第二十二章《第4節(jié) 能源與可持續(xù)發(fā)展》

1、第第4節(jié)節(jié) 能源與可持續(xù)發(fā)展能源與可持續(xù)發(fā)展第二十二章第二十二章 能源與可持續(xù)發(fā)展能源與可持續(xù)發(fā)展 既然能量是守恒的，為什么我們還常常說(shuō)要節(jié)約能既然能量是守恒的，為什么我們還常常說(shuō)要節(jié)約能源呢？源呢？ 我們知道，在熱傳遞的過(guò)程中，熱量只能自發(fā)地從高我們知道，在熱傳遞的過(guò)程中，熱量只能自發(fā)地從高溫物體轉(zhuǎn)移到低溫物體，不能相反。如果要使熱量從低溫溫物體轉(zhuǎn)移到低溫物體，不能相反。如果要使熱量從低溫物體流向高溫物體，就需要消耗其他形式的能量，例如電物體流向高溫物體，就需要消耗其他形式的能量，例如電冰箱就需要消耗電能。同樣，冰箱就需要消耗電能。同樣，汽車制動(dòng)時(shí)，由于摩擦，動(dòng)汽車制動(dòng)時(shí)，由于摩擦，動(dòng)能轉(zhuǎn)化

2、成了輪胎、地面和空氣的內(nèi)能，這些消耗的能量不能轉(zhuǎn)化成了輪胎、地面和空氣的內(nèi)能，這些消耗的能量不能再自動(dòng)地用來(lái)驅(qū)動(dòng)汽車。能再自動(dòng)地用來(lái)驅(qū)動(dòng)汽車。 可見(jiàn)，涉及熱現(xiàn)象的能量轉(zhuǎn)化過(guò)程是有方向性、不可可見(jiàn)，涉及熱現(xiàn)象的能量轉(zhuǎn)化過(guò)程是有方向性、不可逆的，消耗掉的內(nèi)能不能被收集起來(lái)再利用。實(shí)際上，逆的，消耗掉的內(nèi)能不能被收集起來(lái)再利用。實(shí)際上，能能量的轉(zhuǎn)化、能量的轉(zhuǎn)移，都是有方向性的，量的轉(zhuǎn)化、能量的轉(zhuǎn)移，都是有方向性的，人們是在能量人們是在能量的轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過(guò)程中利用能量的。有些能量可以利用，的轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過(guò)程中利用能量的。有些能量可以利用，有些則不能。能源的利用是有條件的，我們所能利用的能有些則不能。能

3、源的利用是有條件的，我們所能利用的能源是有限的，所以需要節(jié)約能源。源是有限的，所以需要節(jié)約能源。一、能量轉(zhuǎn)移和能量轉(zhuǎn)化的方向性一、能量轉(zhuǎn)移和能量轉(zhuǎn)化的方向性一、能量轉(zhuǎn)移和能量轉(zhuǎn)化的方向性一、能量轉(zhuǎn)移和能量轉(zhuǎn)化的方向性觀察圖片，說(shuō)一說(shuō)：觀察圖片，說(shuō)一說(shuō)： 汽車要工作時(shí)要消耗什么能量？汽車要工作時(shí)要消耗什么能量？這些能量發(fā)生了怎樣的轉(zhuǎn)化？這些能量發(fā)生了怎樣的轉(zhuǎn)化？ 汽車工作時(shí)要消耗燃料的汽車工作時(shí)要消耗燃料的 能。燃料燃燒將化學(xué)能能。燃料燃燒將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，這些內(nèi)能的一部分再轉(zhuǎn)化為汽車的轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，這些內(nèi)能的一部分再轉(zhuǎn)化為汽車的 能，能，一部分通過(guò)散熱的方式散失到空氣中去了。一部分通過(guò)散熱的方

4、式散失到空氣中去了?；瘜W(xué)化學(xué)機(jī)械機(jī)械討論：討論： 我們能不能把轉(zhuǎn)化而成的機(jī)械能或散失到空氣中的內(nèi)我們能不能把轉(zhuǎn)化而成的機(jī)械能或散失到空氣中的內(nèi)能再收集起來(lái)重新利用呢？能再收集起來(lái)重新利用呢？答：不能。答：不能。 看右圖，在用水壺?zé)畷r(shí)，我們消看右圖，在用水壺?zé)畷r(shí)，我們消耗了什么能，這些能量轉(zhuǎn)化成了什么能耗了什么能，這些能量轉(zhuǎn)化成了什么能量？我們能否將這個(gè)過(guò)程逆轉(zhuǎn)。量？我們能否將這個(gè)過(guò)程逆轉(zhuǎn)。 消耗了消耗了化學(xué)能化學(xué)能，這些化學(xué)能轉(zhuǎn)化成水和水壺的，這些化學(xué)能轉(zhuǎn)化成水和水壺的內(nèi)能內(nèi)能。我們很難將水和水壺的內(nèi)能再重新轉(zhuǎn)化成化學(xué)能，要想把我們很難將水和水壺的內(nèi)能再重新轉(zhuǎn)化成化學(xué)能，要想把這些內(nèi)能再轉(zhuǎn)

5、化成化學(xué)能，需要再消耗別的能量。這些內(nèi)能再轉(zhuǎn)化成化學(xué)能，需要再消耗別的能量。 以上這些問(wèn)題說(shuō)明了什么？以上這些問(wèn)題說(shuō)明了什么？ 說(shuō)明能量的轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移是有方向的。說(shuō)明能量的轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移是有方向的。 能量的利用是有能量的利用是有代價(jià)的。我們要節(jié)約能源。代價(jià)的。我們要節(jié)約能源。一、能量轉(zhuǎn)移和能量轉(zhuǎn)化的方向性一、能量轉(zhuǎn)移和能量轉(zhuǎn)化的方向性 一粒綠豆，從發(fā)芽，長(zhǎng)大，到成熟，這個(gè)過(guò)程是不一粒綠豆，從發(fā)芽，長(zhǎng)大，到成熟，這個(gè)過(guò)程是不能倒過(guò)來(lái)的，能量的利用也是如此，我們只能在能量的能倒過(guò)來(lái)的，能量的利用也是如此，我們只能在能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過(guò)程中利用能量。在此過(guò)程中能的總量是轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過(guò)程中利用能量。在此過(guò)程

6、中能的總量是守恒的，但我們可以利用的能源在減少，所以我們要節(jié)守恒的，但我們可以利用的能源在減少，所以我們要節(jié)約能源。約能源。一、能量轉(zhuǎn)移和能量轉(zhuǎn)化的方向性一、能量轉(zhuǎn)移和能量轉(zhuǎn)化的方向性 自然界中能的總量雖然是守恒的，但我們只自然界中能的總量雖然是守恒的，但我們只能在能量的能在能量的 轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過(guò)程中來(lái)利用能量，能轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過(guò)程中來(lái)利用能量，能量的利用是有代價(jià)，有方向的，所以要節(jié)約能源。量的利用是有代價(jià)，有方向的，所以要節(jié)約能源。練習(xí)練習(xí) 1. 能源的使用，不過(guò)是一種形式的能轉(zhuǎn)化為能源的使用，不過(guò)是一種形式的能轉(zhuǎn)化為另一種形式的能而已，自然界的能量是守恒的，另一種形式的能而已，自然界的能量是

7、守恒的，它既不能創(chuàng)生，也不會(huì)消滅。既然如此，那為什它既不能創(chuàng)生，也不會(huì)消滅。既然如此，那為什么還要節(jié)約能源呢？么還要節(jié)約能源呢？二、能源消耗對(duì)環(huán)境的影響二、能源消耗對(duì)環(huán)境的影響1. 觀察圖片，你獲取了什么信息？觀察圖片，你獲取了什么信息？ 汽車會(huì)產(chǎn)生大量的尾氣，這汽車會(huì)產(chǎn)生大量的尾氣，這些尾氣會(huì)污染空氣。些尾氣會(huì)污染空氣。2. 這些漢白玉柱上面的雕刻為什這些漢白玉柱上面的雕刻為什么會(huì)變得模糊不清？這是什么造么會(huì)變得模糊不清？這是什么造成的？成的？酸雨酸雨3.酸雨的形成過(guò)程：酸雨的形成過(guò)程： 煤、石油、天然氣燃燒產(chǎn)生煤、石油、天然氣燃燒產(chǎn)生 和和 ，它們與空氣中的水結(jié)合會(huì)形成酸雨。它們與空氣中的

8、水結(jié)合會(huì)形成酸雨。4. 酸雨的危害：酸雨的危害：水、土壤酸化，植物、動(dòng)物可能死亡，建筑物等被腐蝕。水、土壤酸化，植物、動(dòng)物可能死亡，建筑物等被腐蝕。二氧化硫二氧化硫一氧化碳一氧化碳二、能源消耗對(duì)環(huán)境的影響二、能源消耗對(duì)環(huán)境的影響5.觀察下圖，結(jié)合你的了解，想一想：霧霾天氣的形成跟觀察下圖，結(jié)合你的了解，想一想：霧霾天氣的形成跟哪些因素有關(guān)？哪些因素有關(guān)？ 煤在燃燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量粉塵，酸雨會(huì)造成植物死亡，煤在燃燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量粉塵，酸雨會(huì)造成植物死亡，土地沙漠化，這些都粉塵和沙土飄蕩在空氣中，嚴(yán)重時(shí)就土地沙漠化，這些都粉塵和沙土飄蕩在空氣中，嚴(yán)重時(shí)就會(huì)形成霧霾天氣。會(huì)形成霧霾天氣。二、能源消耗對(duì)環(huán)境

9、的影響二、能源消耗對(duì)環(huán)境的影響10 能源種類能源種類產(chǎn)生的產(chǎn)生的環(huán)境問(wèn)題環(huán)境問(wèn)題石油和石油和天然氣天然氣煤煤水力水力發(fā)電發(fā)電核能核能 柴薪柴薪空氣污染空氣污染廢物廢物有害輻射有害輻射水土流失和沙漠化水土流失和沙漠化（破壞生態(tài)平衡）（破壞生態(tài)平衡）想想議議想想議議 在耗用各種能源時(shí)，對(duì)環(huán)境是否造成破壞呢？在耗用各種能源時(shí)，對(duì)環(huán)境是否造成破壞呢？在下表中，用在下表中，用“”表示大量耗用該類能源對(duì)環(huán)境表示大量耗用該類能源對(duì)環(huán)境會(huì)有明顯破壞。會(huì)有明顯破壞。1.大量使用下列能源能造成空氣污染加劇的是（大量使用下列能源能造成空氣污染加劇的是（ ） A化石能源化石能源 B太陽(yáng)能太陽(yáng)能 C風(fēng)能風(fēng)能 D核能核能

10、2.化石能源在現(xiàn)代生活中有廣泛應(yīng)用，燃料燃燒產(chǎn)生了大化石能源在現(xiàn)代生活中有廣泛應(yīng)用，燃料燃燒產(chǎn)生了大量的二氧化碳，加劇了地球的量的二氧化碳，加劇了地球的 。3. .我們經(jīng)常聽(tīng)說(shuō)我們經(jīng)常聽(tīng)說(shuō)“節(jié)能減排節(jié)能減排”，什么是，什么是“減排減排”？為什么？為什么要要“減排減排”？“減排減排”為什么是和為什么是和“節(jié)能節(jié)能”連在一起的？連在一起的？A溫室效應(yīng)溫室效應(yīng)練習(xí)練習(xí) “節(jié)能減排節(jié)能減排”有廣義和狹義定義之分，廣義而言，節(jié)有廣義和狹義定義之分，廣義而言，節(jié)能減排是指節(jié)約物質(zhì)資源和能量資源，減少?gòu)U棄物和環(huán)境能減排是指節(jié)約物質(zhì)資源和能量資源，減少?gòu)U棄物和環(huán)境有害物（包括三廢和噪聲等）排放；狹義而言，節(jié)能

11、減排有害物（包括三廢和噪聲等）排放；狹義而言，節(jié)能減排是指節(jié)約能源和減少環(huán)境有害物排放。是指節(jié)約能源和減少環(huán)境有害物排放。 1.能源的利用要考慮可持續(xù)發(fā)展，既要滿足當(dāng)代人的能源的利用要考慮可持續(xù)發(fā)展，既要滿足當(dāng)代人的需要，又要考慮后人的需求。一方面應(yīng)該提高需要，又要考慮后人的需求。一方面應(yīng)該提高 的利的利用率，減少在能源使用中對(duì)環(huán)境的破壞；另一方面，則需用率，減少在能源使用中對(duì)環(huán)境的破壞；另一方面，則需要發(fā)展新的要發(fā)展新的 。 2.化石能源、核能等能源會(huì)越用越少，不能在短期內(nèi)化石能源、核能等能源會(huì)越用越少，不能在短期內(nèi)從自然界得到補(bǔ)充，這類能源稱為從自然界得到補(bǔ)充，這類能源稱為 。 由于全世界

12、能源的消耗逐年上漲，這些不可再生能源由于全世界能源的消耗逐年上漲，這些不可再生能源會(huì)在不太長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)消耗殆盡。會(huì)在不太長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)消耗殆盡。能源能源理想能源理想能源不可再生能源不可再生能源三、能源與可持續(xù)發(fā)展三、能源與可持續(xù)發(fā)展 未來(lái)的理想未來(lái)的理想能源要能夠大規(guī)模替代石油、煤炭和天然能源要能夠大規(guī)模替代石油、煤炭和天然氣等化石能源，首先必須足夠豐富，可以保證長(zhǎng)期使用。氣等化石能源，首先必須足夠豐富，可以保證長(zhǎng)期使用。像風(fēng)能、水能、太陽(yáng)能等可以在自然界里源源不斷地得到，像風(fēng)能、水能、太陽(yáng)能等可以在自然界里源源不斷地得到，所以我們把它們稱為所以我們把它們稱為 ?？稍偕茉词俏磥?lái)理?？稍偕茉词俏磥?lái)

13、理想能源的一個(gè)重要發(fā)展方向。想能源的一個(gè)重要發(fā)展方向。 除此之外，未來(lái)的理想能源還必須滿足以下幾個(gè)條件：除此之外，未來(lái)的理想能源還必須滿足以下幾個(gè)條件：必須足夠便宜，可以保證多數(shù)人用得起；相關(guān)的技術(shù)必須必須足夠便宜，可以保證多數(shù)人用得起；相關(guān)的技術(shù)必須成熟，可以保證大規(guī)模使用；必須足夠安全、清潔，可以成熟，可以保證大規(guī)模使用；必須足夠安全、清潔，可以保證不會(huì)嚴(yán)重影響環(huán)境。秉承可持續(xù)發(fā)展的思想，開(kāi)發(fā)和保證不會(huì)嚴(yán)重影響環(huán)境。秉承可持續(xù)發(fā)展的思想，開(kāi)發(fā)和探索各種新能源是人類未來(lái)進(jìn)一步發(fā)展所要解決的重要課探索各種新能源是人類未來(lái)進(jìn)一步發(fā)展所要解決的重要課題。題。可再生能源可再生能源三、能源與可持續(xù)發(fā)展

14、三、能源與可持續(xù)發(fā)展 2. 你認(rèn)為風(fēng)能、太陽(yáng)能、核能以及你所想到的可能的能源，哪你認(rèn)為風(fēng)能、太陽(yáng)能、核能以及你所想到的可能的能源，哪些有可能成為未來(lái)的理想能源，為什么？些有可能成為未來(lái)的理想能源，為什么？ 這些都可以，因?yàn)樗鼈兎闲履茉吹奶卣?。這些都可以，因?yàn)樗鼈兎闲履茉吹奶卣鳌?1.了解新能源。了解新能源。 新能源又稱非常規(guī)能源。是指?jìng)鹘y(tǒng)能源之外的各種能源形式。新能源又稱非常規(guī)能源。是指?jìng)鹘y(tǒng)能源之外的各種能源形式。剛開(kāi)始開(kāi)發(fā)利用或正在積極研究、有待推廣的能源，如太陽(yáng)能、地剛開(kāi)始開(kāi)發(fā)利用或正在積極研究、有待推廣的能源，如太陽(yáng)能、地?zé)崮堋L(fēng)能、海洋能、生物質(zhì)能和核聚變能等。熱能、風(fēng)能、海洋能、

15、生物質(zhì)能和核聚變能等。討論討論 3. 我我國(guó)幅員遼闊，各地的自然條件有很大差異，這是發(fā)展各有國(guó)幅員遼闊，各地的自然條件有很大差異，這是發(fā)展各有特點(diǎn)的可再生能源的有利條件。請(qǐng)你列舉三種不同的可再生能源例特點(diǎn)的可再生能源的有利條件。請(qǐng)你列舉三種不同的可再生能源例子，說(shuō)明我國(guó)在哪個(gè)地方有利于發(fā)展（或已經(jīng)發(fā)展了）哪種可再生子，說(shuō)明我國(guó)在哪個(gè)地方有利于發(fā)展（或已經(jīng)發(fā)展了）哪種可再生能源。能源。 可再生能源：太陽(yáng)能、風(fēng)能、潮汐能等；可再生能源：太陽(yáng)能、風(fēng)能、潮汐能等； 沙漠地區(qū)可以利用太陽(yáng)能和風(fēng)能；沙漠地區(qū)可以利用太陽(yáng)能和風(fēng)能； 沿海地區(qū)可以利用潮汐能和風(fēng)能。沿海地區(qū)可以利用潮汐能和風(fēng)能。 1.除了書(shū)本上

16、列出這些能源，你還知道哪些能源？它除了書(shū)本上列出這些能源，你還知道哪些能源？它們分別屬于可再生能源還是不可再生能源。們分別屬于可再生能源還是不可再生能源。 地?zé)崮?、潮汐能等，它們都是可再生能源。地?zé)崮堋⒊毕艿?，它們都是可再生能源?2.以火力發(fā)電站為例，說(shuō)一說(shuō)，怎么提高煤的利用率。以火力發(fā)電站為例，說(shuō)一說(shuō)，怎么提高煤的利用率。 把火力發(fā)電站與供暖中心結(jié)合在一起，利用發(fā)電時(shí)的把火力發(fā)電站與供暖中心結(jié)合在一起，利用發(fā)電時(shí)的余熱來(lái)加熱水，給城市供暖等。余熱來(lái)加熱水，給城市供暖等。 3.討論：你心中未來(lái)的理想能源是什么？它要滿足哪討論：你心中未來(lái)的理想能源是什么？它要滿足哪些條件？些條件？ 理想能源要滿足以下幾個(gè)條件：理想能源要滿足以下幾個(gè)條件： 1.數(shù)量巨大，足夠便宜；數(shù)量巨大，足夠便宜； 2.技能成熟，能保證安全；技能成熟，能保證安全； 3.清潔無(wú)污染，不能帶來(lái)嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題。清潔無(wú)污染，不能帶來(lái)嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題。練習(xí)練習(xí) 4. 能源家族能源家族中，有中，有木柴、煤炭、石油、天然氣、水能、木柴、煤炭、石油、天然氣、水能、風(fēng)能、太陽(yáng)能、核能等，哪些屬于不可再生能源？哪些屬風(fēng)能、太陽(yáng)能、核能等，哪些屬于不可再生能源？哪些屬于可再生能源？于可再生能源？ 可再生能源：水能、風(fēng)能、太陽(yáng)能、木柴?？稍偕茉矗核堋L(fēng)能、太陽(yáng)能、木柴。 不可再生能源：不可再生能源： 煤炭、石油、