1、5.3 可持续发展战略,一、能源, 从来源上分,来自地球以外 （主要是太阳）,煤、石油、天然气等,风能、水能,草木燃料,生物能,沼气,地球本身蕴藏,地月作用产生,地热能,2、分类：,一切能量的来源都可以视为能源。,原子核能,1、定义：,潮汐能,按可否被广泛利用分为,按原有形态 是否改变分为,一次能源：核能、草木燃料等,二次能源：电能、氢能源等,按能否“再生”分为,可再生能源：水能、风能等,非再生能源：石油、煤等,新能源：核能、太阳能、风能、地热能、海洋能等,常规能源：煤、石油、天然气等,一、能源,2、分类：,1、定义：,自然界中存在的并能够提供能量的资源。,3、自然界常见的提供能量的资源：,存
2、在于 自然界,物质,物质运动,能量,太 阳 辐 射 能,大气升温不均匀,形成风（空气动能）,使水循环,形成水流（水流能）,被微生物、 绿色植物吸收,使用太阳灶,使大地变热,被海水吸收,太阳辐射,地球上各种能源,形成洋流（波浪能）,4、太阳能：,（内能）,（内能）,看下列三则材料，思考什么是能源危机？,（3）国际能源机构统计，地球上主要资源的可使用年限为：,（2）我国的能源结构,（1）我国和世界的能源消耗,5、能源危机,石油40年,天然气50年,煤240年,太阳能,氢能,沼气,地热,潮汐,可燃冰,6、开发新能源,（1）太阳能,太阳灶,太阳能热水器,太阳能发电装置,航天器,（2）氢能源,（3）沼气
3、,冰岛地热,西藏羊八井地热电站，是我国最大的地热电站,（4）地热能,（5）潮汐能,潮汐的形成,浙江温岭江厦潮汐发电站，是世界第三大潮汐发电站。,（6）可燃冰,资源丰富的南海,天然气水合物 分布于深海沉积物或陆域的永久冻土中 由天然气与水在高压低温条件下形成，外观像冰 遇火即可燃烧 不易开采 新华社消息 南海北部的可燃冰储量达到我国陆上石油总量的一半左右，有望在2015年进行试开采。,1、小轿车能量的转化效率,二、能量的转化,2、能量转化和转移的方向性,（1）对方向性的理解,不可能将热从低温热源转移到高温热源而不产生其它影响。,（2）热力学第二定律,不可能从单一热源取热使之完全转换为有用的功而不
4、产生其他影响。,第二类永动机不可能实现。,三、能源与环境,常规能源过度消耗带来的环境问题,科学家通过计算和测定发现，每分钟射到垂直于阳光的厘米2地球表面上的能量有8.16焦太阳常数。请你计算一下，每分钟射到地球上的能量是多少？地球上接受太阳辐射的总功率为多少？,四、太阳能和风能的计算,1、地球上接收的太阳能的计算,2、太阳辐射的总能量的计算,当太阳的辐射能传到地球表面时，这个球面的半径为R日地，地面接收太阳能的装置与阳光垂直时，它的受光面积s0认为是球面的一部分。设它接收的能量为E0，则太阳辐射的总能量为：,模型：将太阳辐射的能量看作是向四周等速传播，同一时刻的能量传播到以太阳为球心的球面上。
5、,R日地,s,设风速为v，则在垂直于v的方向面积s上，在时间t内通过的空气的长度为vt，因此，这部分风的动能为：,3、风能的计算,五、作业,1、某地的平均风速为5m/s，已知空气密度是1.2kg/m3，有一风车，它的车叶转动时可形成半径为12m的圆面，如果这个风车能将此圆内10%的气流的动能转变为电能，则该风车带动的发电机功率是多大？ 2、取一个横截面积是3dm2的不高的圆筒，筒内装水0.6kg，用来测量射到地面的太阳能。在太阳光垂直照射2min后，水的温度升高了1 。 (1)计算在阳光直射下，地球表面每平方厘米每分钟获得的能量。 (2)已知射到大气顶层的太阳能只有45%到达地面，另外55%被
6、大气吸收和反射而未到达地面，你能由此估算出太阳辐射的功率吗？需要什么数据，自己去查找。,1解析：首先可以求出在时间t内作用于风车的气流质量为,故风车带动发电机发电的功率为：,转变的电能为：,这些气流的动能为：,2解析：(1)圆筒内的水经过2分钟照射后，内能的增加为: EQcmt4.21030.61 J2.5103 J 每分钟获得的能量为： EE/2=1.25103 J/min 每分钟每平方厘米获得的能量为： E0E/s=4.2J/(cm2min) (2)以太阳为球心，以日地距离r为半径作一个球面，则在此球面的每平方厘米面积上每秒钟接收到的太阳能(即射到大气顶层的太阳能)为:太阳的辐射能向四面八方是均匀辐射的，则上述球面每秒钟接收到的太阳能，即为太阳的辐射功率P为：,
