人教版九年級物理全冊《能源與可持續發(fā)展》PPT免費教學(xué)課件,共33頁(yè)。
能量轉移和能量轉化的方向性
既然能量是守恒的,為什么我們還常說(shuō)要節約能源呢?
我們知道,在熱傳遞的過(guò)程中,熱量只能自發(fā)地從高溫物體轉移到低溫物體,不能反過(guò)來(lái)。如果要使熱量從低溫物體流向高溫物體,就需要消耗其他形式的能量,例如,電冰箱就需要消耗電能。
同樣,汽車(chē)制動(dòng)時(shí),由于摩擦,動(dòng)能轉化成了輪胎、地面和空氣的內能,這些消耗的能量不能再自動(dòng)地用來(lái)驅動(dòng)汽車(chē)(見(jiàn)右圖)?梢(jiàn),涉及熱現象的能量轉化過(guò)程是有方向性、不可逆的,消耗掉的內能不能被收集起來(lái)再利用。實(shí)際上,能量的轉化、能量的轉移,都是有方向性的,人們是在能量的轉化或轉移的過(guò)程中利用能量的。有些能量可以利用,有些則不能。能源的利用是有條件的,我們所能利用的能源是有限的,所以需要節約能源。
能源消耗對環(huán)境的影響
人類(lèi)在耗用各種能源時(shí),不可避免地會(huì )對環(huán)境造成影響。例如,化石能源產(chǎn)生了大量的內能,其中相當一部分沒(méi)有被利用,從而造成了熱污染。汽車(chē)尾氣(見(jiàn)右圖)就是造成城市熱島效應的罪魁禍首之一。不僅如此,由于現代生活中化石能源的廣泛使用,燃料的燃燒產(chǎn)生了大量的二氧化碳,也大大加劇了地球的溫室效應。
除了二氧化碳外,作為熱機燃料的煤、石油、天然氣等燃料往往含有雜質(zhì),致使燃燒生成的氣體中含有二氧化硫等有害物質(zhì)。燃燒時(shí)的高溫還會(huì )促使氮氧化物的生成,燃料的不完全燃燒能產(chǎn)生粉塵和一氧化碳。產(chǎn)生的酸性氣體最終會(huì )形成酸雨,可致水、土壤酸化,對植物、建筑物、金屬構件造成危害(見(jiàn)右圖)。
保護環(huán)境,控制和消除大氣污染,已經(jīng)成為當前世界需要解決的重要課題。我們既要有效地利用能源,又要很好地控制和消除污染?傊,人類(lèi)不應當無(wú)限制地向大自然索取,我們必須在提升物質(zhì)文明的同時(shí),保持與自然、環(huán)境的和諧與平衡。
能源與可持續發(fā)展
能源的利用要考慮可持續發(fā)展,既要滿(mǎn)足當代人的需要,又要考慮后人的需求。一方面,應該提高能源的利用率,減少在能源使用中對環(huán)境的破壞;另一方面,則需要發(fā)展新的理想能源;茉、核能等能源會(huì )越用越少,不能在短期內從自然界得到補充,這類(lèi)能源稱(chēng)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(huì )在不太長(cháng)的時(shí)間內消耗殆盡。
未來(lái)的理想能源要能夠大規模替代石油、煤炭和天然氣等化石能源,首先必須足夠豐富,可以保證長(cháng)期使用。像風(fēng)能、水能、太陽(yáng)能等可以在自然界里源源不斷地得到,所以我們把它們稱(chēng)為可再生能源?稍偕茉词俏磥(lái)理想能源的一個(gè)重要發(fā)展方向。
除此之外,未來(lái)的理想能源還必須滿(mǎn)足以下幾個(gè)條件:必須足夠便宜,可以保證多數人用得起;相關(guān)的技術(shù)必須成熟,可以保證大規模使用;必須足夠安全、清潔,可以保證不會(huì )嚴重影響環(huán)境。秉承可持續發(fā)展的思想,開(kāi)發(fā)和探索各種新能源是人類(lèi)未來(lái)進(jìn)一步發(fā)展所要解決的重要課題。
知識點(diǎn)一:能源的利用
能源革命:鉆木取火是人類(lèi)在能量轉化方面最早的一次技術(shù)革命。從利用自然火到利用人工火的轉變,導致了以柴薪作為主要能源的時(shí)代的到來(lái)。這就是人類(lèi)的第一次能源革命。
蒸汽機的發(fā)明是人類(lèi)利用能量的新里程碑。人類(lèi)從此逐步以機械動(dòng)力大規模代替人力和畜力,它直接導致了第二次能源革命。物理學(xué)家發(fā)明了可以控制核能釋放的裝置——反應堆,拉開(kāi)了以核能為代表的第三次能源革命的序幕。
能量轉移和能量轉化的方向性。
在熱傳遞過(guò)程中,熱量只能自發(fā)地從高溫物體轉移到低溫物體,如果要使熱量從低溫物體轉移到高溫物體,就要消耗能量,例如,空調可以將熱量從低溫的室內移至高溫的室外,但外界必須做功,也就是要消耗能量。
節約能源:節約用電、低碳烹調、節約用水、家用電器的節能使用、節省取暖和制冷、自備購物袋、少用一次性制品、紙張兩面用等。
知識點(diǎn)二:能源對環(huán)境的影響
能源危機:由于石油、煤炭等目前大量使用的傳統化石能源枯竭,同時(shí)新的能源生產(chǎn)供應體系又未能建立而在交通運輸、金融業(yè)、工商業(yè)等方面造成的一系列問(wèn)題統稱(chēng)能源危機。
未來(lái)理想能源:能夠大規模替代石油、煤炭和天然氣等化石能源。
條件:必須足夠豐富,可以保證長(cháng)期使用,如可再生能源風(fēng)能、水能、太陽(yáng)能等;必須足夠便宜,可以保證多數人用得起;相關(guān)的技術(shù)必須成熟,可以保證大規模使用;必須足夠安全、清潔,可以保證不會(huì )嚴重影響環(huán)境。
酸雨還導致地區氣候改變,造成難以估量的后果;世界范圍內的民用核能計劃的實(shí)施,已產(chǎn)生了上千噸的核廢料,這些核廢料的最終處理問(wèn)題并沒(méi)有完全解決,而這些廢料在數百年里仍將保持著(zhù)有危害的放射性。
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