6　能源和可持续发展

1、第6节 能源和可持续发展,人教版高中物理选修3-3 第十章热力学定律,兴城市第二高级中学 齐丽丽,自然界中存在的并能够提供能量的资源叫做能源。,一、能源：,二、能源与人类社会的发展,十八世纪末蒸汽机的发明,十九世纪末内燃机的发明,二十世纪中叶蒸汽轮机和燃气轮机的发展,一万年前的砖木取火,火的使用是人类能源史上的里程碑,对石化能源的大规模利用，开始了人类文明的新纪元,强有力的推动了19世纪末、20世纪初开始的机械化和电气化进程,为20世纪中叶大规模发电和航空事业奠定了基础,常规能源:煤、石油、天然气,煤、石油、天然气的全球探明储量： 煤：约10万亿吨240年 石油：约816亿吨50年 天然气：约

2、495亿吨50年,能源危机！,节约能源,？,既然能量是守恒的，不能被创造或消灭，只能从一个物体转移到另一个物体，或者从一种形式转化为另一种形式，为什么我们还要提倡节约能源呢？,合作探究：能源利用过程中能量如何转化和转移？,问题： 1.利用了哪些器材？ 2.能量如何转化和转移的？ 3.能量的最终“归宿”是什么？,机械能 风能 水能 光能 化学能,能量的耗散,系统的内能流散到周围环境中，没办法自发的收集起来加以利用，这种现象叫做能量的耗散,思考：为什么内能是低品质的能量？,热力学第二定律：能量的转移和转化具有方向性。 机械能 内能 内能 机械能,全部,不能全部,能量耗散与能量守恒是否矛盾，该怎样理

3、解?,能量耗散和能量守恒并不矛盾，能量耗散表明，在能源利用的过程中，即在能量的转化过程中，能量在数量上并没有减少但是可利用的品质上降低了，从便于利用变为不便于利用了。这是节约能源的根本原因,思考：,三、能源与环境,1.光化学烟雾,汽车、工厂等污染源排放的氮氧化合物和碳氢化合物在大气中受阳光中强烈的紫外线照射后产生的二次污染物光化学烟雾光化学烟雾中含有大量的有毒有害物质，会对人体造成很大的危害，如引起哮喘，慢性呼吸系统疾病，损害肺功能等。,2.温室效应,温室效应是由于石油和煤炭燃烧时产生二氧化碳使大气里温室气体（二氧化碳、甲烷等）含量增大而形成的。温室效应会使地球表面变热从而产生严重恶果：地球上

4、的病虫害增加、海平面上升、气候反常、海洋风暴增多、土地干旱、沙漠化面积增大等。科学家预测：如果地球表面温度的升高按现在的速度继续发展，到2050年全球温度将上升2-4摄氏度，南北极冰山将大幅度融化，导致海平面大大上升，一些岛屿国家和沿海城市将淹于水中，其中包括几大著名国际城市：纽约、上海、东京和悉尼。,3.酸雨,煤、石油等的燃烧排放大量中酸性污染物质，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。酸雨危害人的健康、腐蚀建筑物、危害水生系统、陆地生态系统。,4.雾霾,由于热电排放、重工业生产、汽车尾气、冬季供暖等产生的多种污染物混合形成的。雾霾对人的呼吸系统、心脑血管系统

5、、生殖系统、心理健康系统造成危害。,能源危机：,能源的大量消耗，严重破坏了我们赖以生存的环境,太阳能：,四、能源的开发和可持续发展,最大优点：清洁安全、数量巨大、时间长久。 利用方式：取暖、加热、发电、驱动交通工具等。,1.开发新能源开源,水能：,优点：总量多、成本低、可再生 利用方式：水力发电站（例如三峡、葛洲坝等。）,风能：,风是一种重要的自然能源 优点是：总能量大，利用简单、无污染、可再生。 缺点：能量密度低、不稳定性大、连续性和可靠性差，时空分布不均匀。 利用方式：风力发电。,核能：,优点：成本低、污染小、安全、释放能量巨大（核聚变和核裂变）。 利用方式：核电站（我国已建成秦山、大亚湾

6、核电站等，目前还有多处正在筹建）,地热能：,地球本身是一个巨大的天然储热库。 优点是：占地少，无废渣、粉尘污染 利用方式：直接利用地热供暖、地热发电站,生物能：,利用厌氧微生物在密闭条件下分解有机物（人畜粪便、秸秆、杂草和不能食用的果蔬等等）产生沼气，沼气具有很高的热值，燃烧后生成二氧化碳和水，不污染空气，不危害农作物和人畜健康。 优点：热值高、可再生、污染小、分布广泛。 利用方式：做燃料、照明、发电。,海洋能：,由于地球受月球和太阳引力的周期性不均衡，海水发生非气候性的潮涨和潮落现象，形成潮汐。潮汐蕴含着巨大能量，既可以推动机械装置，又可以用来发电。 由于海水表层和深层存在巨大的温差，利用这种温差可以发电。法国已经建成了世界上第一座温差发电站。 利用方式：潮汐发电、温差发电,氢 能 源：,优点：储量巨大（氢是宇宙中最丰富的元素之一，可从海水中提取无穷无尽的氢。）、运输方便、不污染环境。 利用方式：燃料（氢无疑也是人类未来优先选择利用的能源之一）,从我做起！ 从现在做起！ 从点滴小事做起！,2.节约能源节流,3.减少污染减排,一、能源 1、定义：自然界中存在的并能够提供能量的资源叫做能源。 2、常规能源：煤、石油、天然气 3、能源的利用：能量的转化和