第4节-能源与可持续发展课件.ppt
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- 能源 可持续发展 课件
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1、高中物理第第4 4节能源与可持续发展节能源与可持续发展高中物理教师备课参考教师备课参考|核心素养养成目标核心素养养成目标|物理观念物理观念1.1.了解能量转化和转移的方向性了解能量转化和转移的方向性.2.2.了解能源对人类社会发展的重要意义了解能源对人类社会发展的重要意义,了解能源的使用与环境污染的了解能源的使用与环境污染的关系关系.3.3.知道可持续发展的意义知道可持续发展的意义.科学思维与科学探究科学思维与科学探究1.1.通过能量的转化和转移的举例与分析通过能量的转化和转移的举例与分析,认识效率认识效率.2.2.通过能源与可持续发展的学习通过能源与可持续发展的学习,知道合理使用能源的重要性
2、知道合理使用能源的重要性.科学态度与责任科学态度与责任1.1.具有可持续发展的观念具有可持续发展的观念,养成节能的习惯养成节能的习惯.2.2.关注能源与可持续发展问题关注能源与可持续发展问题,让学生认识科学技术、社会、环境的关系让学生认识科学技术、社会、环境的关系.高中物理|教学重难点教学重难点|教学重点教学重点能量转化和转移的方向性能量转化和转移的方向性教学难点教学难点能量转化和转移的方向性在实际问题中的应用能量转化和转移的方向性在实际问题中的应用.高中物理感悟解题规律感悟解题规律探寻基本知识探寻基本知识测评学习效果测评学习效果高中物理探寻基本知识探寻基本知识树立物理观念树立物理观念知识点一
3、知识点一 能量转化和转移的方向性能量转化和转移的方向性 【情境导学情境导学】1.1.热量能从低温物体传到高温物体吗热量能从低温物体传到高温物体吗?需要什么途径需要什么途径?试举一例试举一例.答案答案:能能.但不可能自动地进行但不可能自动地进行,需要通过做功的方式来进行需要通过做功的方式来进行,如冰箱如冰箱.2.2.内能能全部转化为机械能吗内能能全部转化为机械能吗?热机的效率为何不能实现热机的效率为何不能实现100%?100%?答案答案:不能全部转化不能全部转化.热机中的工作物质从高温热源吸收的热量只能有一部热机中的工作物质从高温热源吸收的热量只能有一部分用于做功而转化为机械能分用于做功而转化为
4、机械能,其余的要向低温热源放出其余的要向低温热源放出.高中物理【知识梳理知识梳理】1.1.机械能与内能间转化的方向性机械能与内能间转化的方向性物体的机械能可以自动地全部转化为内能物体的机械能可以自动地全部转化为内能,但内能但内能 自动地、并自动地、并不引起任何变化地完全变为机械能不引起任何变化地完全变为机械能.2.2.热传递过程的方向性热传递过程的方向性:内能总是自动地从内能总是自动地从 物体向物体向 物体转物体转移移,而不可能而不可能 从低温物体向高温物体转移从低温物体向高温物体转移.3.3.热机热机(1)(1)热机是将内能转化为热机是将内能转化为 的装置的装置.(2)(2)热机中的工作物质
5、从高温热源吸收的热量热机中的工作物质从高温热源吸收的热量,只能有一部分用于做功只能有一部分用于做功,其其余的要向低温热源放出余的要向低温热源放出,所以热机的效率所以热机的效率 达到达到100%.100%.不可能不可能高温高温低温低温自动地自动地机械能机械能不可能不可能高中物理4.4.结论结论:自然界实际进行的与热现象有关的一切宏观过程都是有自然界实际进行的与热现象有关的一切宏观过程都是有 的的不可逆的过程不可逆的过程.【思考判断思考判断】1.1.自然界的总能量不变自然界的总能量不变,但利用能量时是有方向性的但利用能量时是有方向性的.(.()2.2.热机效率的提高仍然大有潜力可挖热机效率的提高仍
6、然大有潜力可挖.(.()3.3.热机的效率可以达到热机的效率可以达到100%.(100%.()方向性方向性 高中物理知识点二知识点二能源开发与可持续发展能源开发与可持续发展【情境导学情境导学】1.1.由于能量是守恒的由于能量是守恒的,所以能源危机是不可能发生的所以能源危机是不可能发生的,这种看法对吗这种看法对吗?答案答案:不对不对.这是由于在许多情况下这是由于在许多情况下,能量的利用过程是不可逆的能量的利用过程是不可逆的.2.2.所谓的所谓的“低碳低碳”就是减少二氧化碳的排放就是减少二氧化碳的排放,你知道怎样才能减少二氧你知道怎样才能减少二氧化碳的排放吗化碳的排放吗?答案答案:改变能源结构改变
7、能源结构,提高能源利用效率提高能源利用效率,开发和维护清洁能源、减少环开发和维护清洁能源、减少环境污染境污染.高中物理【知识梳理知识梳理】1.1.珍惜能源珍惜能源:能量的利用过程是能量的利用过程是 的的,因此我们要珍惜现有的能因此我们要珍惜现有的能源源,要尽力提高现有能源的要尽力提高现有能源的 .2.2.发展的需求与环境问题的矛盾发展的需求与环境问题的矛盾:随着社会的发展随着社会的发展,对能源的需求量越来对能源的需求量越来越大越大,因此对环境的破坏也就越大因此对环境的破坏也就越大.3.3.人类社会持续发展的意义人类社会持续发展的意义:发展不仅是满足当代人的需要发展不仅是满足当代人的需要,还应考
8、虑不还应考虑不损害后代的需要损害后代的需要.【思考判断思考判断】1.1.能量是守恒的能量是守恒的,所以生产中不用节能降耗所以生产中不用节能降耗.(.()2.2.将煤做燃料供暖改进为用天然气做燃料供暖彻底实现了环境保护将煤做燃料供暖改进为用天然气做燃料供暖彻底实现了环境保护.()3.3.可持续发展要求人类要开发和推广清洁能源可持续发展要求人类要开发和推广清洁能源.(.()不可逆不可逆利用效率利用效率 高中物理要点一要点一感悟解题规律感悟解题规律培养科学思维培养科学思维对能量转化和转移方向性的理解对能量转化和转移方向性的理解 1.1.关于方向性的理解关于方向性的理解能量的转化和转移并不是任意的能量
9、的转化和转移并不是任意的,而是具有方向性的而是具有方向性的,具体表现在具体表现在:(1)(1)热传递的方向性热传递的方向性在热传递过程中在热传递过程中,内能总是自动地从高温物体向低温物体转移内能总是自动地从高温物体向低温物体转移,而不可能而不可能自动地从低温物体向高温物体转移自动地从低温物体向高温物体转移.热量从低温物体传到高温物体热量从低温物体传到高温物体,必须要通过做功的方式来进行必须要通过做功的方式来进行.(2)(2)机械能与内能转化的方向性机械能与内能转化的方向性机械能可以全部转化为内能机械能可以全部转化为内能,但内能就不可能自动地全部转化为机械能而但内能就不可能自动地全部转化为机械能
10、而不引起其他变化不引起其他变化.高中物理2.2.关于关于“自动自动”的理解的理解不需要任何第三者的介入、不会对任何第三者产生任何影响不需要任何第三者的介入、不会对任何第三者产生任何影响,热量就会从热量就会从高温物体传向低温物体高温物体传向低温物体,这就是这就是“自动自动”的方向的方向.机械能可以全部转化为内能机械能可以全部转化为内能,但相反的过程不可能自动地进行而不引起任但相反的过程不可能自动地进行而不引起任何变化何变化.3.3.热现象热现象它是与温度有关的现象它是与温度有关的现象,在自然界中凡是与热现象有关的一切宏观过程都在自然界中凡是与热现象有关的一切宏观过程都是有方向的是有方向的,不可逆
11、的不可逆的.高中物理【典例典例1 1】地球上有大量的海水地球上有大量的海水,若使海水温度降低若使海水温度降低0.1 0.1 就能释放出就能释放出5.85.810102323 J J的热量的热量.有人设想一热机将海水放出的热量完全转化为机械能有人设想一热机将海水放出的热量完全转化为机械能,这种使内能转化成机械能的机器是不能实现的这种使内能转化成机械能的机器是不能实现的,其原因是其原因是()A.A.内能不能转化成机械能内能不能转化成机械能B.B.内能转化成机械能不满足能量守恒定律内能转化成机械能不满足能量守恒定律C.C.只从单一热源吸收热量并完全转化成机械能而不引起其他变化的机器不只从单一热源吸收
12、热量并完全转化成机械能而不引起其他变化的机器不满足能量转化和转移的方向性满足能量转化和转移的方向性D.D.上述三种原因都不正确上述三种原因都不正确C C 高中物理解析解析:逐项分析如下逐项分析如下:选项选项诊断诊断结论结论A A内能可以转化为机械能内能可以转化为机械能,如热机如热机B B内能转化成机械能的过程满足能量守内能转化成机械能的过程满足能量守恒定律恒定律C C不可能从单一热源吸热并把它全部用不可能从单一热源吸热并把它全部用来做功来做功,而不引起其他变化而不引起其他变化D DC C项说法是正确的项说法是正确的高中物理规律方法规律方法 能量转化和转移的方向性能量转化和转移的方向性自自然界中
13、一切与热现象有关的实际宏观过程都具有方向性然界中一切与热现象有关的实际宏观过程都具有方向性,内能与机械内能与机械能的转化也具有方向性能的转化也具有方向性.高中物理(教师备用教师备用)例例1 1-1:1:下列说法中正确的是下列说法中正确的是()A.A.电动机是把电能全部转化为机械能的装置电动机是把电能全部转化为机械能的装置B.B.热机是将内能全部转化为机械能的装置热机是将内能全部转化为机械能的装置C.C.若将所有海水的温度都降低若将所有海水的温度都降低1,1,就能获得巨大的能量就能获得巨大的能量,我们可以通过我们可以通过这种途径来获得能量这种途径来获得能量D.D.虽然不同形式的能量可以相互转化虽
14、然不同形式的能量可以相互转化,但不可能将已转化成内能的能量全但不可能将已转化成内能的能量全部收集起来加以利用部收集起来加以利用D D 高中物理解析解析:电动机把大部分电能转化为机械能电动机把大部分电能转化为机械能,还有一部分转化为内能消耗还有一部分转化为内能消耗在电路上在电路上,故故A A错错;热机并不能将内能全部转化为机械能热机并不能将内能全部转化为机械能,故故B B错错;由于热由于热传递有方向性传递有方向性,所以不可能通过使海水降温来获得巨大的能量所以不可能通过使海水降温来获得巨大的能量,故故C C错错;由于能量耗散由于能量耗散,各种形式的能量各种形式的能量,一旦转化为内能一旦转化为内能,
15、就无法全部收集起就无法全部收集起来加以利用来加以利用,故故D D正确正确.高中物理针对训练针对训练1 1-1 1 (多选多选)下列过程中下列过程中,可能实现的是可能实现的是()A.A.水温度自动下降时释放的内能全部转化为机械能水温度自动下降时释放的内能全部转化为机械能B.B.利用不同深度的海水温度不同来制造一种机器利用不同深度的海水温度不同来制造一种机器,把海水的内能转化为机把海水的内能转化为机械能械能C.C.在粗糙水平面上运动的物体在粗糙水平面上运动的物体,它的动能转化为内能它的动能转化为内能,使物体温度升高使物体温度升高D.D.静止在光滑水平面上的物体静止在光滑水平面上的物体,温度降低时释
16、放的内能可以转化为物体的温度降低时释放的内能可以转化为物体的动能动能,使物体运动起来使物体运动起来解析解析:内能转化为机械能需要特定的装置内能转化为机械能需要特定的装置(热机热机),),不可能自动地将内能不可能自动地将内能转化为机械能转化为机械能,所以选项所以选项A,DA,D错误错误;不同深度的海水温度不同不同深度的海水温度不同,存在两个存在两个热源热源,利用机器将热量从高温热源向低温热源传递的过程中利用机器将热量从高温热源向低温热源传递的过程中,同时将一同时将一部分内能转化为机械能部分内能转化为机械能,所以选项所以选项B B正确正确;机械能由于摩擦力做功转化机械能由于摩擦力做功转化为内能为内
17、能,所以选项所以选项C C正确正确.BC BC 高中物理要点二要点二 能源的开发和环境问题能源的开发和环境问题 1.1.能源能源凡是能够提供可利用能量的物质统称为能源凡是能够提供可利用能量的物质统称为能源.(1)(1)常规能源常规能源:煤、石油、天然气煤、石油、天然气.常规能源的储量是有限的常规能源的储量是有限的.(2)(2)绿色能源绿色能源:在释放能量或能量转化的过程中对环境不造成污染的能源在释放能量或能量转化的过程中对环境不造成污染的能源.例如例如:风能、水能、太阳能、氢能、生物质能等风能、水能、太阳能、氢能、生物质能等.2.2.环境问题环境问题常规能源的大量消耗会产生严重的环境污染及危害
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