1、目标导航,预习导引,目标导航,预习导引,一,二,三,四,一、能源与环境 1.能源:能够提供可利用能量的物质.人们把煤、石油、天然气叫做常规能源,也叫化石能源.核能、太阳能、潮汐能、地热能等属新能源. 能源的分类:不可再生能源,如煤、石油、天然气等;可再生能源,如风能、水能等. 2.能源带来的环境问题:大量消耗常规能源产生的大气污染对全球气候和生态环境系统产生的影响,最为突出的是温室效应和酸雨.,目标导航,预习导引,一,二,三,四,二、温室效应 1.成因:温室效应是人类过多排放二氧化碳,干扰了地球的热量平衡造成的. 2.危害:导致全球变暖,会引起海平面上升、气候变化和疾病增多等. 3.改善措施:
2、(1)提高能源利用率.(2)开发新能源.,目标导航,预习导引,一,二,三,四,三、酸雨 1.成因:大气中酸性污染物质,如二氧化硫、氮氧化物等,在降水过程中溶入雨水,使其成为酸雨.煤炭中含有较多的硫,燃烧时产生二氧化硫等物质. 2.危害:酸雨影响人的健康,危害生态系统,使土壤酸化和贫瘠,腐蚀建筑物和艺术品等. 3.防止:(1)健全法规,强化管理,控制排放.(2)发展清洁煤技术,减少燃烧过程中SO2的排放.(3)通过改造发动机,安装汽车尾气净化器,用无铅汽油代替含铅汽油等手段,控制汽车尾气排放.,目标导航,预习导引,一,二,三,四,四、能量降退与节约能源 1.能量降退 当机械能、电能、化学能等转变
3、为周围环境的内能后,我们无法把这些分散的内能重新收集起来加以利用,这些弥散在空间的能量可利用程度很低,通俗地说,这些能量“变质”或贬值了.这种能量可利用程度降低的现象称为能量降退. (1)能量降退从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性. (2)能量降退虽然不会使能的总量减少,却会导致能量可利用程度降低,它实际上将能量从高度有用的形式降级为不大有用的形式.煤、石油、天然气等能源储存着高品质的能量,在利用它们的时候,高品质的能量释放出来并最终转化为低品质的内能. 2.能量虽然不会减少但能源会越来越少,所以要节约能源.,目标导航,预习导引,一,二,三,四,既然能量是守恒的,我们为什么还要
4、节约能源? 答案:能量是守恒的,但能量降退却导致能量可利用程度降低.可见,虽然能量不会减少,但方便使用的能源会越来越少,所以要节约能源.,对能源的认识 1.能源的分类,知识精要,思考探究,典题例解,迁移应用,知识精要,思考探究,典题例解,迁移应用,知识精要,思考探究,典题例解,迁移应用,2.能源与人类社会发展、环境的关系 (1)能源的重要性:能源是社会存在与发展永远不可或缺的必需品,是国民经济的物质基础,它与材料、信息构成现代社会的三大支柱. (2)化石能源:人们把煤、石油、天然气等化石能源叫做常规能源.目前,人类消耗的能量主要来自常规能源. 化石能源的储藏是有限的. 化石能源的大量消耗带来了
5、环境问题: a.温室效应:大量燃烧石油、煤炭、天然气等产生的二氧化碳气体,增加了大气中二氧化碳的含量,由于二氧化碳对长波的辐射有强烈的吸收作用,像暖房的玻璃一样,只准太阳光的热辐射进来,不让室内长波热辐射出去,使地球气温上升,这种效应叫温室效应.温室效应导致的全球变暖会引起海平面上升、气候变化和疾病增多.,知识精要,思考探究,典题例解,迁移应用,b.酸雨: 酸雨是指pH小于5.6的雨、雪或其他形式的大气降水.形成酸雨的主要原因是工农业生产及生活释放到大气中的二氧化硫等物质使雨水酸度升高,形成“酸雨”,腐蚀建筑物、酸化土壤. c.光化学烟雾: 内燃机工作时的高温使空气和燃料中的多种物质发生化学反
6、应,产生氮氧化物和碳氢化合物.这些化合物在大气中受到紫外线的照射,产生二次污染物质光化学烟雾(主要成分是臭氧).这些物质有毒,能引起人的多种疾病. 另外常规能源燃烧时产生的浮尘也是一种污染.,知识精要,思考探究,典题例解,迁移应用,3.开发新能源 开发的新能源主要有太阳能、生物质能、风能、水能等. (1)太阳能:是取之不尽、用之不竭的.同时太阳能是一种清洁能源,不会污染环境. (2)生物质能:生物质能指绿色植物通过光合作用储存在生物体内的太阳能,储存形式是生物分子的化学能. (3)风能:为了增加风力发电的功率,通常把很多风车建在一起,成为“风车田”.我国的新疆、内蒙古等地已经开始大规模利用风力
7、发电. (4)水能:水是可再生的.水力发电对环境的影响小,发电成本低.,知识精要,思考探究,典题例解,迁移应用,1.化石能源的大量消耗会带来很多环境问题,如温室效应、酸雨、光化学烟雾等.请谈一谈它们的危害. 答案:(1)温室效应使两极的冰雪融化,海平面上升,淹没沿海城市,使海水倒流,从而使耕地盐碱化. (2)酸雨对人类是有害的,首先危害人体健康:由于酸雨可溶解空气及土壤中的重金属粒子,使其变成对人体有害的物质,人饮用了这种水就会诱发各种疾病;其次使土壤酸度增加从而危害植物的正常生长,使土壤沙化;河流湖泊酸化后就影响水生物及鱼类的生长等,严重破坏生态环境;再者酸雨是强腐蚀剂,能腐蚀建筑材料. (
8、3)光化学烟雾有毒,能引起人的多种疾病.,知识精要,思考探究,典题例解,迁移应用,2.如图是锅炉工作时的外景,从节约能源和环境保护角度来看,分析存在的主要问题是什么.答案:由题图中的浓烟滚滚,可以发现存在的主要问题有两个:一是燃料燃烧不充分,且烟气带走大量的热量,造成能量损失;二是造成大气污染.,知识精要,思考探究,典题例解,迁移应用,【例题】 能源问题是人类面临的重大课题,寻找新的、无污染的能源是人们努力的方向,利用潮汐发电即为一例.如图表示的是利用潮汐发电的简单示意图,左边为陆地和海湾,中间为大坝,其下有通道,水经通道可带动发电机发电.涨潮时,水进入海湾,待内外水面高度相同,堵住通道,如图
9、甲所示;潮落至最低点时放水发电,如图乙所示;待内外水面高度相同,再堵住通道,直到下次涨潮至最高点,又放水发电,如图丙所示.设海湾面积为5.0107 m2,高潮与低潮间高度差为3.0 m,则一天内水流的平均功率为 MW.(g取10 m/s2,每天两次涨潮,四个发电时间段)(导学号51140038),知识精要,思考探究,典题例解,迁移应用,解析:每次涨潮时流进海湾(落潮时流出海湾)的海水的重力mg=Shg=1.01035.0107310 N=1.51012 N. 其高度变化为h=1.5 m, 每次落潮海水重力势能的减少量 Ep=mgh=1.510121.5 J=2.251012 J. 一天内水流做
10、功的功率答案:100,知识精要,思考探究,典题例解,迁移应用,知识精要,思考探究,典题例解,迁移应用,(多选)下列对能量耗散的理解,正确的有( ) A.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 C.能量耗散说明能量不能凭空产生,但可以凭空消失 D.能量耗散从能量角度反映出自然界的宏观过程具有方向性 答案:BD 解析:在发生能量转化的宏观过程中,其他形式的能量最终会转化为流散到周围环境的内能,无法再回收利用,这种现象叫能量耗散.能量耗散并不违反能量守恒定律,宇宙中的能量既没有减少,也没有消失,它只从能量角度反映出自然界的宏观过程具有方向性,故A、C错.,案例探究,方法规律,开发新
11、能源 某地的风速约为v=20 m/s,设空气密度为=1.3 kg/m3,如果能利用该强风进行发电,并将其动能完全转化为电能,现考虑用横截面积S=20 m2的风车(风车车叶转动形成圆面面积为S),求:(导学号51140039) (1)利用上述已知量计算电功率的表达式; (2)电功率的大小.(取3位有效数字) 点拨可假设一段时间t,先求t时间内吹过风车的空气的质量,再求其动能,最后由 求功率.,案例探究,方法规律,案例探究,方法规律,本题是新型能源风能发电的模型,考查了动能、功率、能的转化等知识.计算过程中要注意构建正确的气流柱体模型,理清各物理量间的关系,就可以使用能量守恒定律正确解题. 解决能源问题首先要根据题意建立相关物理模型,运用能量守恒及其他相关知识解决问题.,
