可持续开展二、能源开发与可持续开展阅读教材第阅读教材第41页页“能源开发与可持续开展局部，了解能源的种类及可持续开展。能源开发与可持续开展局部，了解能源的种类及可持续开展。1.在许多情况下，能源的利用过程是在许多情况下，能源的利用过程是_的。要珍惜现有的能源，提高能源的的。要珍惜现有的能源，提高能源的_。2.能源的种类：能源的种类：_、电、电、_、_、水能、核能、风能等都是常用的、水能、核能、风能等都是常用的能源。能源。3.随着人们对社会开展、全球环境等问题认识的加深，可持续的随着人们对社会开展、全球环境等问题认识的加深，可持续的_生产和消费，生产和消费

6、，已成为人类社会已成为人类社会_的重要前提之一。的重要前提之一。4.人类社会可持续开展的意义：开展不仅是满足当代人的需要，还要考虑不损害人类社会可持续开展的意义：开展不仅是满足当代人的需要，还要考虑不损害_的需要。保护人类赖以生存的自然环境和的需要。保护人类赖以生存的自然环境和_，已成为当今世界，已成为当今世界共同关心的全球性问题。共同关心的全球性问题。不可逆不可逆利用效率利用效率煤煤石油石油天然气天然气能源能源可持续开展可持续开展后代后代自然资源自然资源思维拓展思维拓展如图如图1所示是我国能源构造的统计图。请总结出我国能源构造或能源现状的规律，并所示是我国能源构造的统计图。请总结出我国能源构

7、造或能源现状的规律，并提出解决这种现状的合理化建议。提出解决这种现状的合理化建议。图图1答案我国的能源构造主要以煤为主；我国的能源消耗中，不可再生能源占据的比例答案我国的能源构造主要以煤为主；我国的能源消耗中，不可再生能源占据的比例过大，构造不合理；我国能源消耗中可再生能源的比例过小。建议：节能降耗；开发过大，构造不合理；我国能源消耗中可再生能源的比例过小。建议：节能降耗；开发新能源；开发可再生能源新能源；开发可再生能源(如太阳能、风能等如太阳能、风能等)。对能量转化和转移方向性的理解对能量转化和转移方向性的理解要点归纳要点归纳1.能量转化和转移能量转化和转移2.热现象：但凡与温度有关的现象都

8、被称为热现象。实际上，但凡与热现象有关的物热现象：但凡与温度有关的现象都被称为热现象。实际上，但凡与热现象有关的物理过程都具有方向性，是不可逆的。理过程都具有方向性，是不可逆的。3.对于对于“自发的理解自发的理解(1)“自发是指不需要任何第三者的介入、不会对任何第三者产生任何影响，也就是自发是指不需要任何第三者的介入、不会对任何第三者产生任何影响，也就是指没有任何外界的影响或帮助。热量会从高温物体传向低温物体，这就是指没有任何外界的影响或帮助。热量会从高温物体传向低温物体，这就是“自发的自发的方向。方向。(2)机械能可以全部转化为内能，这个过程是机械能可以全部转化为内能，这个过程是“自发的方向

9、，但相反的过程不可能自自发的方向，但相反的过程不可能自发地进展而不引起任何变化。发地进展而不引起任何变化。精典例如精典例如例例1 以下过程中，可能发生的是以下过程中，可能发生的是()A.某工作物质从高温热源吸收某工作物质从高温热源吸收20 kJ的热量，全部转化为机械能，而没有引起其他变的热量，全部转化为机械能，而没有引起其他变化化B.翻开一高压密闭容器，其内气体自发逸出后又自发逸进去，恢复原状翻开一高压密闭容器，其内气体自发逸出后又自发逸进去，恢复原状C.利用其他手段，使低温物体的温度更低，高温物体的温度更高利用其他手段，使低温物体的温度更低，高温物体的温度更高D.将两瓶不同液体互溶，然后又自

10、发地各自分开将两瓶不同液体互溶，然后又自发地各自分开解析某工作物质从高温热源吸收解析某工作物质从高温热源吸收20 kJ的热量，全部转化为机械能，而没有引起其他的热量，全部转化为机械能，而没有引起其他变化，这是不可能的，那么变化，这是不可能的，那么A错误；能量传递具有方向性，那么错误；能量传递具有方向性，那么B、D错误；可以利用错误；可以利用其他手段，使低温物体温度更低，高温物体的温度更高，如空调，那么其他手段，使低温物体温度更低，高温物体的温度更高，如空调，那么C正确。正确。答案答案C利用能量转化与转移解题的思路方法利用能量转化与转移解题的思路方法(1)能量既可通过做功的方式实现不同形式的能量

11、之间的转化，也可在同一物体的能量既可通过做功的方式实现不同形式的能量之间的转化，也可在同一物体的不同局部或不同物体间进展转移。不同局部或不同物体间进展转移。(2)自发进展的能量转移和转化都具有方向性。自发进展的能量转移和转化都具有方向性。(3)热机的效率总小于热机的效率总小于100%。(4)能量在转化与转移过程中，能量的总量保持不变，即遵循能量守恒定律。能量在转化与转移过程中，能量的总量保持不变，即遵循能量守恒定律。能源开发与可持续开展能源开发与可持续开展要点归纳要点归纳1.人类与能源的关系人类与能源的关系(1)有利方面：能源的利用给人类的生活带来了极大的改善，人类社会每一次重大的有利方面：能

12、源的利用给人类的生活带来了极大的改善，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开展水平的重要标志。已经成为一个国家和地区经济开展水平的重要标志。(2)不利方面：能源的大量使用会给环境带来极大的破坏，如大气污染、温室效应、不利方面：能源的大量使用会给环境带来极大的破坏，如大气污染、温室效应、酸雨等，对人类造成很大的危害。酸雨等，对人类造成很大的危害。(3)可持续开展的三个开展方向可持续开展的三个开展方向对常规能源合理有效地利用，保护环境与生态平衡。

13、对常规能源合理有效地利用，保护环境与生态平衡。开发新型清洁的能源和可再生能源。开发新型清洁的能源和可再生能源。积极研发节能的新技术，提高能源利用效率。积极研发节能的新技术，提高能源利用效率。2.环境问题环境问题(1)温室效应：由于大气中温室气体温室效应：由于大气中温室气体(二氧化碳、甲烷等二氧化碳、甲烷等)含量增大而形成。主要原因含量增大而形成。主要原因是煤炭和石油的大量消耗而产生的废气。是煤炭和石油的大量消耗而产生的废气。(2)酸雨：大气中的酸性物质，如二氧化硫、氮氧化物等，在降雨过程中溶入雨水，酸雨：大气中的酸性物质，如二氧化硫、氮氧化物等，在降雨过程中溶入雨水，使其成为酸雨。使其成为酸雨

14、。(3)光化学烟雾：氮氧化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光化学烟雾：氮氧化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。生的二次污染物质。(4)浮尘：常规能源燃烧时会产生大量的浮尘。浮尘：常规能源燃烧时会产生大量的浮尘。3.能源的开发与利用能源的开发与利用(1)能源的分类能源的分类从人类使用能源的先后将能源分为常规能源和新能源。从人类使用能源的先后将能源分为常规能源和新能源。常规能源：煤、石油、天然气等。常规能源：煤、石油、天然气等。新能源：太阳能、沼气、地热能、核能等。新能源：太阳能、沼气、地热能、核能等。从能源的来源可分为不可再生能源和可再生能

15、源。从能源的来源可分为不可再生能源和可再生能源。不可再生能源：用完后在短期内不可能从自然界得到补充的能源，如煤、石油、天不可再生能源：用完后在短期内不可能从自然界得到补充的能源，如煤、石油、天然气等。然气等。可再生能源：取之不尽、用之不竭的能源，如风能、太阳能、水能等。可再生能源：取之不尽、用之不竭的能源，如风能、太阳能、水能等。从对环境的污染情况可分为清洁能源和非清洁能源。从对环境的污染情况可分为清洁能源和非清洁能源。清洁能源：不污染环境的能源，如太阳能、风能、水能等。清洁能源：不污染环境的能源，如太阳能、风能、水能等。非清洁能源：对人类环境造成污染的能源，如石油、煤等。非清洁能源：对人类环

16、境造成污染的能源，如石油、煤等。(2)常规能源与新能源的转化途径常规能源与新能源的转化途径精典例如精典例如例例2 (多项选择多项选择)能源短缺和环境恶化指的是能源短缺和环境恶化指的是()A.煤炭和石油的开采与技术有关，在当前技术条件下，煤炭和石油的开采是有限度煤炭和石油的开采与技术有关，在当前技术条件下，煤炭和石油的开采是有限度的，这叫能源短缺的，这叫能源短缺B.煤炭和石油资源是有限的煤炭和石油资源是有限的,以今天的开采和消耗速度，石油储量将在百年内用尽，以今天的开采和消耗速度，石油储量将在百年内用尽，煤炭资源也不可能永续，这叫能源短缺煤炭资源也不可能永续，这叫能源短缺C.煤炭和石油具有大量的气味，在开采、存放和使用过程中，这些气味会聚存在空煤炭和石油具有大量的气味，在开采、存放和使用过程中，这些气味会聚存在空气中污染空气，使环境恶化气中污染空气，使环境恶化D.大量煤炭和石油产品在燃烧时排出的有害气体污染了空气，改变了大气的成分，大量煤炭和石油产品在燃烧时排出的有害气体污染了空气，改变了大气的成分，使环境恶化使环境恶化解析能源短缺是指能源的有限性，指煤炭和石油的储量