2026年高二物理同步4. 能源与可持续发展（导学案）（解析版）.docxVIP

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4.能源与可持续发展

导学案

1.知道能量转移或转化的方向性。

2.知道能源的分类和应用。

3.了解能源与社会可持续发展的关系。

1.认识能量转移或转化的方向性。（重点）

2.了解能源与社会可持续发展的关系。（重点）

一、能量守恒定律

1.内容：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变。

2.意义：能量守恒定律的建立，是人类认识自然的一次重大飞跃。它是最普遍、最重要、最可靠的自然规律之一，而且是大自然普遍和谐性的一种表现形式。

二、能量转移或转化的方向性

1.能量转化：自然界中存在着各种不同形式的能量，并且各种形式的能量是可以相互转化的，但在大多数情况下，各种形式的能量最终都转化为内能。

2.能量转化的方向：物体的机械能可以自发地全部转化为内能，但内能不可能自发地全部转化为机械能而使物体恢复原来的机械运动。

3.能量的耗散：燃料燃烧时，一旦把自己的热量释放出去，就不会再次自动聚集起来供人类重新利用。电池中的化学能转化为电能，电能又通过灯泡转化为热能和光能，热和光被其他物质吸收之后变成周围环境的内能，我们无法把这些内能收集起来重新利用，这种现象叫作能量的耗散。能量耗散表明，在能源的利用过程中，即在能量的转化过程中，能量在数量上并未减少，但在可利用的品质上降低了，从便于利用的能源变成了不便于利用的能源。

【导入新课】

复习与回顾：

能量守恒定律：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变。

思考与讨论：

我们知道，内能可以转化成电能，电能可以转化成光能、内能或机械能……既然能量是守恒的，不会凭空消失，为什么我们还要节约能源呢？

【进行新课】

一、能量转移或转化的方向性

思考与讨论：

（1）煮好的热鸡蛋放到冷水中，过一会，鸡蛋的温度降低，水的温度升高，最后二者温度相同。是否可以发生这样的现象：原来温度相同的鸡蛋和水，过一会水的温度自发地降低，而鸡蛋的温度上升？

（2）以上现象说明了什么？它给我们有什么启示？

阅读课本，得出结论：

1.这一现象不违背能量守恒定律

2.能量转化的不可逆性，科学家对有关自然现象和经验事实进行大量研究后发现:一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的。

3.能量耗散：能量的数量是守恒的，但是能量可利用的品质降低了。能量的耗散从能量转化的角度反映出自然中与热现象有关的宏观过程具有方向性。

二、能源的分类与应用

阅读课本，完成以下内容：

（1）什么是不可再生能源？什么是可再生能源？

（2）近年来，我国在能源开发方面取得了哪些成就？

归纳总结：

1.煤炭、石油、天然气等化石能源,短期内无法恢复的能源,称为不可再生能源。

2.水能、风能、潮汐能等能源,归根结底来源于太阳能,这些能源在自然界可以再生,称为可再生能源。

3.我国取得的成就：

（1）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，通过太阳电池将太阳能直接转化成电能。目前我国是最大的光伏产品制造国。2015年年底，我国太阳能光伏发电累计并网容量达到4.158×107kW。

（2）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。到2015年中国水电装机总量居世界第一。

（3）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”。我国风力资源丰富，尤其是西北、华北、华东、西南地区。随着新能源政策的引导及风力发电、并网等技术的发展，我国风力发电开发走在了世界前列，装机容量居全球第一。

（4）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。同样质量的化学燃料与核燃料相比，如果都进行了完全反应，核燃料释放出的能量要远远大于化学燃料释放出的能量。可控制的裂变反应所释放出的能量，可以很好地被人们所利用。核电站就是利用可控核裂变来发电的。我国的核能发电技术已居于世界领先地位。

三、能源与社会发展

阅读课本，完成以下内容：

（1）能源利用经历了哪三个时期？

（2）煤炭和石油的燃烧对环境有哪些危害？

（3）能源的开发与环境有什么关系？

归纳总结：

1.能源利用的三个时期是柴薪时期、煤炭时期、石油时期。

2.煤炭和石油的燃烧对环境的危害:

(1)燃烧时增加了大气中二氧化碳的含量,加剧了温室效应。

(2)因煤炭和石油中含有硫,燃烧时形成二氧化硫等物质使雨水的酸度升高,形成“酸雨”。

(3)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应,产生氮的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。