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1、最新人教版選修( 3-3 )《能源和可持續(xù)發(fā)展》教案
教學目標
1. 理解能量耗散和品質(zhì)降低的概念。
2. 理解能源的利用實際上是能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過程。
3. 了解常規(guī)能源的使用帶來的環(huán)境污染。
4. 了解開發(fā)新能源的方法和意義。
引入新課
能源和環(huán)境是兩個全球所關(guān)注的問題 , 能源是現(xiàn)代社會生活的重要物質(zhì)基礎(chǔ)
而常規(guī)能源的有限儲藏量與人類的需求存在矛盾 , 同時大量消耗常規(guī)能源帶來了
環(huán)境問題 , 正確地協(xié)調(diào)和解決這一矛盾和問題是生活在地球上每一個人的職責 .
一、能量耗散和品質(zhì)降低
由熱力學第二定律知 , 能量的轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化具有方向性。
1. 能量耗散:系統(tǒng)的內(nèi)能流散
2、到周圍環(huán)境中 , 沒有辦法把這些內(nèi)能收集起來
加以利用 , 這種現(xiàn)象叫做能量耗散。
2. 品質(zhì)降低:能量從高度有用的形式降級為不大可用的形式叫品質(zhì)降低。
能量在利用過程中 , 總是由高品質(zhì)的能量最終轉(zhuǎn)化為低品質(zhì)的內(nèi)能。
從被利用的價值來看 , 內(nèi)能較之機械能、電能等 , 是一種低品質(zhì)的能量。由
此可知 , 能量耗散雖然不會使能的總量減少 , 卻會導(dǎo)致能量品質(zhì)的降低。煤、石
油、天然氣等能量 , 在利用它們的時候 , 高品質(zhì)的能量釋放并最終轉(zhuǎn)化為低品質(zhì)
的內(nèi)能。所以我們要節(jié)約能源 .
二、能源與人類社會發(fā)展
能源是社會存在與發(fā)展永遠不可或缺的必需品 . 是國民經(jīng)濟運動的物質(zhì)基礎(chǔ)
3、
它與材料、信息構(gòu)成現(xiàn)代社會的三大支柱。能源科技的每一次突破 , 都帶來了生
產(chǎn)力的巨大飛躍和社會的進步。
遠古時代火的使用 , 使人們脫離了茹毛飲血的時代
18 世紀末蒸汽機的發(fā)明和完善 , 帶動了第一次產(chǎn)業(yè)革命和資本主義社會的
成長 .
內(nèi)燃機的發(fā)展 , 推動了 19 世紀末、 20 世紀初開始的機械化和電氣化進程 .
20 世紀中葉 , 蒸汽輪機和燃氣輪機的發(fā)展為大規(guī)模發(fā)電和航空事業(yè)奠定了
基礎(chǔ) .
三、能源與環(huán)境
常規(guī)能源的大量消耗帶來了環(huán)境問題
1 、溫室效應(yīng):溫室效應(yīng)是由于大氣里溫室氣體(二氧化碳、甲烷等)
含量增大而形成的.石油和煤炭燃燒時產(chǎn)生二氧化碳.
4、
2 、酸雨:大氣中酸性污染物質(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.煤炭中含有較多的硫 , 燃燒時產(chǎn)生二氧
化硫等物質(zhì).
3 、光化學煙霧:氮氧化合物和碳氫化合物在大氣中受到陽光中強烈的
紫外線照射后產(chǎn)生的二次污染物質(zhì)——光化學煙霧 , 主要成分是臭氧.
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另外常規(guī)能源燃燒時產(chǎn)生的浮塵也是一種污染.
常規(guī)能源的大量消耗所帶來的環(huán)境污染既損害人體健康,又影響動植物的生 長,破壞經(jīng)濟資源,損壞建筑物及文物古跡,嚴重時可改變大氣的性質(zhì).使生態(tài)受 到傷害.
四、開發(fā)新能源
1 .新能源:指目前尚未被人類大規(guī)模利用而有待進一步研
5、究、開發(fā)和利用 的能源,如核能、太陽能、風能、地熱能、海洋能、氫能等。
2 .無窮無盡的太陽能:太陽以其巨大的、無窮無盡的輻射能形式提供地球 最清潔的能源能。
①數(shù)量巨大:太陽輻射功率為 3.9 X 1026瓦。能到達地球表面的太陽能每 年約為1.3 X 1010噸標準煤,是目前全世界所消耗的各種能量總和的 1X104
倍。
②時間長久:
③清潔安全:
3 .永葆青春的風能:風能是由于太陽輻射造成地球各部分受熱不均勻 ,而引 起的空氣流動所產(chǎn)生的能量。整個地球接受到的太陽能輻射能約有 0.2%被轉(zhuǎn)換 成風能,
4 .豐富干凈的海洋能:包括潮汐能、波浪能、海流能、溫差能等 ,
5 .深藏不露的地熱能:地球本身是一個巨大的天然儲熱庫。地熱能指地球
能量轉(zhuǎn)化 與效率
能源轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的方向性
能源與可持續(xù)發(fā)展
能源與可持續(xù)發(fā)展