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10.6 《能源和可持续发展》

第十章《热力学定律 》

教学目标

 知识与技能

 1. 理解能量耗散和品质降低的概念。 2. 理解能源的利用实际 上是能量的转化和转移过程。 3. 了解常规能源的使用带来的 环境污染。 4. 了解开发新能源的方法和意义。

 过程与方法

 从日常生活现象了解能源，了解常规能源的储量与人类需求的 关系

 情感、态度与价值观

 知道能源和可持续发展的关系，培养学生探究知识的欲望和学 习兴趣

 教学重点：理解能源的概念和能源的使用与环境污染的关系．

 教学难点：能源的开发和利用与环境的关系．

 教学方法：探究教学

 教具：多媒体课件



能源的分类

物质

（物质运动） 能量

草、木材

煤、煤油、

蜡、汽油等

资源 空气 水

电流

存在于 自然界

为人类提供

化学能、 光能、热能

机械能

通过电动机

机械能 机械能

水平运动 燃烧

流动

自然界中存在的并能够提供能量的资源叫做能源

填空： （ 1 ）太阳是个巨大的 球体，直

径为 的 110 倍，其中主要有 、 两种元素，太阳表面的温度可达

℃ ，内部温度可达 ℃。

（ 2 ）太阳不断向周围空间辐射能量

， 太阳辐射包括包括 、 、 。

（ 3 ）地球上的许多能源都直接或间

接来自 。

（ 1 ）太阳是个巨大的气态球体，直径为 地球的 110 倍，其中主要有 H 、 He 两种 元素，太阳表面的温度可达 5500 ℃ ，内 部温度可达 2×10

⁷

℃ 。（ 2 ）太阳不断向 周围空间辐射能量，

太阳辐射包括包括可见光、不可见光、

各种微粒。

（ 3 ）地球上的许多能源都直接或间

接来自太阳辐射能。

阳光 科学家通过计算和测 定发现，每分钟射到 垂直于阳光的１厘米

2

地球表面上的能量 有 8.16 焦——太阳 常数。请你计算一下

，每分钟射到地球上

的能量是多少？地球

上接受太阳辐射的总

功率为多少？

抽象

S

_垂

= πr

²

= 3.14 ×(6.37 ×10

⁸

)

²

≈ 1.27× 10

¹⁸

cm

²

?

P=W/t ≈ 8.16× 1.27× 10

¹⁸

÷60 ≈1.7 × 10

¹⁷

瓦

太 阳 辐 射 能

大气升温不均匀 形成风（空气动能）

使水循环 形成水流（水流能）

被绿色植物 微生物吸收

食物 煤 石油 天然气

（化学能）

直接利用太阳灶 使大地变热

被海水吸收

太阳辐射 地球上 各种能源

形成洋流（波浪

能）

能源的分类

1 、 从 来 源 上 分

来自地球以外天体

（主要是太阳辐射能）

煤、石油、天然气等 风能、水能

草木燃料 生物质能

沼气

地球本身蕴藏的能源：

地球与其他天体相互作用产生的能源：

原子核能地热能

潮汐能

4 ．按能源的利用，即可否被广泛利用，可分为 2 、按能源原有形态是否改变，可将能源分为

一次能源 二次能源

3 ．按能源能否“再生”，即自然界能否源源 不断的提供，可将能源分为

可再生能源

非再生能源

非常规能源

常规能源

在以下能源中，

① 太阳能 ②风能 ③水流能 ④电能

⑤ 氢能源 ⑥核能⑦草木燃料 ⑧煤

⑨ 波浪能 ⑩汽油 ⑾天然气 ⑿酒精 属一次能源的有 ，

属二次能源的有 ；

属可再生能源的有 ， 是非再生能源的有 ； 属于非常规能源的有 ， 是常规能源的有 。

①②③⑥⑦⑧⑨⑾

④⑤⑩⑿

①②③⑤⑦⑨

④⑥⑧⑩⑾⑿

①②⑤⑥⑨ ⑿

③④⑦⑧ ⑩⑾

能源概念 主要来源

按存在形式是否改变 一次能源 二次能源 按能否“ 再生” 可再生能源 非再生能源 —————

分

类 按能源利用角度 常规能源 非常规能源

分类

依据 分 类 名 称 概 念 例 子

来自天体以外的能源 地球本身蕴藏的能源 按能源

来源分 地球和其他天体相 互作用产生的能源 按能源形态 一次能源

是否改变分 二次能源 按能源能否 再生能源

再生来分 非再生能源 从能源利 常规能源

用角度分 非常规能源

小结：

课堂巩固练习：

1 ．下列资源中：

① 草木 ②风 ③石油、天然气 ④水 ⑤氢 ⑥矿 ⑦太阳光

⑧ 沼气 ⑨液化气 ⑩电 ⑾汽油 ⑿地热

（ 1 ）属于能源的有 　　　　　（填编号）

（ 2 ）从能源利用角度看，属于非常规能源的有 ， 是常规能源的有 　　　 。从能源的存在形式是否

改变看，属一次能源的有 　　 　　 ，属二次能源的 有 　　 。从能源能否再生看，属可再生能源的有 　　 ，是非再生能源有 　 。

（ 3 ）其中直接或间接来自太阳能的能源有 。

①②③④⑤⑦⑧⑨ ⑩⑾⑿

②⑤⑦ ⑿

①③④⑧⑨ ⑩⑾

①②③④⑦ ⑿

⑤⑧⑨ ⑩⑾

①②④⑤⑦ ⑿ ③⑧⑨ ⑩⑾

①②③④⑦⑧⑨ ⑾

2 ．阅读作答：

波能，即海洋波浪能，是一种取之不尽、用之不竭的新能源，

无污染。据科学家推测，地球上海洋波浪蕴藏的电能高达 90 万 亿千瓦。近年来，在各国开发新能源的计划中，波能的利用已 占有一席之地……

（ 1 ）由上可知，海洋波浪能够为人类提供 ，故它 是一种 。

（ 2 ）海洋波浪能来自于 ，是一种 能

源（选填“可再生”、非再生“）；从利用角度来看，它是一种 能源。

能量 能源

太阳能 可再生

非常规

3 ．煤在形成过程中，由于温度和压力增加，在产生变质的同时，

也可释放出可燃性气体，从泥炭到褐煤，每吨煤可产生 68 立方米 气体，从泥煤到肥煤，每吨煤可产生 130 立方米气体，从泥煤到 无烟煤，每吨煤可产生 400 立方米气体。科学家估计，地球上煤 成气可达 2000 万亿立方米。

（ 1 ）煤成气可以燃烧，是一种 。

（ 2 ）煤成气从分类的三个角度看，是一种 能源。

（ 3 ）煤成气属于 能。

能源 一次可再生非常规

化学

看下列三则材料，你有什么想说的？

 3 、国际能源机构的统计，地球上的石油、天然气、煤供人类 开采的年限，分别只有 40 年、 50 年和 240 年。

▲2 、我国的能源结构

▲1 、我国和世界的能源消耗

太阳能 氢能 沼气

地热 潮汐 可燃冰

2 、你认为哪种新能源最有开发前途？

1 、你认为或你知道还有哪些能源值得 人类开发？

3 、谈谈我市在解决“能源问题”中，可以

做哪些工作？

太 阳 能

太阳灶

航天器

太阳能热水器

太阳能发电装置 1 、你能说说太阳能的特点吗？

2 、目前利用太阳能的主要方法有哪些？

氢能源



你认为氢能源有 哪些优点？



你认为目前不能 大量使用氢能源 的原因是什么？



应用氢能源，你

有什么良策？

沼气能源



什么地区适合发 展沼气能源？



沼气是怎么得到 的？



沼气能源的使用

应注意什么？

地热能

 冰岛地热

西藏羊八井地热电站，

是我国最大的地热电站

潮汐能



潮汐的形成　

浙江温岭江厦潮汐发电站，

是世界第三大潮汐发电站。

可燃冰



11 月 2 日，新华社发 布的一项消息说，一 项针对南海北部的勘 测显示，那里的可燃 冰储量达到我国陆上 石油总量的一半左右

，这些可燃冰有望在 2015 年进行试开采。



对于可燃冰，你还想

知道什么呢？

^{资源丰富的南海}

可燃冰



可燃冰是一种天然气水 合物的俗称，这种物质 在低温和 40 多个大气 压下才是稳定的。



可燃冰到达水面可以立 即融化，同时成分中的 甲烷开始燃烧。



每立方米可燃冰可释放 164 立方米甲烷。



可燃冰分布广，资源 丰富，据计算这种未 来的能源可供人类使 用上千年。



可燃冰杂质少，无污 染。



可燃冰虽好，但开采

不易。

请你出场



留洋家在国庆节期间搬进了漂亮的新居，

他爸想安装一台燃气热水器，留洋学习了

太阳能以后，力劝爸爸安装一台太阳能热

水器。请你帮助留洋，比较太阳能热水器

与燃气热水器的优缺点，来说服留洋的爸

爸 。

太阳能热水器与其它热水器 使用效益比较表

热水器装置类别 太阳能热水

器 燃气热水器 电热水器 装置投资（元） 3000 1000 （加

钢瓶） 600

装置寿命（年） 15 6 5

每年燃料动力 费（元）

0 810 675

15 年需总费用（

元） 3000 25600 11925

每年使用 300 天，每天洗浴人数：冬季 4 人，夏季 9 人。

液化气价格 50 元 /15 公斤，居民电价 0.6 元 / 度 。

能源调查报告

爱 护 我 们 的 地 爱 球 护 我 们 的 地

珍惜能源 球

活动目的 : ^{了解地球能源} 活动口号 : ^爱护地球

爱护我们的 家

活动步骤 :

一 搜寻能源情况 ,

掌握目前世界能源概况 ,

分析世界能源所面对的问题 ; 二 搜集目前世界针对能源问题所 提出的解决方法 ;

三 提出我们自己的解决办法 .

步骤一 : ^{了解地球能源}

方法：使用网络资源，采用搜索引擎，

如： www.google.com www.yahoo.com.cn

www.baidu.com

关键字：能源 能源危机 新能源

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珍惜能源 球

什么是能源

一切能量的来源都可以视为能源 ?

能源是宇宙的推动力，是系统作功能力 的量化特性，能源可以是动能、位能、

热能。能源的 形式有很多 ( 例如热力、

电力等 ) ，而且一种能源形式可以转化

成另一种形式

爱 护 我 们 的 地 爱 球 护 我 们 的 地

珍惜能源 球

能源有哪些种类

?

从其产生的方式以及是否可再利用的角 度可分为 : 一次 能源和二次能源， 可再生能源 和不可再生能源；

根据使用的情况又可分为 :

常规能源和新型能源

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珍惜能源 球

能源危机

--- 让世界头痛的问题

随着人民生活水平的日益提高 , 经济

技术的发展 , 地球所储备的能源越来

越不能满足生产生活的需要 , 于是世

界各个地方就出现了不同程度的能源

缺乏问题 , 也就是人们常听到的所谓

的“电荒” ,“ 油荒” ,“ 水荒”等等 .

爱 护 我 们 的 地 爱 球 护 我 们 的 地

珍惜能源 球

能源危机

--- 让世界头痛的问题

能源问题一直是人们所关注的问题 , 因能源问题所引起的环境及世界局势 和平问题 , 也是不容忽视的 .

面对能源问题 , 世界是又是怎样

去对待的呢 ?

步骤二 : ^{如何解决能源问题}

? 目前还没有真正解决能源问题的办法

, 但是已经有越来越多的人认识到这

是一个很严肃的问题 , 也是一个关于

所有人的问题 . 人类目前主要还是从

两个方面去入手 :

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珍惜能源 球

壹 合理利用现有能源 . 节约使用能 源 , 研发新的能源使用方式 , 减少 能源使用给环境带来的污染 ;

贰 开发新能源 , 替代不可再生资源 . 如使用乙醇代替汽油 ; 利用风能 太阳能发电等等 .

步骤二 : ^{如何解决能源问题}

?

爱 护 我 们 的 地 爱 球 护 我 们 的 地

珍惜能源 球

珍惜能源 ,

步骤三 : ^{我们该做些什么 ?}

从我做起 ,

从身边做起

, 从现在做起 !

能源危机让我们想 到的问题…

象这样下去 ,

会有能源用尽的一天吗 ?

我们的地球还会存在吗 ?

珍惜能源 ,

爱护我们的地球 就是爱护我们的 ,

家 !