12.4　能源与可持续发展 学案（含解析）

12.4　能源与可持续发展 1. 知道能量守恒定律的内容和重要意义． 2. 了解能量耗散，知道能量转移或转化的方向性． 3. 知道能源的分类与应用，知道能源的利用与社会发展的关系． 我们知道机械能守恒是有条件的，当有更多的能量参与转化时有什么规律呢？科学家们一直在关注自然现象之间的普遍联系： …… 1801年戴维发现电流的化学效应； 1820年奥斯特发现电流的磁效应； 1821年塞贝克发现温差电现象； 1831年法拉第发现电磁感应现象； 1840年焦耳发现电流的热效应； 1842年迈尔表述了能量守恒定律，并计算出热功当量的数值； 1843年焦耳测定了热功当量的数值； 1847年亥姆霍兹在理论上概括和总结出能量守恒定律； …… 从上述现象中可以看出能量的具体形式很多，能量转化是普遍存在的，在转化的过程中“总的能量保持不变”是很多科学家长期努力得出的． 1. 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　　　　转化为其他形式，或者从一个物体转移到　　　　，在转化或转移的过程中，能量的　　　　保持不变． (2) 表达式 ①从不同状态看：E初＝E末． ②从能的转化角度看：E增＝E减． ③从能的转移角度看：EA增＝EB减． (3) 含义 ①某种形式的能减少，一定存在其他形式的能增加，且减少量一定和　　　　量相等． ②某个物体的能量减少，一定存在其他物体的能量增加，且减少量和增加量一定相等． 2. 下列对能量守恒定律的认识不正确的是(　　) A. 某种形式的能量减少，一定存在其他形式的能量增加 B. 某个物体的能量减少，必然有其他物体的能量增加 C. 不需要任何外界的动力而持续对外做功的机器———永动机是不可能制成的 D. 石子从空中落下，最后停止在地面上，说明机械能消失了 3. 在验证机械能守恒定律的实验中，计算结果发现，重物减少的重力势能的值总大于其增加的动能的值，即机械能的总量在减少．机械能减少的原因是什么？减少的部分能量是消失了吗？ 4. 某地强风的风速约为v，空气的密度为ρ，如果把通过横截面积S的风的动能完全转化为电能，则用上述已知量计算电功率的公式为(　　) A. P＝ρSv　　 B. P＝ρSv2 C. P＝ρSv3　　 D. P＝ρSv4 既然能量是守恒的，不可能消失，为什么我们还要节约能源？了解了能量耗散你就能解决这个疑惑． 1. 能量耗散：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． 例如：电池中的化学能转化为电能，电能又通过灯泡转化成　　　　能和　　　　能，热和光被其他物体吸收之后变成周围环境的　　　　能，我们无法把这些散失的能量收集起来重新利用． 2. 能量耗散给我们的启示 (1) 能源危机的含义：在能源的利用过程中，即在能量的转化过程中，能量在数量上虽未　　　　，但在可利用的品质上　　　　了，从便于利用的变成　　　　　　　　的了． (2) 能量转化的方向性与节约能源的必要性 能量耗散反映了能量转化的宏观过程具有　　　　性，所以能源的利用是有条件的，也是有代价的，所以自然界的能量虽然守恒，但还是很有必要节约能源． 阅读教材“能源的分类与应用”部分，了解我国在太阳能发电、水力发电、风能发电和核能发电方面取得的成就，知道下面的能源开发和利用的关系图． 1. 下列能源中，属于可再生能源的是(　　) A. 煤炭　　 B. 石油　　 C. 天然气　　 D. 潮汐能 2. PM2.5主要来自化石燃料、生物质、垃圾的焚烧，为了控制污染，要求我们节约及高效利用能源．关于能源和能量，下列说法中正确的是(　　) A. 自然界中的石油、煤炭等能源可供人类永久使用 B. 人类应多开发与利用太阳能、风能等新能源 C. 能量被使用后就消灭了，所以要节约能源 D. 能量耗散说明自然界的能量在不断减少 3. 某市有20万台空调机，每台空调 ... ...