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《能源和可持續(xù)發(fā)展》教案
1、了解什么是能源,了解什么是常規(guī)能源,了解常規(guī)能源的儲(chǔ)備與人類需求間的矛盾
2、了解常規(guī)能源的使用與環(huán)境污染的關(guān)系。了解哪些能源是清潔能源,哪些能源可再生。
培養(yǎng)學(xué)生通過分析日常生活現(xiàn)象提高概括物理規(guī)律的能力
通過第二類永動(dòng)機(jī)無法制成的講解,使學(xué)生進(jìn)一步認(rèn)識(shí)到人類改造自然時(shí)必須遵從自然規(guī)律,違反自然規(guī)律將一事無成
通過介紹開發(fā)新能源的重要性,激勵(lì)學(xué)生認(rèn)真學(xué)習(xí),提高為人類美好未來努力學(xué)習(xí)的覺悟
師:在日常生活和各種產(chǎn)業(yè)中我們都要消耗能量。另外,自然界中進(jìn)行的涉及熱現(xiàn)象的宏觀過程都具有方向性,而產(chǎn)生的能量耗
2、散問題,使得能源問題成為當(dāng)今世界的一個(gè)重要的問題。本節(jié)課我們就來學(xué)習(xí)能源。
一、能源:凡是能提供可利用能量的物質(zhì)和自然過程。
?。?、常規(guī)能源:煤、石油、天然氣等。常規(guī)能源的儲(chǔ)藏是有限的。
問:常規(guī)的能源使用帶來了那些負(fù)面影響呢?溫室效應(yīng):溫室效應(yīng)是由于大氣里溫室氣體含量增大而形成的。石油和煤炭燃燒時(shí)產(chǎn)生二氧化碳。
酸雨:大氣中酸性污染物質(zhì),如二氧化硫等物質(zhì)會(huì)使雨水中的酸度升高,形成“酸雨”。煤炭中含有較多的硫,燃燒時(shí)產(chǎn)生二氧化硫等物質(zhì)。
光化學(xué)煙霧:氮氧化合物和碳?xì)浠衔镌诖髿庵惺艿疥柟庵袕?qiáng)烈紫外線照射后產(chǎn)生的二次污染物質(zhì)。主要成分是臭氧。
另外常規(guī)能源燃燒時(shí)產(chǎn)生的浮塵也
3、是一種污染。
常規(guī)能源的大量消耗所帶來的環(huán)境污染即損害人體健康,又影響動(dòng)植物的生長,破壞經(jīng)濟(jì)資源,損壞建筑物及文物古跡,嚴(yán)重時(shí)可改變大氣的性質(zhì),使生態(tài)受到破壞。
四、開發(fā)新能源:綠色能源的開發(fā)與利用
綠色能源:在釋放能量或能量轉(zhuǎn)化過程中對(duì)環(huán)境不造成污染的能源叫綠色能源。
問:可以開發(fā)那些清潔相對(duì)無污染的能源呢?
世界上石油儲(chǔ)量最大的中東地區(qū)一直是發(fā)達(dá)國家關(guān)注的焦點(diǎn),外交、軍事莫不圍繞著這片從地表上看毫無魅力的區(qū)域打轉(zhuǎn)。世界警察和他的隨從們最愿意去管中東的事情:兩次海灣戰(zhàn)爭、伊拉克戰(zhàn)爭等等…說明能量消耗巨大的富國們對(duì)石油的心痛程度。
令以一方面,“替代品”??新能源的研發(fā)
4、、形式層出不窮。
1、水能:水作為能量的載體,被太陽能驅(qū)動(dòng)地球上三棲循環(huán)。地表水的流動(dòng)時(shí),在落差大、流量大的地區(qū),形成可利用的水能資源。目前世界上水力發(fā)電還處于起步階段。
2、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)生非氣候性的漲潮和落潮現(xiàn)象,形成潮汐。潮汐蘊(yùn)含著巨大能量,既可以用來推動(dòng)機(jī)械裝置,又可以用來發(fā)電。
此外,由于海水表層和深層間的存在很大的溫差,利用這種溫差也可以發(fā)電。法國已經(jīng)建成了世界上第一座溫差發(fā)電站,發(fā)電容量為14,000kW。
3、風(fēng)能:利用風(fēng)的機(jī)械能發(fā)電,風(fēng)能是一種重要的自然能源。據(jù)有關(guān)專家估算,在全球邊界層內(nèi)的總能量為×1015瓦,一年中約
5、為×1016千瓦時(shí)電力的能量,相當(dāng)于目前全世界 每年所燃燒能量的3000倍。其中1/10為可取用的極限量。
風(fēng)能的優(yōu)點(diǎn)是:總能量巨大,利用簡單、無污染、可再生。缺點(diǎn)是:能量密度低、不穩(wěn)定性大,連續(xù)性、可靠性差,時(shí)空分布不均勻。
4、沼氣:利用厭氧微生物在密閉條件下分解有機(jī)物,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。生成沼氣的原料本身就是各種廢棄物,生產(chǎn)過程可以減少垃圾的數(shù)量。
在農(nóng)村到處可以看到許多生物質(zhì)的廢棄物,如人畜糞便、秸稈、雜草和不能食用的果蔬,等等。將這些廢棄物收集起來,經(jīng)過細(xì)菌發(fā)酵可以產(chǎn)生沼氣,用沼氣做燃料和照明,也可以
6、發(fā)電。
5、太陽能:太陽能是一種可廣泛利用的清潔能源。我們目前的利用方式主要是兩種??
一是將陽光聚焦,將光能轉(zhuǎn)化為熱能。在日照充分的地方,人們在生產(chǎn)和生活中已大量使用太陽灶、干燥器和太陽能熱水器。
二是將太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能,再用化學(xué)能發(fā)電。比較常見的光電池是硅電池。許多電子計(jì)算器和其他小型電子儀器現(xiàn)在已經(jīng)采用太陽能電池供電,人造衛(wèi)星和宇宙飛船更是主要依靠太陽能電池來提供電力。
但是陽光在達(dá)到地面以前要經(jīng)過大氣的反射、散射和吸收,能量損失較大,加上陰天、晝夜變化和雨雪等降水過程的影響,目前地面上利用日光發(fā)電受到一定限制。
無論是生物質(zhì)能、風(fēng)能,還是水力、溫差和潮汐能,歸根結(jié)
7、底都是太陽能的轉(zhuǎn)化形式。即使礦物燃料,也是通過生物的化石形式保存下來的億萬年以前的太陽能。
6、地?zé)崮埽河玫責(zé)岵膳?、將地?zé)嵊糜谵r(nóng)業(yè)、水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)、工業(yè)生產(chǎn)等,在全世界范圍內(nèi)受到關(guān)注。。
利用地?zé)崮?,占地很少,無廢渣、粉塵污染,用后的棄水既可綜合利用,又可回注到地下儲(chǔ)層,達(dá)到增加壓力、保護(hù)儲(chǔ)層、保護(hù)地?zé)豳Y源的雙重目的。*據(jù)美國地?zé)豳Y源委員會(huì) 1990年的調(diào)查,世界上18個(gè)國家有地?zé)岚l(fā)電,總裝機(jī)容量兆瓦,裝機(jī)容量在100兆瓦以上的國家有美國、菲律賓、墨西哥、意大利、新西蘭、日本和印尼。我國的地?zé)豳Y 源也很豐富,但開發(fā)利用程度很低。主要分布在云南、西藏、河北等省區(qū)。除以上利用外,從熱水中還可提取鹽類、有益化學(xué)組分和硫磺等。
7、核能:鈾在自然界中有三種放射性同位素:U235、U238、U234 ,在衰變過程中放出熱量。在軍事上鈾主要用來制造核武器和核動(dòng)力燃料。鈾的和平用途十分廣泛,其中最主要的是用作核電反應(yīng)堆的燃料。
由于核電具有發(fā)電成本低、對(duì)環(huán)境污染小和安全等優(yōu)點(diǎn),世界各國,尤其是工業(yè)發(fā)達(dá)的國家和地區(qū)都大力發(fā)展核電,估計(jì)到XX年核電將達(dá)到世界總發(fā)電量的25%左右。我國已建成秦山、大亞灣核電站,目前還有多處正在籌建。
大自然賜給人類的綠色能源儲(chǔ)量豐富,只要我們科學(xué)開發(fā),合理利用,必將對(duì)人類做出前所未有的貢獻(xiàn)。
專心---專注---專業(yè)