6　能源和可持續(xù)發(fā)展

1、第6節(jié) 能源和可持續(xù)發(fā)展,人教版高中物理選修3-3 第十章熱力學(xué)定律,興城市第二高級(jí)中學(xué) 齊麗麗,自然界中存在的并能夠提供能量的資源叫做能源。,一、能源：,二、能源與人類社會(huì)的發(fā)展,十八世紀(jì)末蒸汽機(jī)的發(fā)明,十九世紀(jì)末內(nèi)燃機(jī)的發(fā)明,二十世紀(jì)中葉蒸汽輪機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)的發(fā)展,一萬年前的磚木取火,火的使用是人類能源史上的里程碑,對(duì)石化能源的大規(guī)模利用，開始了人類文明的新紀(jì)元,強(qiáng)有力的推動(dòng)了19世紀(jì)末、20世紀(jì)初開始的機(jī)械化和電氣化進(jìn)程,為20世紀(jì)中葉大規(guī)模發(fā)電和航空事業(yè)奠定了基礎(chǔ),常規(guī)能源:煤、石油、天然氣,煤、石油、天然氣的全球探明儲(chǔ)量： 煤：約10萬億噸240年 石油：約816億噸50年 天然氣：約

2、495億噸50年,能源危機(jī)！,節(jié)約能源,？,既然能量是守恒的，不能被創(chuàng)造或消滅，只能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，或者從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，為什么我們還要提倡節(jié)約能源呢？,合作探究：能源利用過程中能量如何轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移？,問題： 1.利用了哪些器材？ 2.能量如何轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的？ 3.能量的最終“歸宿”是什么？,機(jī)械能 風(fēng)能 水能 光能 化學(xué)能,能量的耗散,系統(tǒng)的內(nèi)能流散到周圍環(huán)境中，沒辦法自發(fā)的收集起來加以利用，這種現(xiàn)象叫做能量的耗散,思考：為什么內(nèi)能是低品質(zhì)的能量？,熱力學(xué)第二定律：能量的轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化具有方向性。 機(jī)械能 內(nèi)能 內(nèi)能 機(jī)械能,全部,不能全部,能量耗散與能量守恒是否矛盾，該怎樣理

3、解?,能量耗散和能量守恒并不矛盾，能量耗散表明，在能源利用的過程中，即在能量的轉(zhuǎn)化過程中，能量在數(shù)量上并沒有減少但是可利用的品質(zhì)上降低了，從便于利用變?yōu)椴槐阌诶昧?。這是節(jié)約能源的根本原因,思考：,三、能源與環(huán)境,1.光化學(xué)煙霧,汽車、工廠等污染源排放的氮氧化合物和碳?xì)浠衔镌诖髿庵惺荜柟庵袕?qiáng)烈的紫外線照射后產(chǎn)生的二次污染物光化學(xué)煙霧光化學(xué)煙霧中含有大量的有毒有害物質(zhì)，會(huì)對(duì)人體造成很大的危害，如引起哮喘，慢性呼吸系統(tǒng)疾病，損害肺功能等。,2.溫室效應(yīng),溫室效應(yīng)是由于石油和煤炭燃燒時(shí)產(chǎn)生二氧化碳使大氣里溫室氣體（二氧化碳、甲烷等）含量增大而形成的。溫室效應(yīng)會(huì)使地球表面變熱從而產(chǎn)生嚴(yán)重惡果：地球上

4、的病蟲害增加、海平面上升、氣候反常、海洋風(fēng)暴增多、土地干旱、沙漠化面積增大等?？茖W(xué)家預(yù)測(cè)：如果地球表面溫度的升高按現(xiàn)在的速度繼續(xù)發(fā)展，到2050年全球溫度將上升2-4攝氏度，南北極冰山將大幅度融化，導(dǎo)致海平面大大上升，一些島嶼國(guó)家和沿海城市將淹于水中，其中包括幾大著名國(guó)際城市：紐約、上海、東京和悉尼。,3.酸雨,煤、石油等的燃燒排放大量中酸性污染物質(zhì)，如二氧化硫、二氧化碳、氫氧化物等，在降水過程中溶入雨水，使其成為酸雨。酸雨危害人的健康、腐蝕建筑物、危害水生系統(tǒng)、陸地生態(tài)系統(tǒng)。,4.霧霾,由于熱電排放、重工業(yè)生產(chǎn)、汽車尾氣、冬季供暖等產(chǎn)生的多種污染物混合形成的。霧霾對(duì)人的呼吸系統(tǒng)、心腦血管系統(tǒng)

5、、生殖系統(tǒng)、心理健康系統(tǒng)造成危害。,能源危機(jī)：,能源的大量消耗，嚴(yán)重破壞了我們賴以生存的環(huán)境,太陽能：,四、能源的開發(fā)和可持續(xù)發(fā)展,最大優(yōu)點(diǎn)：清潔安全、數(shù)量巨大、時(shí)間長(zhǎng)久。 利用方式：取暖、加熱、發(fā)電、驅(qū)動(dòng)交通工具等。,1.開發(fā)新能源開源,水能：,優(yōu)點(diǎn)：總量多、成本低、可再生 利用方式：水力發(fā)電站（例如三峽、葛洲壩等。）,風(fēng)能：,風(fēng)是一種重要的自然能源 優(yōu)點(diǎn)是：總能量大，利用簡(jiǎn)單、無污染、可再生。 缺點(diǎn)：能量密度低、不穩(wěn)定性大、連續(xù)性和可靠性差，時(shí)空分布不均勻。 利用方式：風(fēng)力發(fā)電。,核能：,優(yōu)點(diǎn)：成本低、污染小、安全、釋放能量巨大（核聚變和核裂變）。 利用方式：核電站（我國(guó)已建成秦山、大亞灣

6、核電站等，目前還有多處正在籌建）,地?zé)崮埽?地球本身是一個(gè)巨大的天然儲(chǔ)熱庫。 優(yōu)點(diǎn)是：占地少，無廢渣、粉塵污染 利用方式：直接利用地?zé)峁┡?、地?zé)岚l(fā)電站,生物能：,利用厭氧微生物在密閉條件下分解有機(jī)物（人畜糞便、秸稈、雜草和不能食用的果蔬等等）產(chǎn)生沼氣，沼氣具有很高的熱值，燃燒后生成二氧化碳和水，不污染空氣，不危害農(nóng)作物和人畜健康。 優(yōu)點(diǎn)：熱值高、可再生、污染小、分布廣泛。 利用方式：做燃料、照明、發(fā)電。,海洋能：,由于地球受月球和太陽引力的周期性不均衡，海水發(fā)生非氣候性的潮漲和潮落現(xiàn)象，形成潮汐。潮汐蘊(yùn)含著巨大能量，既可以推動(dòng)機(jī)械裝置，又可以用來發(fā)電。 由于海水表層和深層存在巨大的溫差，利用這種溫差可以發(fā)電。法國(guó)已經(jīng)建成了世界上第一座溫差發(fā)電站。 利用方式：潮汐發(fā)電、溫差發(fā)電,氫 能 源：,優(yōu)點(diǎn)：儲(chǔ)量巨大（氫是宇宙中最豐富的元素之一，可從海水中提取無窮無盡的氫。）、運(yùn)輸方便、不污染環(huán)境。 利用方式：燃料（氫無疑也是人類未來優(yōu)先選擇利用的能源之一）,從我做起！ 從現(xiàn)在做起！ 從點(diǎn)滴小事做起！,2.節(jié)約能源節(jié)流,3.減少污染減排,一、能源 1、定義：自然界中存在的并能夠提供能量的資源叫做能源。 2、常規(guī)能源：煤、石油、天然氣 3、能源的利用：能量的轉(zhuǎn)化和