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1、成才之路成才之路 物理物理路漫漫其修远兮路漫漫其修远兮 吾将上下而求索吾将上下而求索人教版人教版 选修选修3-3 热力学定律热力学定律第十章第十章第六节能源和可持续发展第六节能源和可持续发展第十章第十章学习目标定位学习目标定位1课堂情景切入课堂情景切入2知识自主梳理知识自主梳理3重点难点突破重点难点突破4考点题型设计考点题型设计5课后强化作业课后强化作业6学习目标定位学习目标定位了解什么是能量耗散和品质降低了解什么是能量耗散和品质降低了解能源与人类社会、环境的关系了解能源与人类社会、环境的关系了解几种新能源的发展了解几种新能源的发展课堂情景切入课堂情景切入随随着着我我国国经经济济的的不不断断发
2、发展展，能能源源需需求求持持续续增增长长，能能源源供供需需矛矛盾盾日日益益突突出出，环环境境污污染染十十分分严严重重。为为了了实实现现能能源源的的可可持持续续发发展展，必必须须开开发发核核电电、风风电电等等新新能能源源和和可可再再生生能能源源，另另一一方方面面还还要要“节流节流”，即调整能源结构，大力实施节能减排措施。，即调整能源结构，大力实施节能减排措施。知识自主梳理知识自主梳理1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_起来加以利用，这种现象叫做能量耗散。起来加以利用，这种现象叫做能量耗散。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
3、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用过过程程中中，总总是是由由高高品品质质的的能能量量最最终终转转化化为为_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1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的重要物质基础。活的重要物质基础。2常规能源常规能源常常规规能能源源是是指指_的的能能源源，如如煤煤、石石油油、天然气、水力等。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
4、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，煤炭尚可维持一二百年。煤炭尚可维持一二百年。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重点难点突破重点难点突破一、能源概念、分类一、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类能源分类方法方法能源分类名称能源分类名称特点特点举例举例按形成或按形成或转换特点转换特点分分一次能源
5、一次能源自然形成，自然形成，未经加工未经加工太阳能、风太阳能、风能、地热能、能、地热能、核能、潮汐核能、潮汐能能二次能源二次能源由一次能由一次能源经加工源经加工转换而成转换而成焦炭、木炭、焦炭、木炭、蒸汽、液化蒸汽、液化气、酒精、气、酒精、汽油、电能汽油、电能能源分类能源分类方法方法能源分类名称能源分类名称特点特点举例举例按利用技按利用技术分术分常规能源常规能源已大规模已大规模正常使用正常使用煤、石油、天煤、石油、天然气、水能然气、水能新能源新能源正在开发，正在开发，或有新的或有新的利用方式利用方式太阳能、核能、太阳能、核能、地热能、海洋地热能、海洋能、沼气、风能、沼气、风能能按可否再按可否再
6、生分生分可再生能源可再生能源可循环使可循环使用、不断用、不断补充补充水能、风能、水能、风能、生物质能、地生物质能、地热能热能不可再生能源不可再生能源短期内无短期内无法转换获法转换获得得煤、石油、天煤、石油、天然气、核燃料然气、核燃料能源分类能源分类方法方法能源分类名称能源分类名称特点特点举例举例按对环境按对环境污染情况污染情况分分清洁能源清洁能源对环境基对环境基本上没有本上没有污染污染太阳能、海太阳能、海洋能、风能、洋能、风能、水能水能污染能源污染能源会严重污会严重污染环境染环境化石燃料化石燃料(煤、煤、石油、天然石油、天然气气)由由能能量量守守恒恒定定律律知知，能能量量不不会会减减少少，但但
7、为为什什么么要要节节约约能能源源？答答案案：能能量量耗耗散散虽虽然然不不会会使使能能的的总总量量减减少少，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。二、能源对环境的影响二、能源对环境的影响1
8、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、耕耕地地盐盐碱碱化化这这些些都都是是人人类类过度开发自然所产生的严重问题。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；
9、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治理问题，解决废物、废水、废气等，变废为宝。合治理问题，解决废物、废水、废气等，变废为宝。考点题型设计考点题型设计下下列列对对能能量量耗耗散散的的理理解解正正确确的的有有()A能量耗散说明能量在不断减少能量耗散说明能量在不断减少B能量耗散遵守能量守恒定律能量耗散遵守能量守恒定律C能量耗散说明能量不能凭空产生，但可以凭空消失能量耗散说明能量不能凭空产生，但可以凭空消失D能能量量耗耗散散从从能能量量角角度度反反映映出出自自然然界界的的宏宏观观过过程程具具有有方方向性向性能量耗
10、散问题能量耗散问题解解析析：在在发发生生能能量量转转化化的的宏宏观观过过程程中中，其其他他形形式式的的能能量量最最终终会会转转化化为为流流散散到到周周围围环环境境的的内内能能，无无法法再再回回收收利利用用，这这种种现现象象叫叫能能量量耗耗散散。能能量量耗耗散散并并不不违违反反能能量量守守恒恒定定律律，宇宇宙宙的的能能量量既既没没有有减减少少，也也没没有有消消失失，它它只只从从能能量量角角度度反反映映出出自自然然界界的的宏宏观过程具有方向性，故观过程具有方向性，故A、C错。错。答案：答案：BD点点评评：要要理理解解能能量量耗耗散散是是可可利利用用的的能能量量减减少少了了，自自然然界界的的总能量并
11、没有变。总能量并没有变。下列哪些现象属于能量的耗散下列哪些现象属于能量的耗散()A利用水流能发电变成电能利用水流能发电变成电能B电能通过灯泡中的电阻丝变为光能电能通过灯泡中的电阻丝变为光能C电池的化学能转变为电能电池的化学能转变为电能D火炉把屋子烤暖火炉把屋子烤暖答案：答案：BD解解析析：电电能能转转化化为为光光能能，化化学学能能转转化化为为内内能能，最最终终都都变变成成环境中的内能，无法再加以收集利用，环境中的内能，无法再加以收集利用，B、D均为能量耗散。均为能量耗散。据据中中国国环环境境报报报报道道：从从一一份份简简单单科科技技攻攻关关课课题题研研究究结结果果显显示示，我我国国酸酸雨雨区区
12、已已占占国国土土面面积积的的40%以以上上，研研究究结结果果还还表表明明，我我国国农农业业每每年年因因遭遭受受酸酸雨雨而而造造成成的的经经济济损损失失高高达达15亿亿多多元元。为为了了有有效效控控制制酸酸雨雨，目目前前国国务务院院已已批准批准酸雨控制区和二氧化硫污染控制区划分方案酸雨控制区和二氧化硫污染控制区划分方案等法规。等法规。在在英英国国进进行行的的一一项项研研究究结结果果表表明明：高高烟烟囱囱可可有有效效地地降降低低地地面面SO2浓浓度度。在在20世世纪纪的的6070年年代代的的10年年间间，由由发发电电厂厂排排放放的的SO2增增加加了了35%，但但由由于于建建造造高高烟烟囱囱的的结结
13、果果，地地面面浓浓度度降降低低了了30%之多。之多。能源与环境能源与环境(1)请请你你从从全全球球环环境境保保护护的的角角度度，分分析析这这种种做做法法是是否否可可取取？说明其理由并举出几种控制酸雨的有效途径。？说明其理由并举出几种控制酸雨的有效途径。(2)用用传传统统的的煤煤、石石油油作作燃燃料料，其其主主要要缺缺点点是是什什么么？与与传传统统的的煤煤、石石油油作作燃燃料料相相比比，哪哪种种物物质质可可以以作作为为新新能能源源？主主要要优优点是什么，缺点又是什么？点是什么，缺点又是什么？解解析析：(1)这这种种做做法法不不可可取取。建建设设高高烟烟囱囱只只能能降降低低地地面面SO2的的浓浓度
14、度，不不能能从从根根本本上上降降低低大大气气中中SO2的的浓浓度度。控控制制酸酸雨雨的的途途径径主主要要有有三三个个：一一是是对对煤煤、石石油油等等传传统统能能源源进进行行处处理理，使使其其燃燃烧烧过过程程不不产产生生SO2；二二是是对对SO2回回收收；三三是是开开辟辟“绿绿色色能能源源”，主要是氢能源。主要是氢能源。(2)传传统统的的燃燃料料主主要要缺缺点点是是：煤煤，石石油油是是不不易易再再生生的的化化工工燃燃料料，其其资资源源是是有有限限的的；燃燃烧烧后后产产生生的的SO2、NO2等等严严重重污污染染大大气气，进进而而形形成成酸酸雨雨；燃燃烧烧后后产产生生的的CO2又又会会造造成成温温室
15、室效效应应。与与传传统统的的燃燃料料相相比比，氢氢可可以以作作为为目目前前最最理理想想的的燃燃料料，优优点点：H2可可以以用用水水作作为为原原料料来来制制取取，取取之之不不尽尽，用用之之不不竭竭；H2燃燃烧烧时时放放热热多多，放放出出的的热热量量约约为为同同质质量量汽汽油油的的3倍倍；氢氢燃燃料的最大优点是燃烧产物为水，不易污染环境，还可循环使用。料的最大优点是燃烧产物为水，不易污染环境，还可循环使用。缺缺点点：氢氢能能源源的的提提取取、开开发发和和利利用用的的技技术术发发明明成成为为当当务务之之急。急。下列供热方式最有利于环境保护的是下列供热方式最有利于环境保护的是()A用煤做燃料供热用煤做燃料供热B用石油做燃料供热用石油做燃料供热C用天然气或煤气做燃料供热用天然气或煤气做燃料供热D用太阳能灶供热用太阳能灶供热答案：答案：D解解析析：煤煤、石石油油、天天然然气气等等燃燃料料的的利利用用，使使人人类类获获得得大大量量的的内内能能。但但由由于于这这些些燃燃料料中中含含有有杂杂质质以以及及燃燃烧烧不不充充分分，使使得得废废气气中中所所含含粉粉尘尘、一一氧氧化化碳碳、二二氧氧化化硫硫等等物物质质污污染染了了大大气气。而而太太阳能是一种无污染的能源，应大力推广，答案应选阳能是一种无污染的能源，应大力推广，答案应选D。