人教版高中物理必修第三册精品课件 第十二章 电能 能量守恒定律 4.能源与可持续发展.ppt

(1)晓阳同学家每天大约需要100kg热水,用这种热水器将这些水从25℃加热到45℃需要多长时间?[水的比热容c=4.2×103J/(kg·℃)](2)与效率为80%的电热水器相比,晓阳同学家每天节约多少电能?解析(1)设T为光照时间,k=1.0×103J/(s·m2),Q吸=cm(t-t0)=4.2×103×100×20J=8.4×106J,太阳能热水器传给水的热量Q吸=kSTη,所以答案(1)1.4×104s(2)1.05×107J本课结束(2)近年来,我国在能源开发方面取得了很大的成就。太阳能发电:太阳能的利用对环境的影响很小。利用太阳能最有前途的领域是通过太阳能电池将太阳能直接转化成电能。水力发电:水能是可再生能源,水电站是利用水能的重要形式。水电对环境的影响比火电小,发电成本低。风能发电: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”。核能发电:一些质量较大的原子核在裂变成较轻的原子核时,会释放出惊人的能量。2.能源与社会发展(1)人类对能源的利用大致经历了三个时期,即柴薪时期、、。自工业革命以来,和成为人类的主要能源。?(2)和过度使用化石能源带来的已成为关系到人类社会能否持续发展的大问题。?(3)可持续发展的核心是追求发展与资源、环境的平衡:既满足当代人的需求,又不损害子孙后代的需求。这就需要树立新的能源安全观,并转变能源的供需模式。一方面要大力提倡节能,另一方面要发展可再生能源以及天然气、清洁煤和核能等在生产及消费过程中对生态环境的污染程度低的清洁能源,推动形成人与自然和谐发展的生态文明。煤炭时期石油时期煤石油能源短缺环境恶化易错辨析判一判(1)由于我国煤和石油的储量十分丰富,所以太阳能和核能的开发在我国并不十分重要。()(2)能源的利用过程,实质上是能量的转化和传递过程。()(3)现在人类使用的主要能源是煤、石油和天然气。()(4)煤、石油和天然气的化学能来自太阳能。()×目前我国煤和石油的储量虽然丰富,但它们是化石能源,用完以后不能在短时间内形成,太阳能和核能的开发十分重要。√√√即学即用练一练能源短缺和环境恶化指的是()①煤炭和石油的开采与技术有关,在当前技术条件下,煤炭和石油的开采是有限的,这叫能源短缺②煤炭和石油资源是有限的,以今天的开采和消耗速度,石油储藏将在百年内用尽,煤炭资源也不可能永续,这叫能源短缺③煤炭和石油具有很大的气味,在开采、存放和使用过程中这些气味会聚集在空气中污染空气,使环境恶化④大量煤炭和石油产品在燃烧时排出的有害气体污染了空气,改变了大气成分,使环境恶化A.①③ B.①④ C.②③ D.②④答案D解析煤炭和石油都是由几亿年以前的生物遗体形成的,这些能源不能再次生成,也不可重复使用,它们的储量是有限的,并不是取之不尽、用之不竭的,这所讲的是能源短缺,②正确;能源在使用时会排出有害气体污染空气,这所讲的是环境恶化,④正确。D正确。重难探究?能力素养全提升探究一对能量守恒定律的理解【情境探究】有人发明了一种“自发电电动车”(如图所示),基本原理是将一小型发电机紧靠车轮处,车轮转动时,带动发电机运转,发出的电又继续供给电动车,你认为仅靠这种方式,电动车能持续运动下去吗?要点提示仅靠这种方式,不能使电动车持续运动下去。因为靠这种方式,只能将电动车的一部分能量收集起来,但电动车运动时受到的摩擦力不断把电动车的机械能转化为内能,根据能量守恒定律,要想使电动车持续运动下去,必须给电动车补充新的能量。【知识归纳】1.能量守恒定律的重要意义(1)能量守恒定律是普遍适用的,对宏观世界与微观世界、高速运动与低速运动等都成立。(2)能量守恒定律反映了自然现象的普遍联系,对人类认识自然、改造自然起着重要的指导作用。(3)能量守恒定律彻底否定了第一类永动机的存在,即不需要任何动力和燃料,却能不断对外做功的机械是不可能存在的。2.表达式(1)E初=E末,初状态各种能量的总和等于末状态各种能量的总和。(2)ΔE增=ΔE减,能量的增加量等于能量的减少量。【应用体验】例题1风能是一种很好的再生能源,而且对环境的污染较小,近年来我国在西北地区建立了许多风力发电厂。如图所示为风力发电的情形。已知:空气的密度为ρ,风轮机叶片的长度为r,若风速为v0,每台风力发电机输出电功率为P,风能就是空气定向流动的动能,通过风轮机叶片旋转一周扫过面积的最大风能为可利用风能。求此过程中:(1)每台风力发电机获得的可利用风能的功率表达式;(2)风力发电机利