高中物理人教版 (新课标)选修3选修3-3第十章 热力学定律6 能源和可持续发展教案

这是一份高中物理人教版 (新课标)选修3选修3-3第十章 热力学定律6 能源和可持续发展教案
6 能源和可持续发展　　一、教学目标　　1．了解什么是能源，了解什么是常规能源，了解常规能源的储量与人类需求的矛盾2．了解能源与人类社会发展的关系3．了解常规能源的使用与环境污染的关系　　4．了解哪些能源是清洁能源，哪些能源是可再生能源．　　二、重点难点　　重点：理解能源的概念和能源的使用与环境污染的关系．　　难点：能源的开发和利用与环境的关系．　　三、教与学　　教学过程：能源和环境是两个全球所关注的问题，能源是现代社会生活的重要物质基础，而常规能源的有限储藏量与人类的需求存在矛盾，同时大量消耗常规能源带来了环境问题，正确地协调和解决这一矛盾和问题是生活在地球上每一个人的职责.　 (一）能源与常规能源　　1．能源：凡是能够提供可利用能量的物质统称为能源．2．常规能源：人们把煤、石油、天然气叫做常规能源，人类消耗的能量主要是常规能源．3．常规能源的储藏是有限的．阅读课本P81。思考与讨论。提出问题：我们知道自然界中的能量是守恒的。但为什么还经常说要节约能源和合理开发和利用能源呢？能量耗散和品质降低由热力学第二定律知，能量的转移和转化具有方向性。能量耗散。从被利用的价值来看，内能较之机械能、电能等，是一种低品质的能量。由此可知，能量耗散虽然不会使能的总量减少，却会导致能量品质的降低。煤、石油、天然气等能量，在利用它们的时候，高品质的能量释放并最终转化为低品质的内能。所以我们要节约能源.(三)能源与人类社会能源是社会存在与发展永远不可或缺的必需品.是国民经济运动的物质基础.它与材料、信息构成现代社会的三大支柱。能源科技的每一次突破，都带来了生产力的巨大飞跃和社会的进步。远古时代火的使用,使人们脱离了茹毛饮血的时代18世纪末蒸汽机的发明和完善,带动了第一次产业革命和资本主义社会的成长.内燃机的发展,推动了19世纪末、20世纪初开始的机械化和电气化进程.20世纪中叶,蒸汽轮机和燃气轮机的发展为大规模发电和航空事业奠定了基础.(四) 能源与环境　　常规能源的大量消耗带来了环境问题    （1）温室效应：温室效应是由于大气里温室气体（二氧化碳、甲烷等）含量增大而形成的．石油和煤炭燃烧时产生二氧化碳．    （2）酸雨：大气中酸性污染物质，如二氧化硫、二氧化碳、氢氧化物等，在降水过程中溶入雨水，使其成为酸雨．煤炭中含有较多的硫，燃烧时产生二氧化硫等物质．    （3）光化学烟雾：氮氧化合物和碳氢化合物在大气中受到阳光中强烈的紫外线照射后产生的二次污染物质——光化学烟雾，主要成分是臭氧．　　另外常规能源燃烧时产生的浮尘也是一种污染．　　常规能源的大量消耗所带来的环境污染既损害人体健康，又影响动植物的生长，破坏经济资源，损坏建筑物及文物古迹，严重时可改变大气的性质．使生态受到伤害．    （二）绿色能源的开发和利用    常规能源的短缺和利用常规能源带来的环境污染，使得新能源的开发成为当务之急．绿色能源：在释放能量或能量转化过程中对环境不造成污染的能源叫绿色能源．人类可开发和利用的绿色能源主要有下列几种1．太阳能2.生物质能   3．风能   4．水流（河流、潮汐）能．风能和水流能是“可再生能源”而石油、煤炭是不可再生能源．       5．热核能、风能、水流能、太阳能是清洁能源    6．氢能源    7．反物质能    大自然赐给人类的绿色能源储量丰富，只要我们科学开发、合理利用，必将对人类做出前所未有的贡献．    【例题】据《中国环境报》报道：从一份科技攻关课题研究结果显示，我国酸雨区已占国土面积的40％以上，研究结果还表明，我国农业每年因遭受酸雨而造成的经济损失高达15亿多元．为了有效控制酸雨，目前国务院已批准《酸雨控制区和二氧化硫污染控制区划分方案》等法规．    （1）在英国进行的一项研究结果表明：高烟囱可有效地降低地面浓度．在20世纪的60～70年代的10年间，由发电厂排放的增加了35％，但由于建造高烟囱的结果，地面浓度降低了30％之多．请你从全球环境保护的角度，分析这种作法是否可取？说其理由．　　___________________________________________________________________    （2）用传统的煤、石油做燃料，其主要缺点是什么？与传统的煤、石油做燃料相比，哪种物质可以作为新能源？主要优点是什么缺点又是什么？    【解析】本题涉及能源、环保等社会热点问题，我们要从化学视角去关注这些与生态环境、人们的健康密切相关的问题．环境污染的恶果是直接影响人类的延续和发展，酸雨是影响全球的问题．    减少酸雨的产生是要杜绝污染源，而不是建造高烟囱转移污染．而杜绝酸雨的污染途径一般有三个：一是对煤、石油等传统能源进行处理，使其在燃烧过程中不产生；二是对污染物进行回收利用，三是开辟新能源．而目前最理想的能源为氢能源，因为它原料来源丰富，燃烧的产物又是水，既不污染环境，又可以循环利用．    （1）不可取，因为的排放总量并没有减少，进一步形成的酸雨仍会造成对全球的危害．    （2）煤、石油是不易再生的化工燃料，其资源是有限的，其次燃烧后产生的、等严重污染大气，进而形成酸雨，燃烧后产生的又会造成温室效应．第一，可以用水作为原料来制取；其次，燃烧时放热多，放出的热量约为同质量汽油的3倍；第三，氢燃料的最大优点是燃烧产物为水，不易污染环境，还可循环使用．    ［小结］常规能源储存量有限，在利用过程中会带来环境污染，新能源的开发和利用成为当务之急．