物理九年級全冊第4節(jié) 能源與可持續(xù)發(fā)展一等獎ppt課件

這是一份物理九年級全冊第4節(jié) 能源與可持續(xù)發(fā)展一等獎ppt課件，共59頁。PPT課件主要包含了學(xué)習(xí)目標(biāo)，導(dǎo)入新課，能源消耗對環(huán)境的影響，能源與可持續(xù)發(fā)展，課堂總結(jié)，課堂練習(xí)，動手動腦學(xué)物理，PART01，PART02，PART03等內(nèi)容，歡迎下載使用。
歷史上許多民族都將太陽作為頂禮膜拜的神明。如果沒有太陽，地球就會處在黑暗和冰冷的長夜中，也不會孕育出任何生命。實際上，宇宙中除了太陽還有無數(shù)的恒星，那些恒星離我們非常遙遠(yuǎn)，所以看起來沒有太陽那么大、那么亮。太陽是離地球最近的一顆恒星。許多恒星比太陽還大。每顆恒星都在釋放巨大的能量，它們每時每刻都在向外輻射著驚人的光和熱 。太陽和其他恒星為什么會輻射如此巨大的能量？人類利用的能量都是由太陽提供的嗎？人類使用的能量是無窮無盡的嗎？讓我們在本章中一起探索這些有趣的問題吧！
1. 知道能量的轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化都是有方向性的。2. 認(rèn)識伴隨大量能源消耗對環(huán)境的影響問題，對于能源開發(fā)利用有可持續(xù)發(fā)展的意識。3. 了解未來理想能源的特征。
想一想：（1）化石能源是現(xiàn)代人類文明所需的主要能源。按現(xiàn)在的能源消耗，世界上的石油、天然氣和煤等化石能源將在幾十年至200年內(nèi)逐漸耗盡。
由于它們屬于不可再生的資源，等到那一天，我們?nèi)祟愑謺檬裁矗?br/>（2）我們知道，自然界中的能量在轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化過程中是守恒的。按照這個規(guī)律推理，那么地球上的能量就不會減少了，但是為什么全人類還需要節(jié)約能源？為什么還要發(fā)展尋找新的理想能源?這節(jié)課我們一起學(xué)習(xí)這些知識。
能量轉(zhuǎn)移和能量轉(zhuǎn)化的方向性
1. 能量轉(zhuǎn)移具有方向性（1）探究能量轉(zhuǎn)移具有方向性①實例一：把一杯水放到溫度較高的環(huán)境中，水是否會自動變熱？把水放到溫度較低的環(huán)境中，水是否會自動變熱？【現(xiàn)象】若把水放到溫度較高的環(huán)境中，水吸收熱量，溫度升高，內(nèi)能增加。若把水放到溫度較低的環(huán)境中，水放出熱量，溫度降低，內(nèi)能減少。水的內(nèi)能會傳給空氣，水不會變熱。【分析】這是因為在熱傳遞的過程中，熱量只能自發(fā)地從高溫物體轉(zhuǎn)移到低溫物體，而不能自發(fā)地從低溫物體轉(zhuǎn)移到高溫物體。
你見過生活中熱量從低溫物體轉(zhuǎn)移到高溫物體的嗎？②實例二：如果要使熱量從低溫物體轉(zhuǎn)移到高溫物體，就需要消耗其他形式的能量。例如，電冰箱工作時將熱量從溫度較低的內(nèi)部轉(zhuǎn)移到溫度較高的外部，需要消耗額外的電能。（2）探究歸納在熱傳遞的過程中，能量總是自發(fā)地從高溫物體轉(zhuǎn)移到低溫物體，不能相反。
結(jié)論：能量的轉(zhuǎn)移具有方向性.
2. 能量轉(zhuǎn)化具有方向性（1）探究能量轉(zhuǎn)化具有方向性 ①實例一：火力發(fā)電廠把煤中貯存的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，供生產(chǎn)和生活用。用電器將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能、光能、機械能多種形式的能后，但是這些能量無法再變回可以被利用的能源。
②實例二：汽車制動時，由于摩擦，動能轉(zhuǎn)化成了輪胎、地面和空氣的內(nèi)能，但這些能量不能自動地收集起來再次驅(qū)動汽車。這些能量雖然沒有消失，但也不能再被我們利用。
（2）探究歸納：能量的轉(zhuǎn)化具有方向性。3. 綜合上述探究可得出結(jié)論
結(jié)論：能量的轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化具有方向性.
3. 節(jié)約能源能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移都是有方向性的，人們是在能量的轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程中利用能量的。因此，不是所有的能量都可以利用。能源的利用是有條件的，我們所能利用的能源是有限的，所以需要節(jié)約能源。
【例題1】如圖甲所示，用兩個玻璃杯做“棉紗滴水實驗”，過一段時間后_____（選填“a”或“b” ）杯中的棉紗末端有水滴出。圖乙為某轎車輸出的能量與輸入能量之間的關(guān)系圖，圖中損失的化學(xué)能可以使質(zhì)量為8kg的水溫度升高_____℃[水的比熱容為4.2×103 J/（kg?℃）]。轎車剎車時，由于摩擦，轎車損失的機械能不能自動地集起來再次開動轎車，這說明能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移具有_________ 。
人類消耗各種能源時給自己帶來了便利，也給自己造成了麻煩，不可避免地對環(huán)境造成影響，對環(huán)境造成了污染。想一想：能源消耗對環(huán)境有哪些影響？
化石能源是現(xiàn)代的主要能源。化石燃料在燃燒利用過程中, 產(chǎn)生的各種氣體與固體廢物和余熱對環(huán)境造成污染。
（1）熱污染 化石能源通過燃燒轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，相當(dāng)一部分內(nèi)能沒有被有效利用，從而造成了熱污染。汽車尾氣是造成空氣污染和城市熱島效應(yīng)的罪魁禍?zhǔn)字弧?br/>城市里，大量煙塵和廢氣阻礙了地表熱量向外輻射。另外，城市中的建筑物、混凝土和瀝青路面，改變了地表的反射率和蓄熱能力，使得城市氣溫比周圍農(nóng)村的高。
1. 能源消耗對環(huán)境的影響，主要體現(xiàn)在以下幾個方面
一座1.0×107kW燃煤電廠，每年燃煤約3.5×106t，向大氣排放二氧化碳、二氧化硫、微塵及其他致病的有害物質(zhì)可達1.09×106t.
（2）大氣污染化石能源在使用中會產(chǎn)生一氧化碳、二氧化硫、氮氧化合物、粉塵等，會造成大氣的污染，形成酸雨，導(dǎo)致水、土壤的酸化，對植物、建筑物、金屬構(gòu)件造成危害.
①酸雨酸雨是指pH小于5.6的雨雪或其他形式的降水。 雨、雪等在形成和降落過程中，吸收并溶解了空氣中的二氧化硫、氮氧化合物等物質(zhì)，形成了pH低于5.6的酸性降水。
酸雨主要是人為的向大氣中排放大量酸性物質(zhì)所造成的。例如燃料燃燒生成的二氧化硫、氮氧化物、粉塵和一氧化碳等有害物質(zhì)。
酸雨可導(dǎo)致土壤酸化。土壤酸化后，可加速土壤中含鋁的原生和次生礦物風(fēng)化而釋放大量鋁離子，形成植物可吸收的形態(tài)鋁化合物。植物長期和過量的吸收鋁，會中毒死亡。
酸雨能使非金屬建筑材料表面硬化、水泥溶解，出現(xiàn)空洞和裂縫，導(dǎo)致強度降低，建筑材料變臟、變黑，損壞建筑物。
（3）溫室效應(yīng)溫室效應(yīng)是指透射陽光的空間由于與外界缺乏熱對流而形成的保溫效應(yīng)。大氣中的二氧化碳就像一層厚厚的玻璃，給地球穿上了一件保暖羽絨服。而燃料燃燒產(chǎn)生的大量二氧化碳，大大加劇了地球的溫室效應(yīng)。
溫室效應(yīng)會造成全球氣候變暖，冰川融化，海平面上升，出現(xiàn)極端高溫、干旱、颶風(fēng)、許多生物物種滅絕，也給人類帶來直接威脅。
（4）生態(tài)破壞一些欠發(fā)達地區(qū)過分依靠柴薪能源，破壞了森林和植被，加劇水土流失和土地荒漠化。
（5）有害輻射核能的開發(fā)和利用，也不是絕對清潔和安全的，處理不當(dāng)或遇到特殊情況（如地震）發(fā)生核泄漏時，會對環(huán)境造成嚴(yán)重的輻射危害.
2011年3月12日，地震導(dǎo)致福島第一核電站、第二核電站電廠的放射性物質(zhì)泄漏到外部。
（6）廢物污染煤、柴薪等能源在使用后，會產(chǎn)生廢物，對環(huán)境也會造成一定的污染.
想想議議：在消耗各種能源時，對環(huán)境造成怎樣的破壞呢？用“√”表示大量消耗能源對環(huán)境會有明顯的破壞，用“×”表示對環(huán)境不會造成明顯的破壞。
2. 利用能源的建議（1）人類不應(yīng)當(dāng)無限制地向大自然索取，我們必須在提升物質(zhì)文明的同時，保持與自然環(huán)境的和諧與平衡。（2）不要因為利用能源時會對環(huán)境造成污染而停止使用能源，也不能為了促進文明和社會的發(fā)展而過量使用能源，對環(huán)境造成嚴(yán)重污染。使用能源和保護環(huán)境可以做到有機地統(tǒng)一、和諧地發(fā)展。要解決這個問題，當(dāng)然離不開科學(xué)技術(shù)的進步和社會的發(fā)展。
【例題2】空氣中的二氧化碳、甲烷、水汽等物質(zhì)能讓太陽發(fā)出的熱順利地通過，到達地球，但卻阻礙地表反射的熱散發(fā)到大氣層外，大氣的這種保暖作用稱作_________效應(yīng)；而城市的平均氣溫要比周圍的鄉(xiāng)村高一些，這種現(xiàn)象稱為________效應(yīng)，它給城市和鄉(xiāng)村的環(huán)境帶來了不利的影響。
空氣中的二氧化碳、甲烷、水汽等物質(zhì)能讓太陽發(fā)出的熱順利地通過，到達地球，但卻阻礙地表反射的熱散發(fā)到大氣層外，大氣的這種保暖作用就像玻璃溫室一樣，稱作溫室效應(yīng)。熱島效應(yīng)指的是城市的平均氣溫要比周圍的鄉(xiāng)村高一些，它給城市和鄉(xiāng)村的環(huán)境帶來了不利的影響。
想想議議請觀看我國目前的能源消耗結(jié)構(gòu)圖，發(fā)現(xiàn)什么問題？煤和石油是現(xiàn)在人們使用的主要能源。按現(xiàn)在的能源消耗計算，世界上的煤、石油和天然氣等化石能源將在幾十年至200年內(nèi)逐漸耗盡。同時大量消耗常規(guī)能源帶來了環(huán)境問題。
開發(fā)未來理想能源是人類發(fā)展所要解決的重要課題。你認(rèn)為風(fēng)能、太陽能、核能以及你所想到的可能的能源，哪些有可能成為未來的理想能源，為什么？
1. 可持續(xù)發(fā)展的兩個方向能源的利用要考慮持續(xù)性發(fā)展，既要滿足當(dāng)代人的需要，又要考慮后代人的需求。 （1）提高能源的利用率，減少在能源使用中對環(huán)境的破壞。（2）開發(fā)和利用新的理想能源。
2. 不可再生能源和可再生能源
（1）不可再生能源化石能源、核能等能源會越用越少，不能在短期內(nèi)從自然界得到補充，這類能源稱為不可再生能源。由于全世界能源的消耗逐年上漲，這些不可再生能源會在不太長的時間內(nèi)消耗殆盡。
（2）可再生能源
像風(fēng)能、水能、太陽能等可以在自然界里源源不斷地得到，所以把它們稱為可再生能源。可再生能源是未來理想能源的一個重要發(fā)展方向。
未來理想能源須滿足的條件：（1）必須足夠豐富，可以保證長期使用；（2）必須足夠便宜，可以保證多數(shù)人用的起；（3）相關(guān)技術(shù)要成熟，可以保證大規(guī)模使用；（4）必須足夠安全、清潔，可以保證不會嚴(yán)重影響環(huán)境。
你認(rèn)為風(fēng)能、太陽能、核能以及你所想到的可能的能源，哪些有可能成為未來的理想能源，為什么？
風(fēng)能、水能、太陽能、地?zé)崮?、潮汐能有可能成為今后的理想能源，因為這些能源既可以循環(huán)使用，又不會對環(huán)境產(chǎn)生破壞和污染。
4. 我國新能源開發(fā)和利用的實例
【例題3】能源既是國家經(jīng)濟發(fā)展的命脈，也是國家發(fā)展戰(zhàn)略的重要支柱。我省多地有效調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，穩(wěn)步發(fā)展安全高效的能源體系，合理利用圖所示三種發(fā)電方式，并取得了顯著成效。（1）火力發(fā)電常使用煤作燃料，煤、石油等化石能源于______（選填“可再生”或“不可再生”）能源；（2）B的能量轉(zhuǎn)化方式是把_______ 能轉(zhuǎn)化成電能；（3）與C相比，A、B發(fā)電的共同優(yōu)點是__________（合理即可）。
（1）煤、石油等化石能源在短期內(nèi)都不能得到補充，所以是不可再生能源。（2）太陽能發(fā)電是通過光電轉(zhuǎn)化把太陽能直接轉(zhuǎn)化成電能。（3）與火力發(fā)電相比，風(fēng)力發(fā)電和太陽能發(fā)電的共同優(yōu)點是節(jié)約資源、綠色環(huán)保、無廢渣廢氣排放。
①提高能源的利用率，減少使用中對環(huán)境的破壞。②開發(fā)和利用新的理想能源。①不可再生能源：化石能源、核能等能源會越用 越少，不能在短期內(nèi)從自然界得到補充的能源。②可再生能源：像風(fēng)能、水能、太陽能等 可以在自然界里源源不斷地得到的能源。 必須足夠豐富；必須足夠便宜； 必須技術(shù)成熟；必須安全、清潔。
能量轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化具有方向性
①能量轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化具有方向性；②能源的利用是有條件的，所以需要節(jié)約能源。熱污染、大氣污染、溫室效應(yīng)、生態(tài)破壞、有害輻射、廢物污染。
1. 能源的使用，不過是一種形式的能轉(zhuǎn)化為另一種形式的能而已，自然界的能量是守恒的，它既不能創(chuàng)生，也不會消滅。既然如此，那為什么還要節(jié)約能源呢？
人類是在能量的轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程中利用能量，但能量的轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化具有方向性，如電冰箱里的內(nèi)能不會自動轉(zhuǎn)移到外部，而必須消耗其他的能量(電能）才能把內(nèi)能轉(zhuǎn)移出來，使電冰箱內(nèi)部變冷?；茉础⒑四艿仁遣豢稍偕茉?，現(xiàn)在開采得越多，留給子孫后代的就越少。有些能量如內(nèi)能，一旦耗散，便不可能再利用。所以，可利用的能源是有限的，我們必須要節(jié)約能源。
2. 能源家族中，有木柴、煤炭、石油、天然氣、水能、風(fēng)能、太陽能、核能等，哪些屬于不可再生能源？哪些屬于可再生能源？
木柴、水能、風(fēng)能、太陽能屬于可再生能源；煤炭、石油、天然氣、核能屬于不可再生能源。
3. 小玲有個困惑的問題：電能是可再生能源還是不可再生能源？她查了好幾本書也沒查到？請你告訴她怎么看待這個問題。
可再生能源和不可再生能源是針對可以從自然界中直接獲取的能源，即一次能源而言的，而電能屬于二次能源，談不上可再生和不可再生。
4. 我們經(jīng)常聽說“節(jié)能減排”，什么是“減排”？為什么要“減排”？“減排”為什么是和“節(jié)能”連在一起的？
節(jié)能減排就是節(jié)約能源、降低能源消耗、減少污染物的排放。節(jié)能減排包括節(jié)能和減排兩大技術(shù)領(lǐng)域，二者既有聯(lián)系，又有區(qū)別。一般地講，節(jié)能必定減排，而減排卻未必節(jié)能，所以減排項目必須加強節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用，以避免因片面追求減排結(jié)果而造成能源消耗激增，注重社會效益和環(huán)境效益均衡。
5. 我國幅員遼闊，各地的自然條件有很大差異，這是發(fā)展各有特點的可再生能源的有利條件。請你列舉三種不同的可再生能源例子，說明我國在哪個地方有利于發(fā)展（或已經(jīng)發(fā)展了）哪種可再生能源。
①太陽能：主要分布在我國的西北地區(qū)，這里光照強、太陽能資源豐富、人口稀少。②風(fēng)能：我國風(fēng)能最豐富的地區(qū)主要分布在東北、華北北部、西北地區(qū)及沿海地區(qū)。③水能：主要分布在我國的西南地區(qū)。
1. 人類的發(fā)展離不開能源，“碳達峰、碳中和”是我國對世界做出的莊嚴(yán)承諾。對于能量和能源，下列說法中正確的是（　　）A．現(xiàn)代生活離不開電，電力是一次能源B．提高能量轉(zhuǎn)化效率是“節(jié)能減排”的重要措施之一C．新能源的開發(fā)和利用技術(shù)難、成本高，無實用價值D．能量既不能創(chuàng)造，也不會消滅，所以不用節(jié)約能源
A．電能是二次能源，是消耗一次能源得到的，故A錯誤；B．消耗能量時，有相當(dāng)部分沒有被利用，所以提高能量轉(zhuǎn)化效率的重要措施之一是節(jié)能減排，故B正確；C．有些新能源存在開發(fā)技術(shù)難、成本高問題，但新能源安全、清潔，不會嚴(yán)重影響環(huán)境的優(yōu)點，故C錯誤；D．能量既不會憑空消失，也不會憑空產(chǎn)生，但其消耗具有方向性，所以一定得節(jié)約能源，故D錯誤。
2. 近年，云南省大規(guī)模發(fā)展風(fēng)能發(fā)電產(chǎn)業(yè)（如圖），風(fēng)電利用小時數(shù)領(lǐng)先于全國其他省份。下列與風(fēng)能同屬于可再生能源的是（　?。〢．天然氣B．石油C．煤炭D．太陽能
ABC．天然氣、石油、煤炭是化石能源，短期內(nèi)不能從自然界得到補充，屬于不可再生能源，故ABC不符合題意；D．太陽能可以源源不斷的從自然界得到，屬于可再生能源，故D符合題意。
3. 太陽是人類能源的寶庫。下列說法正確的是（　?。〢．能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移是有方向性、不可逆的B．太陽能是太陽內(nèi)部氫原子核發(fā)生裂變釋放的能量C．太陽能是未來的理想能源之一，是不可再生能源D．中國空間站上用到的太陽能電池板是將太陽能直接轉(zhuǎn)化為化學(xué)能
A．能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移使有方向性的，不可逆的。故A正確；B．在太陽內(nèi)部，氫原子核在超高溫作用下發(fā)生聚變，釋放巨大的核能，故B錯誤；C．太陽能可以長期提供或再生，屬于可再生能源，故C錯誤；D．太陽能電池板工作時，先將光能轉(zhuǎn)化為電能，然后將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能儲存在蓄電池中，故D錯誤。
4. 我們生活在能量的世界，社會的進步和發(fā)展離不開能量。對于能量、能源的認(rèn)識，下列說法正確的是（ ）A．做功過程實質(zhì)是能量的轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移過程B．能量轉(zhuǎn)化具有方向性，所以能量不守恒C．核燃料能量轉(zhuǎn)化效率可達100%，需大力發(fā)展D．煤、石油、天然氣提供的能量源自地球本身
A．能量既不會消滅，也不會創(chuàng)生，它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為別的形式，或者從一個物體轉(zhuǎn)移到別的物體。因此做功過程實質(zhì)上是能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程，故A正確；B．根據(jù)能量守恒定律可知，在能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程中，能量的總量保持不變，但能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移具有方向性，不能反過來轉(zhuǎn)化，故B錯誤；C．由于不可避免的能量損耗，因此核燃料能量轉(zhuǎn)化不可能達到100%，故C錯誤；D．煤、石油、天然氣等來源于遠(yuǎn)古時期動植物，而動植物的能量來源于太陽輻射能，故D錯誤。
5．我國紅沿河核電站核能供暖示范項目，利用核能發(fā)電的同時實現(xiàn)了清潔供暖。（1）核電站利用原子核_______（選填“聚變”或“裂變”）釋放的核能發(fā)電；（2）核電站利用發(fā)電過程中產(chǎn)生的余熱進行供暖，提高了能量的利用率。供暖時，用水做輸運能量的介質(zhì)，是因為水的_______大；（3）在能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程中，能量的總量_________ 。但是在供暖過程中，熱量只能自發(fā)地從高溫物體轉(zhuǎn)移到低溫物體，不能相反，這一現(xiàn)象說明能量的轉(zhuǎn)移具有________ 。
（1）獲得核能的兩種途徑：核裂變和核聚變，核電站都是利用原子核裂變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)發(fā)電。（2）供暖的“暖氣”用水做輸運能量的介質(zhì)，是因為水的比熱容較大，相同質(zhì)量的水和其它物質(zhì)比較，降低相同的溫度時，水放出的熱量多。（3）熱量總是自發(fā)地從高溫物體傳到低溫物體，而不可能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體，說明能量的轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化具有方向性；能量在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程中總量保持不變。
6．如圖1是汽油機某次工作時的能量分布圖。（1）這次工作，汽油機的效率η=_______ ；（2）汽油的熱值是4.6×107J/kg，汽油機要獲得該次工作時的所有能量需要完全燃燒______ kg的汽油；（3）下列能源中，其特性可以用如圖2的陰影部分表示的是___ 。A．汽油 B．核能 C．電能 D．太陽能