12.4 能源与可持续发展 课件 高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

第十二章电能能量守恒定律第四节能源与可持续发展能量的多样性：机械能内能电磁能光能化学能核能电磁能机械能光能化学能压缩NO2生成N2O4内能对能的守恒和转化的认识，可追溯到距今四五十万年前将机械能转化为内能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（lawofenergyconservation）。能量守恒定律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？课堂引入思考：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？问题与思考一、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。热量燃料燃烧时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。×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有方向性。2.能量的转化具有方向性:如机械能可以自发地完全转化为内能，但内能不能自发地且不能完全转化为机械能。1.能量的转移具有方向性:如热量可以自发地从高温物体传给低温物体，但不能自发地从低温物体传给高温物体。能量转移或转化的方向性火力发电厂把煤中贮存的化学能转化为电能，供生产和生活用。用电器将电能转化为内能、光能、机械能多种形式的能后，这些能量无法再变回能源。化学能内能内能电能

在热传递的过程中，热量只能自发地从高温物体转移到低温物体，不能相反。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。例如电冰箱就需要消耗电能。汽车制动时，由于摩擦，动能转化成轮胎、地面和空气的内能，这些消耗的能量不能再自动地被用来驱动汽车。这些现象叫做能量的耗散能量的转化和转移具有方向性，有些能量可以利用，有些则不能。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利于利用的能源。我们所能利用的能源是有限的，所以需要节约能源。在能量转化过程中，散失到环境中的内能很难收集起来重新利用，这种现象叫能量的耗散。能量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。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。能量耗散耗散的能量损失了吗？那为什么还要节约能源呢？能量耗散表明，在能源的利用过程中,能量的总量守恒,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。这是自然界的能量虽然守恒,但需要节约能源的根本原因。节约能源1.能源：凡是能够提供可利用能量的物质统称为能源。2.不可再生能源：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。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。可再生能源1.太阳能发电截至2022年9月底，我国光伏发电装机3.58亿千瓦。稳坐全球第一把交椅。我国能源发展概况至2018年底，我国水电总装机容量约3.5亿千瓦、年发电量约1.2万亿千瓦时，双双继续稳居世界第一。三峡水电站葛洲坝水电站2.水力发电我国能源发展概况连云港临港产业区风车田新疆达坂城风车田截至2020年上半年，我国风电占总发电量的比重达6.3%，但与欧洲仍有较大的差距，这意味着我国风电产业成长空间巨大。3.风能发电我国能源发展概况大亚湾核电站防城港核电站秦山核电站到2020年，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。4.核能发电我国能源发展概况（多选）（2022·浙江·长兴县教育研究中心高二期中）如图为装在屋顶上的太阳能电池板，每块电池板的面积为2m2。晴天时，电池板每平方米每分钟接收到的太阳能为6×104J，电池板的光电转化效率为25%。以下说法正确的是（）A．太阳能为可再生能源B．电池板的光电转化效率25%表示此过程能量不守恒C．晴天时太阳照射2h，每块电池板的产生的电能1.44×107JD．晴天时的一天，一块电池板产生的电能可以提供十盏60W的白炽灯正常工作20小时【参考答案】A（2022·江苏常州·高二阶段练习）研究影响风力发电机发电功率P的模型如图所示。风对叶片做功，将部