高中物理第2章能的转化与守恒第4节能源与可持续发展学案鲁科版

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1、第4节　能源与可持续发展学习目标核心提炼1.了解能量转化和转移的方向性。2.知道热机的作用和效率。3.了解能源的种类、开发及可持续发展。4.知道节约能源和环境保护3个概念——热机、热机的效率、能源1个规律——能量转化和转移的方向性一、能量转化和转移的方向性阅读教材第39页“能量转化和转移的方向性”部分，了解能量转化的方向性，知道热机的效率不可能达到100%。1.能量转化和转移的方向性自然界实际进行的与热现象有关的一切宏观过程都是有方向性的不可逆的过程。(1)机械能与内能间转化的方向性：机械能可以完全转化为内能，反过来，内能不可能自发地并不引起任何变化地完

2、全变为机械能。(2)热传递过程中的方向性：在热传递的过程中，内能总是自动地从高温物体向低温物体转移，而不能自动地从低温物体向高温物体转移。2.热机(1)热机的作用是将内能转换为机械能。有了热机，人们才得以利用自然界蕴藏的丰富的内能来做功。(2)热机的效率不可能达到100%。但经过历代科学家的努力，已经提高了许多。截止目前热机的效率仍然大有潜力可挖。(3)自然界实际进行的与热现象有关的一切宏观过程都是有方向性的不可逆过程。机械能可以完全转化为内能；反过来，内能不可能自动地并不引起任何变化地完全转化为机械能。思维拓展(1)热量能否从低温物体向高温物体传递？(

3、2)内能能否全部转化为机械能？答案　(1)热量可以从低温物体向高温物体传递，只不过不能自发进行。11(2)内能可以全部转化为机械能，只不过肯定要引起其他变化。二、能源开发与可持续发展阅读教材第41页“能源开发与可持续发展”部分，了解能源的种类及可持续发展。1.在许多情况下，能源的利用过程是不可逆的。要珍惜现有的能源，提高能源的利用效率。2.能源的种类：煤、电、石油、天然气、水能、核能、风能等都是常用的能源。3.随着人们对社会发展、全球环境等问题认识的加深，可持续的能源生产和消费，已成为人类社会可持续发展的重要前提之一。4.人类社会可持续发展的意义：发展不

4、仅是满足当代人的需要，还要考虑不损害后代的需要。保护人类赖以生存的自然环境和自然资源，已成为当今世界共同关心的全球性问题。思维拓展如图1所示是我国能源结构的统计图。请总结出我国能源结构或能源现状的规律，并提出解决这种现状的合理化建议。图1答案　我国的能源结构主要以煤为主；我国的能源消耗中，不可再生能源占据的比例过大，结构不合理；我国能源消耗中可再生能源的比例过小。建议：节能降耗；开发新能源；开发可再生能源(如太阳能、风能等)。　对能量转化和转移方向性的理解[要点归纳]1.能量转化和转移2.热现象：凡是与温度有关的现象都被称为热现象。实际上，凡是与热现象有

5、关的物理过程都具有方向性，是不可逆的。113.对于“自发”的理解(1)“自发”是指不需要任何第三者的介入、不会对任何第三者产生任何影响，也就是指没有任何外界的影响或帮助。热量会从高温物体传向低温物体，这就是“自发”的方向。(2)机械能可以全部转化为内能，这个过程是“自发”的方向，但相反的过程不可能自发地进行而不引起任何变化。[精典示例][例1]下列过程中，可能发生的是(　　)A.某工作物质从高温热源吸收20kJ的热量，全部转化为机械能，而没有引起其他变化B.打开一高压密闭容器，其内气体自发逸出后又自发逸进去，恢复原状C.利用其他手段，使低温物体的温度更低

6、，高温物体的温度更高D.将两瓶不同液体互溶，然后又自发地各自分开解析　某工作物质从高温热源吸收20kJ的热量，全部转化为机械能，而没有引起其他变化，这是不可能的，则A错误；能量传递具有方向性，则B、D错误；可以利用其他手段，使低温物体温度更低，高温物体的温度更高，如空调，则C正确。答案　C利用能量转化与转移解题的思路方法(1)能量既可通过做功的方式实现不同形式的能量之间的转化，也可在同一物体的不同部分或不同物体间进行转移。(2)自发进行的能量转移和转化都具有方向性。(3)热机的效率总小于100%。(4)能量在转化与转移过程中，能量的总量保持不变，即遵循能

7、量守恒定律。　能源开发与可持续发展[要点归纳]1.人类与能源的关系(1)有利方面：能源的利用给人类的生活带来了极大的改善，人类社会每一次重大的经济飞跃和生产革命，都与新的能源和动力机械的利用密切相关，能源消耗的多少已经成为一个国家和地区经济发展水平的重要标志。(112)不利方面：能源的大量使用会给环境带来极大的破坏，如大气污染、温室效应、酸雨等，对人类造成很大的危害。(3)可持续发展的三个发展方向①对常规能源合理有效地利用，保护环境与生态平衡。②开发新型清洁的能源和可再生能源。③积极研发节能的新技术，提高能源利用效率。2.环境问题(1)温室效应：由于大气

8、中温室气体(二氧化碳、甲烷等)含量增大而形成。主要原因是煤炭和石油的大量消耗而产