2019-2020年高中物理 第2章 能的轉(zhuǎn)化與守恒 第7講 能源與可持續(xù)發(fā)展學(xué)案 魯科版必修2.doc
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2019-2020年高中物理 第2章 能的轉(zhuǎn)化與守恒 第7講 能源與可持續(xù)發(fā)展學(xué)案 魯科版必修2目標(biāo)定位1.知道能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的方向性.2.認(rèn)識提高能量轉(zhuǎn)化效率的重要性.3.了解能源開發(fā)與可持續(xù)發(fā)展.4.了解能源對人類社會發(fā)展的重要意義,養(yǎng)成自覺節(jié)約能源的好習(xí)慣一、能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的方向性 1能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的方向性自然界實際進行的與熱現(xiàn)象有關(guān)的一切宏觀過程都是有_性的_的過程(1)機械能與內(nèi)能間轉(zhuǎn)化的方向性:機械能_轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,反過來,內(nèi)能不可能_地并不引起任何變化地_變?yōu)闄C械能(2)熱傳遞過程中的方向性:在熱傳遞的過程中,內(nèi)能總是_地從_物體向_物體轉(zhuǎn)移,而不能_地從_物體向_物體轉(zhuǎn)移2熱機的效率熱機是將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為_的裝置,它從高溫?zé)嵩次諢崃浚徊糠钟脕碜龉?,同時向低溫?zé)嵩捶懦鰺崃?,它的效率_達到100%.二、能源開發(fā)與可持續(xù)發(fā)展1在自然界中,除機械能外,常見的能量還有_、_、_、_等2常規(guī)能源主要有_、_、_等想一想效率為100%的發(fā)動機能被制造出來嗎?它是否違背能量守恒定律?一、對能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移方向性的理解1關(guān)于方向性的理解能量守恒定律指明各種形式的能量可以相互轉(zhuǎn)化,并且能量在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移過程中總和不變但在許多情況下能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移是不可逆的,具體表現(xiàn)在:(1)機械能與內(nèi)能轉(zhuǎn)化的方向性機械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,但內(nèi)能不可能自動地、并不引起任何變化地全部轉(zhuǎn)化為機械能機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能不需要專門的裝置,而內(nèi)能要轉(zhuǎn)化為機械能必須通過熱機才能實現(xiàn)(2)熱傳遞的方向性(內(nèi)能轉(zhuǎn)移的方向性)在熱傳遞過程中,熱量可以自動地從高溫物體向低溫物體轉(zhuǎn)移,但不能自動地從低溫物體向高溫物體轉(zhuǎn)移自然界中內(nèi)能的轉(zhuǎn)移也具有方向性2熱機的效率及其工作方向性(1)效率:熱機是將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能的裝置其效率,由于任何熱機都會有熱損失,所以熱機的效率一定小于100%.(2)方向性:卡諾指出:由高溫?zé)嵩次盏臒崃?,只能有一部分用于做功,其余的要向低溫?zé)嵩捶懦鲆虼?,熱機的效率不可能達到100%.開爾文指出:自然界中凡是與熱現(xiàn)象有關(guān)的一切宏觀過程都是具有方向性的不可逆的過程特別提醒(1)自然界的總能量不變,但利用能量時是有方向性的(2)熱機的效率的提高仍然大有潛力可挖例1下列過程可能發(fā)生的是()A自發(fā)地將排放在空氣中的高溫廢氣的內(nèi)能收集起來,使其全部轉(zhuǎn)化為汽車運動的機械能B將濃度為50%的酒精水溶液自發(fā)地分開成水和酒精C利用其他手段使內(nèi)能從低溫物體轉(zhuǎn)移到高溫物體D利用攪拌的方法使液體的溫度升高,內(nèi)能增大針對訓(xùn)練1下列過程中,可能實現(xiàn)的是()A水的溫度自動下降時釋放的內(nèi)能全部轉(zhuǎn)化為機械能B利用不同深度的海水溫度不同制造一種機器,把海水的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能C粗糙水平面上運動的物體,它的動能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,使物體溫度升高D靜止在光滑水平面上的物體,溫度降低時釋放的內(nèi)能可以轉(zhuǎn)化為物體的動能,使物體運動起來二、能源開發(fā)與可持續(xù)發(fā)展1能源開發(fā):人類社會要發(fā)展,能源是必不可少的資源,但現(xiàn)有的煤、石油、天然氣等化石燃料都是遠古時期儲存的太陽能,不可再生,不久的將來都要枯竭同時,大量使用這類燃料對環(huán)境的破壞性非常大,所以迫切需要找到新的替代能源在現(xiàn)有條件下,可供利用的新能源主要有地?zé)崮?、太陽能、海洋能、生物能?人類與能源的關(guān)系:(1)有利方面:能源的利用給人類的生活帶來了極大的改善,人類社會每一次重大的經(jīng)濟飛躍和生產(chǎn)革命,都與新能源和動力機械的利用密切相關(guān),能源消耗的多少已經(jīng)成為一個國家和地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展水平的重要標(biāo)志(2)不利方面:能源的大量使用會給環(huán)境帶來極大的破壞,如大氣污染、溫室效應(yīng)、酸雨等,對人類造成很大的危害(3)可持續(xù)發(fā)展:對常規(guī)能源合理有效地利用,保護環(huán)境與生態(tài)平衡開發(fā)清潔的新能源和可再生能源積極研發(fā)節(jié)能的新技術(shù),提高能源利用效率例2關(guān)于能源的利用,下列說法中正確的是()A由于我國煤和石油的儲量十分豐富,所以太陽能和核能的開發(fā)并不十分重要B能源的利用過程,實質(zhì)上是能的轉(zhuǎn)化和傳遞過程C現(xiàn)在人類社會使用的能源主要是煤、石油和天然氣D煤、石油和天然氣的化學(xué)能在利用中不會對環(huán)境造成污染針對訓(xùn)練2能源短缺和環(huán)境惡化指的是()A煤炭和石油的開采與技術(shù)有關(guān),在當(dāng)前技術(shù)條件下,煤炭和石油的開采是有限度的,這叫能源短缺B煤炭和石油資源是有限的,以今天的開采和消耗速度,石油儲量將在百年內(nèi)用盡,煤炭資源也不可能永續(xù),這叫能源短缺C煤炭和石油具有大量的氣味,在開采、存放和使用過程中,這些氣味會聚存在空氣中污染空氣,使環(huán)境惡化D大量煤炭和石油產(chǎn)品在燃燒時排出的有害氣體污染了空氣,改變了大氣的成分,使環(huán)境惡化能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的方向性1下列說法中錯誤的是()A熱量只能自發(fā)地從高溫物體傳給低溫物體而不能自發(fā)地從低溫物體傳給高溫物體B內(nèi)能不能轉(zhuǎn)化為動能C內(nèi)能不能自發(fā)地轉(zhuǎn)化為動能D自然界中涉及熱現(xiàn)象的宏觀過程都有方向性2地球上有大量的海水,若使海水溫度降低0.1 就能釋放出5.81023 J的熱量有人設(shè)想用一熱機將海水放出的熱量完全轉(zhuǎn)化為機械能,但這種使內(nèi)能轉(zhuǎn)化成機械能的機器是不能實現(xiàn)的,其原因是()A內(nèi)能不能轉(zhuǎn)化成機械能B內(nèi)能轉(zhuǎn)化成機械能不滿足能量守恒定律C只從單一熱源吸收熱量并完全轉(zhuǎn)化成機械能而不引起其他變化的機器不滿足能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的方向性D上述三種原因都不正確能源的開發(fā)與可持續(xù)發(fā)展3關(guān)于能源的開發(fā)和利用,下列觀點不正確的是()A能源是有限的,無節(jié)制地使用常規(guī)能源,是一種盲目的短期行為B根據(jù)能量守恒定律,能源是取之不盡、用之不竭的C能源的開發(fā)和利用,必須同時考慮其對生態(tài)環(huán)境的影響D不斷開發(fā)新能源,是緩解能源危機、加強環(huán)境保護的重要途徑4某地平均風(fēng)速為5 m/s,已知空氣密度是1.2 kg/m3,有一風(fēng)車,它的風(fēng)葉轉(zhuǎn)動時可形成半徑為12 m的圓面如果這個風(fēng)車能將圓面內(nèi)10%的氣流動能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?,則該風(fēng)車帶動的發(fā)電機功率是多大?(計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)答案精析第7講能源與可持續(xù)發(fā)展預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)一、1.方向不可逆(1)可以完全自發(fā)完全(2)自動高溫低溫自動低溫高溫2機械能不可能二、1.內(nèi)能電能化學(xué)能核能2煤石油天然氣想一想效率為100%的發(fā)動機不能被制造出來,因為它雖然不違背能量守恒定律,但它違背了能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移具有方向性的規(guī)律課堂講義例1CD根據(jù)能量轉(zhuǎn)化與轉(zhuǎn)移的方向性可知,內(nèi)能不可能自發(fā)地全部轉(zhuǎn)化為機械能而不引起其他變化所以高溫廢氣的內(nèi)能不可能自發(fā)地全部轉(zhuǎn)化為汽車的機械能,故A選項錯;濃度為50%的酒精水溶液不可能自發(fā)地分開成為水和酒精,故B選項錯誤;內(nèi)能不可能自發(fā)地從低溫物體轉(zhuǎn)移到高溫物體,若采用其他手段(如提供電能)可以使過程可逆,故C選項正確;改變物體內(nèi)能有兩種方式:一是對物體做功;二是熱傳遞所以攪拌對液體做功時可以改變液體內(nèi)能,使其溫度升高,內(nèi)能增加,故D選項正確針對訓(xùn)練1BC例2BC我國的煤和石油盡管儲量豐富,但終究有限,且利用后不能再生,所以開發(fā)和利用新能源,特別是核能和太陽能是解決能源問題的出路故A錯誤;目前人類使用的能源主要仍是煤、石油和天然氣燃料燃燒時,將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,內(nèi)能又可轉(zhuǎn)化為機械能和電能人類在生產(chǎn)和生活中需要各種形式的能,我們可以根據(jù)需要把能源所含的能量轉(zhuǎn)化成多種形式,以供利用,所以能源的利用過程,實質(zhì)上是能的轉(zhuǎn)化和傳遞的過程,故B、C正確;煤、石油和天然氣是由古代的動植物的遺體在長期地質(zhì)變遷中形成的在利用這些能源時會產(chǎn)生大量的二氧化碳和甲烷,易產(chǎn)生溫室效應(yīng)對環(huán)境造成污染,D選項錯誤針對訓(xùn)練2BD對點練習(xí)1B2.C3.B43.4 kW解析在t時間內(nèi)作用于風(fēng)車的氣流質(zhì)量mr2vt這些氣流的動能為mv2,轉(zhuǎn)變成的電能Emv210%所以風(fēng)車帶動發(fā)電機的功率為Pr2v310%代入數(shù)據(jù)得P3.4 kW.- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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