高中物理第十章热力学定律第6节能源和可持续发展课件新人教版选修3-.ppt

第十章热力学定律热力学定律第六节能源和可持续发展第六节能源和可持续发展【素养目标定位素养目标定位】了解什么是能量耗散和品了解什么是能量耗散和品质质降低降低 了解能源与人了解能源与人类类社会、社会、环环境的关系境的关系 了解几种新能源的了解几种新能源的发发展展【素养思维脉络素养思维脉络】课前预习反馈课前预习反馈知识点知识点 11能量耗散能量耗散系系统统的的内内能能流流散散到到_，没没有有办办法法把把这这些些内内能能_起起来来加加以利用，这种现象叫作能量耗散。以利用，这种现象叫作能量耗散。2品质降低品质降低能能量量从从高高度度有有用用的的形形式式降降级级为为_的的形形式式叫叫品品质质降降低低。能能量量在在利利用过程中，总是由高品质的能量最终转化为用过程中，总是由高品质的能量最终转化为_的能量。的能量。能量耗散和品质降低能量耗散和品质降低周围环境中周围环境中 收集收集 不大可用不大可用 低品质低品质 知识点知识点 21能源能源能能源源是是指指能能够够提提供供_的的物物质质，它它是是现现代代社社会会生生活活的的重重要要物物质质基础。基础。2常规能源常规能源常规能源是指常规能源是指_的能源，如煤、石油、天然气、水力等。的能源，如煤、石油、天然气、水力等。能源与人类社会发展、环境能源与人类社会发展、环境可利用能量可利用能量 已被广泛应用已被广泛应用 3能源危机能源危机按按目目前前的的消消耗耗量量，石石油油、天天然然气气最最多多只只能能维维持持半半个个世世纪纪，煤煤炭炭尚尚可可维维持持一一二百年。二百年。4环境污染环境污染能能 源源 利利 用用 的的 过过 程程 也也 直直 接接 污污 染染 着着 地地 球球 环环 境境，主主 要要 有有 _、_、_的破坏等。的破坏等。温室效应温室效应 酸雨污染酸雨污染 臭氧层臭氧层 判一判判一判(1)石油、天然气都属于新能源。石油、天然气都属于新能源。()(2)能量耗散不遵循能量守恒定律。能量耗散不遵循能量守恒定律。()(3)能量耗散会导致能量品质的降低。能量耗散会导致能量品质的降低。()(4)为了可持续发展，必须节约能源。为了可持续发展，必须节约能源。()(5)石石油油和和煤煤炭炭的的燃燃烧烧增增加加了了大大气气中中二二氧氧化化碳碳的的含含量量，由由此此产产生生了了“温温室室效效应应”。()(6)能能量量耗耗散散现现象象反反映映了了在在一一些些特特殊殊过过程程中中能能量量并并不不守守恒恒，从从而而导导致致能能源源不不可再生。可再生。()辨析思考辨析思考选一选选一选在在研研究究性性学学习习的的过过程程中中，同同学学们们提提出出了了以以下下四四个个活活动动方方案案，哪哪些些从从理理论论上上讲是可行的讲是可行的()A制作一个内能回收器，将散失在周围环境中的内能全部收回再利用制作一个内能回收器，将散失在周围环境中的内能全部收回再利用B发明一种制冷设备，使温度降至绝对零度发明一种制冷设备，使温度降至绝对零度C汽汽车车尾尾气气中中各各类类有有害害气气体体排排入入大大气气后后严严重重污污染染了了空空气气，想想办办法法使使它它们们自自发地分离，既清洁了空气，又变废为宝发地分离，既清洁了空气，又变废为宝D将房屋顶盖上太阳能板，可直接用太阳能来解决照明和热水问题将房屋顶盖上太阳能板，可直接用太阳能来解决照明和热水问题解解析析：系系统统的的内内能能流流失失到到周周围围环环境境中中，不不可可能能全全部部收收回回再再利利用用，A错错；温温度度不不能能无无限限降降低低，绝绝对对零零度度不不可可能能达达到到，B错错；扩扩散散现现象象具具有有方方向向性性，逆逆过过程程不不可可能自发进行，能自发进行，C错；太阳能可以用来发电和进行加热，错；太阳能可以用来发电和进行加热，D正确。正确。D 想一想想一想如图所示是两幅宣传节约能源的图片。请问：如图所示是两幅宣传节约能源的图片。请问：既然能量是守恒的，我们为什么还要节约能源？既然能量是守恒的，我们为什么还要节约能源？答答案案：能能量量是是守守恒恒的的，但但能能量量耗耗散散却却会会导导致致能能量量品品质质降降低低，它它实实际际上上将将能能量量从从可可用用的的形形式式降降级级为为不不大大可可用用的的形形式式。煤煤、石石油油、天天然然气气等等能能源源储储存存着着高高品品质质的的能能量量，在在利利用用它它们们的的时时候候，高高品品质质的的能能量量释释放放出出来来并并最最终终转转化化为为低低品品质质的的内内能能。故故能能量量虽虽然然不不会会减减少少但但可可利利用用的的高高品品质质能能源源会会越越来来越越少少，所所以以要要节节约约能能源。源。课内互动探究课内互动探究能源和能源对环境的影响能源和能源对环境的影响探究探究 思考讨论思考讨论 如如图图所所示示是是我我国国最最大大的的山山坡坡光光伏伏发发电电站站河河北北曲曲阳阳光光伏伏发发电电站站。太太阳阳能能是是一一种种具具有有良良好好开开发发前前景景的的新新能源，与常规能源相比它具有哪些优点？能源，与常规能源相比它具有哪些优点？提提示示：光光伏伏发发电电过过程程简简单单，没没有有机机械械传传动动部部件件，不不消消耗耗燃燃料料，无无噪噪音音、无无污污染染，太太阳阳能能资资源源分分布布广广泛泛且取之不尽，用之不竭。且取之不尽，用之不竭。归纳总结归纳总结1能源概念、分类能源概念、分类(1)概念概念能源是提供可利用能量的物质。能源是提供可利用能量的物质。(2)能源的分类能源的分类能源分能源分类类方法方法 能源分能源分类类名称名称特点特点举举例例按形成或按形成或转换转换特点分特点分一次能源一次能源自然形成，未自然形成，未经经加工加工太太阳阳能能、风风能能、地地热热能能、核核能能、潮汐能潮汐能二次能源二次能源由一次能源由一次能源经经加工加工转换转换而成而成焦焦炭炭、木木炭炭、蒸蒸汽汽、液液化化气气、酒精、汽油、酒精、汽油、电电能能能源分能源分类类方法方法 能源分能源分类类名称名称特点特点举举例例按利用技按利用技术术分分常常规规能源能源已大已大规规模正常使用模正常使用煤、石油、天然气、水能煤、石油、天然气、水能新能源新能源正在开正在开发发，或有新，或有新的利用方式的利用方式太阳能、核能、地太阳能、核能、地热热能、海能、海洋能、沼气、洋能、沼气、风风能能按可否再生分按可否再生分可再生能源可再生能源可循可循环环使用、不断使用、不断补补充充水能、水能、风风能、生物能、生物质质能、地能、地热热能能不可再生能源不可再生能源短期内无法短期内无法转换获转换获得得煤、石油、天然气、核燃料煤、石油、天然气、核燃料按按对环对环境境污污染染情况分情况分清清洁洁能源能源对环对环境基本上没有境基本上没有污污染染太阳能、海洋能、太阳能、海洋能、风风能、水能、水能能污污染能源染能源会会严严重重污污染染环环境境化石燃料化石燃料(煤、石油、天然气煤、石油、天然气)2.能源对环境的影响能源对环境的影响(1)常规能源对环境的影响常规能源对环境的影响石石油油和和煤煤燃燃烧烧产产生生的的二二氧氧化化碳碳增增加加了了大大气气中中二二氧氧化化碳碳的的含含量量，产产生生了了“温温室室效效应应”，引引发发了了一一系系列列问问题题，如如两两极极的的冰冰雪雪融融化化、海海平平面面上上升升，海海水水倒倒灌灌、耕地盐碱化耕地盐碱化这些都是人类过度开发自然所产生的严重问题。这些都是人类过度开发自然所产生的严重问题。(2)做好环境保护工作做好环境保护工作目目前前的的任任务务是是采采用用环环境境能能源源技技术术，解解决决突突出出的的环环境境污污染染问问题题，例例如如：城城市市生生活活垃垃圾圾问问题题，变变垃垃圾圾为为能能源源；提提高高汽汽车车发发动动机机效效率率，解解决决尾尾气气问问题题，达达到到废废气气“零零”排排放放；环环境境污污染染的的综综合合治治理理问问题题，解解决决废废物物、废废水水、废废气气等等，变变废废为为宝。宝。典例剖析典例剖析(多选多选)关于能源的开发和利用，下列观点正确的是关于能源的开发和利用，下列观点正确的是()A无节制地利用能源，是一种盲目的短期行为无节制地利用能源，是一种盲目的短期行为B根据能量守恒定律，能源是取之不尽、用之不竭的根据能量守恒定律，能源是取之不尽、用之不竭的C开发和利用能源的同时，必须加强对环境的保护开发和利用能源的同时，必须加强对环境的保护D不断开发新能源，是缓解能源危机的主要途径不断开发新能源，是缓解能源危机的主要途径解解题题指指导导：虽虽然然能能量量是是守守恒恒的的，但但能能源源会会越越来来越越少少，所所以以要要节节约约能能源源。常常规能源的储量有限，且存在环境污染问题，必须开发新能源。规能源的储量有限，且存在环境污染问题，必须开发新能源。ACD 典典 例例解解析析：能能源源是是有有限限的的，必必须须合合理理利利用用能能源源，A正正确确；尽尽管管能能量量守守恒恒，但但使使用用过过程程中中会会有有能能量量耗耗散散及及品品质质降降低低，B错错误误；能能源源开开发发利利用用推推动动人人类类进进步步，但但同同时时会会破破坏坏人人类类生生存存的的环环境境，所所以以必必须须加加强强对对环环境境的的保保护护，C正正确确；开开发发新新能能源源、清清洁能源可以缓解常规能源的不足，洁能源可以缓解常规能源的不足，D正确。正确。对点训练对点训练(2020山山东东省省潍潍坊坊二二中中高高二二下下学学期期月月考考)“能能源源危危机机”是是当当今今世世界界各各国国共共同同面面临的问题。对此，以下措施可行的是临的问题。对此，以下措施可行的是()A人人都要自觉做到节约用水、节约用电，不浪费和人为毁坏物品人人都要自觉做到节约用水、节约用电，不浪费和人为毁坏物品B关闭现有的火力发电站关闭现有的火力发电站C各地都要兴建水力和风力发电站各地都要兴建水力和风力发电站D停止使用石油资源，而以核能和太阳能取代停止使用石油资源，而以核能和太阳能取代解解析析：受受地地域域环环境境的的限限制制，风风力力、水水力力发发电电站站不不能能在在各各地地兴兴建建，因因而而不不能能关关闭闭火火力力发发电电站站，故故B、C错错；受受技技术术限限制制，核核能能和和太太阳阳能能尚尚未未大大规规模模被被利利用用，所以也不能停止使用石油资源，故所以也不能停止使用石油资源，故D错误。错误。A 核心素养提升核心素养提升1能量耗散能量耗散自自然然界界中中集集中中度度较较高高(即即有有序序度度较较高高)的的能能量量，如如机机械械能能、电电能能、化化学学能能，当当它它们们变变为为环环境境的的内内能能后后，就就成成为为更更加加分分散散因因而而也也是是无无序序度度更更大大的的能能量量，没没有有办办法法把把这这些些分分散散的的无无序序度度更更大大的的内内能能重重新新变变成成有有序序度度较较高高的的能能量量加加以以利利用用，这这样样的现象叫作能量耗散。的现象叫作能量耗散。各各种种形形式式的的能能量量向向内内能能的的转转化化，是是无无序序程程度度较较小小的的状状态态向向无无序序程程度度较较大大的的状状态态的的转转化化，是是能能够够自自动动发发生生、全全额额发发生生的的，能能量量耗耗散散从从能能量量转转化化的的角角度度反反映映出自然界中涉及热现象的宏观过程都具有方向性。出自然界中涉及热现象的宏观过程都具有方向性。能量耗散和品质降低能量耗散和品质降低2能量品质的降低能量品质的降低能能量量耗耗散散虽虽然然不不会会使使能能量量减减少少，却却会会导导致致能能量量品品质质的的降降低低，它它实实际际上上将将能能量量从从高高度度有有用用的的形形式式降降级级为为不不大大可可用用的的形形式式。煤煤、石石油油、天天然然气气等等能能源源储储存存着着高高品品质质的的能能量量，在在利利用用它它们们的的时时候候，高高品品质质的的能能量量释释放放出出来来并并最最终终转转化化为为低低品品质的内能。内能较之机械能、电能、光能、核能等是一种低品质能量。质的内能。内能较之机械能、电能、光能、核能等是一种低品质能量。(多选多选)下列关于能量耗散的说法，正确的是下列关于能量耗散的说法，正确的是()A能量耗散使能的总量减少，违背了能量守恒定律能量耗散使能的总量减少，违背了能量守恒定律B能量耗散是指散失在环境中的内能再也不能收集起来被人类利用能量耗散是指散失在环境中的内能再也不能收集起来被人类利用C各种形式的能量向内能的转化，是能够全额发生的各种形式的能量向内能的转化，是能够全额发生的D能量耗散导致能量品质降低能量耗散导致能量品质降低解解析析：能能量量耗耗散散是是能能量量在在转转化化的的过过程程中中有有一一部部分分以以内内能能的的形形式式被被周周围围环环境境吸吸收收，能能量量耗耗散散遵遵守守能能量量守守恒恒定定律律，但但使使得得能能量量品品质质降降低低，故故A错错误误，D正正确确；耗耗散散的的内内能能无无法法再再被被收收集集起起来来利利用用，B正正确确；其其他他形形式式的的能能在在一一定定的的条条件件下下可可以以全部转化为内能，全部转化为内能，C正确。故选正确。故选B、C、D。案案 例例BCD 谢谢观赏勤能补拙，学有成就！2024/3/26 周二24