18.1 能源利用与社会发展（课件）-苏科版九年级物理下册同步教学精美课件

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1814年，英国人史蒂芬孙把瓦特的蒸汽机装在火车上，实验成功，尽管蒸汽机的体积庞大、效率很低，但是热蒸汽提供了强大的推力，把人们从繁重的体力劳作中解放出来。②蒸汽机蒸汽机的出现引起了18世纪的工业革命。直到20世纪初，它仍然是世界上最重要的原动机，后来才逐渐让位于内燃机和汽轮机等。蒸汽机的能量转化：一、能源利用的历史 使用化石能源的一些交通工具：轮船、飞机、汽车等。 ③化石能源是当今世界的主体能源一、能源利用的历史3. 电能的利用18世纪末，意大利人伏打发明了电池，实现了化学能向电能的转化。1820年，丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应，实现了电能向机械能的转化。1831年，英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象，随后人们发明了发电机，实现了机械能向电能的转化。①电能的发展一、能源利用的历史②电能的来源日常生活中使用的电主要来自其他形式能量的转换，包括水能（水力发电）、内能（火力发电）、风能（风力发电）、化学能（电池）及光能（光电池、太阳能电池等）、原子能（原子能发电）等。化学能（煤）内能（水蒸汽）电能一、能源利用的历史水能电能转化水力发电的基本原理是利用水位落差 ，配合水轮发电机产生电力，也就是利用水的势能转为水轮的机械能，再以机械能推动发电机，而得到电力。一、能源利用的历史风能转化电能风力发电是把风的动能转化为电能。风能是一种清洁无公害的可再生能源，很早就被人们利用，主要是通过风车来抽水、磨面等。利用风力发电非常环保，且风能蕴量巨大，因此日益受到世界各国的重视。一、能源利用的历史为什么我们要使用电能，不直接使用化石能源呢？Ⅰ. 电能便于输送。③电能的使用想一想一、能源利用的历史内能电能通过用电器可以比较方便地转化为光能、内能、机械能、化学能等其他形式的能量，为人类所用。 Ⅱ. 电能便于利用 电能内能光能机械能化学能一、能源利用的历史4. 核能的发现①核能20世纪初，科学家发现，某些原子核的结构发生变化时会释放出巨大的能量，这种能量叫作核能。对于相等质量的核燃料和煤炭来说，核燃料放出的能量比煤炭燃烧放出的能量大得多。从此人类进入了开发和利用核能的新纪元.一、能源利用的历史核能内能机械能电能核裂变蒸汽发生器发电机②核电站的能量转化 汽轮机一、能源利用的历史总结——人类利用能源的历程火的利用化石能源电能核能一、能源利用的历史视频欣赏——《人类利用能源的进化史》【例题1】下列说法正确的是（ ） A. 以柴薪为主要能源引发了工业革命B. 内燃机的出现使人类结束了茹毛饮血的原始生活 C. 人们应致力于开发太阳能、核能等D. 火的发现和利用成为工业革命的动力基础C 蒸汽机的发明引发了资本主义国家的第一次工业革命，火的发现和利用使人类结束了茹毛饮血的原始生活，所以ABD均错。核能、太阳能属于新能源，目前人们正在大力开发；C正确。所以选C。一、能源利用的历史能源的种类繁多，为了便于认识和研究，人们从不同角度对能源进行了分类.1. 可再生能源和不可再生能源太阳能、水能、风能等可以从自然界源源不断地得到，这类能源被称为可再生能源.二、能源的分类煤、石油、天然气以及核燃料等一旦消耗就很难再生，这类能源被称为不可再生能源。2. 常规能源和新能源常规能源也叫传统能源，是指目前已经大规模生产和广泛利用的能源，如可再生的水能和不可再生的煤炭、石油、天然气等化石能源；二、能源的分类新能源是指由于技术、经济等因素而迄今尚未大规模使用的能源，如太阳能、核能、地热能、氢能、风能等。3. 清洁能源与非清洁能源清洁能源是指对环境无污染或污染很小的能源，如太阳能、水能、风能等.二、能源的分类非清洁能源是指对环境污染较大的能源，如煤、石油、天然气等化石能源.视频欣赏——《可再生能源》【例题2】能源开发和利用技术的进步是人类社会文明发展的重要标志。在煤、石油、风能和太阳能这几种能源中。属于不可再生能源的有___________。属于清洁能源的有__________。煤和石油 煤、石油、天然气等化石能源都是在亿万年前，动、植物由于地质变迁，沧海桑田，被深埋地下，经过细菌作用、温度、压力等影响形成的，如有的煤里可以看到明显的树干痕迹。化石能源开采消耗以后，短期内无法形成，属于不可再生能源；风能、太阳能可从自然界源源不断地获得，属于可再生能源。风能、太阳能对环境无污染或污染很小，属于清洁能源；而煤、石油对环境污染较大，属于非清洁能源。 风能和太阳能二、能源的分类【例题3】能源是人类生存和发展的重要因素.煤、石油、天然气、水能及生物质能等是多年来大规模使用的能源，被称为________能源，而核能、地热能、海洋能、沼气以及太阳能等被称为_______能源。（常规/新）常规 新 按能源利用状况分:常规能源——多年大规模使用；新能源——近若千年才开始利用，或以前被使用过但现在又有新的利用方式的能源。按题意，煤、石油、天然气、水能及生物质能等是多年来大规模使用的能源，应属于常规能源；而核能、地热能、海洋能、沼气以及太阳能等应属于新能源。二、能源的分类【例题4】2017年5月，我国首次海域“可燃冰”试采成功.“可燃冰”分布于深海沉积物或陆域的永久冻土中，是由天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状结晶物质，主要成分为甲烷.“可燃冰”属于（ ） A. 化石能源 B.常规能源 C. 清洁能源 D.可再生能源A 与天然气一样,“可燃冰”属于化石能源、不可再生能源；“可燃冰”近年才试采成功，属于新能源;“可燃冰”的主要成分为甲烷，甲烷燃烧会产生二氧化碳，二氧化碳是温室气体，空气中的二氧化碳过多会影响气候，“可燃冰”属于非清洁能源. 所以选A。二、能源的分类3课堂总结能源的利用①火的利用 ②化石能源的利用 ③电能的利用 按能源的性质分可再生能源不可再生能源能源的分类新能源按对环境污染情况分清洁能源能 源 利 用与社会发展课堂总结①非清洁能源按利用技术状况分常规能源④核能的发现 课堂总结②《化石能源与清洁能源》4WHAT•WHY•WOW 1. 人类发明和制造的一些机械设备可以看作能量转换器。按照这种观点，分别说出蒸汽机、发电机和电动机的能量转化过程.蒸汽机是一种把内能转化为机械能的能量转换器，发电机是一种把机械能转化为电能的能量转换器，电动机是一种把电能转化为机械能的能量转换器。四、课外实践与练习——WWW2. 下列能源中，属于可再生能源的是（ ）A. 煤 B. 石油 C. 风能 D. 天然气四、课外实践与练习——WWW C 根据可再生和不可再生能源的区别，可知: 煤、石油、天然气属于化石能源，不能短时期内从自然界得到补充，属于不可再生能源； 风能从自然界里源源不断的得到补充，属于可再生能源. 故选C。3. 下表列出了1996年和2010年能源产量的变化情况。请根据表中所提供的信息回答问题. 四、课外实践与练习——WWW注:1. 这里的能源单位以百万吨油当量计。 2. 上表资料引自BP(英国石油公司)《世界能源统计年鉴》(2007年，2011年).（1）表格中所列出的各种能源分别占各年度能源总产量的百分之几?请将你的计算结果填入表格中.（2）如果按某种能源对能源总产量的贡献大小(即所占百分比)排序，表格中所列能源的次序有无变化?是怎样变化的?（3）2010年与1996年相比，能源总产量是如何变化的?（4）根据是否可再生，对表格中的能源进行分类，并计算出2010年所利用的可再生能源在能源总产量中所占的百分比. 四、课外实践与练习——WWW解析见下页四、课外实践与练习——WWW【解析】（1）计算各种能源分别占各年度能源总产量的百分比. 四、课外实践与练习——WWW（2）1996年与2010年的排序均为：石油、煤、天然气、水能发电、核能发电.（3）世界能源总产量由8809个能源单位增加到11928个能源单位，14年的增长率为 35.41%.（4）表中仅水能为可再生能源，2010 年所利用的可再生能源占世界能源总产量的6.5%.5课堂练习1. 某市机动车全面使用乙醇汽油。乙醇汽油的使用可以________有害气体的排放量，它是一种新型清洁能源，其中乙醇是_________(可再生/不可再生)能源。减少 可再生乙醇燃烧一般只产生二氧化碳和水，没有粉尘和硫化物(导致酸雨形成的成分)，而煤和石油的使用会带来大量的硫化物等有害气体。汽油是石油制品，在汽油中加入乙醇，汽油的使用量减少，排放的有害气体相应减少。乙醇主要是利用粮食作物发酵生产的，而粮食作物是可以再生的，所以乙醇是可再生能源。五、课堂练习 2. 以下能源中都属于可再生能源的是（ ） A．石油、水能 B．水能、太阳能 C．天然气、风能 D．煤、生物质能B五、课堂练习 可再生能源是指可以在自然界里源源不断地得到的能源，如水能、风能、生物质能。不可再生能源：越用越少，不可能在短期内从自然界得到补充的能源，如化石能源、核能等。 所以选B。3. 2022年2月俄乌军事冲突开始以来，石油、煤、天然气的供应在国际市场上一下子紧张起来，许多国家正在谋求长远的多种能源出路。下面有关能源的说法正确的是（　　）A．煤属于核能范畴，用煤发电是通过链式反应完成的B．天然气可以直接从自然界获取，属于一次能源，而石油是二次能源C．石油、煤、天然气都是化石能源D．风能、石油、太阳能可以从自然界中源源不断地得到，属于可再生能源C五、课堂练习 解析见下页A．煤属于核能范畴，用煤发电是通过链式反应完成的B．天然气可以直接从自然界获取，属于一次能源，而石油是二次能源C．石油、煤、天然气都是化石能源D．风能、石油、太阳能可以从自然界中源源不断地得到，属于可再生能源五、课堂练习 A．煤是化石能源，用煤发电是通过煤燃烧的化学能转化为内能推动汽轮机产生机械能，再通过转子在磁场中转动转化成电能，故A错误；BC．石油、煤、天然气都是化石能源，都可以直接从自然界获取，属于一次能源，故B错误，C正确；D．风能、太阳能可以从自然界中源源不断地得到，属于可再生能源，而石油的储量有限，且不可再生，属于不可再生能源，故D错误。所以选C 4. 中国是一个负责任的大国，为构建人类命运共同体而不懈努力，实现可持续发展已成为21世纪各国的任务。能源可按不同方式分类，如图，下列四组能源中，能归入图中阴影部分的一组是（　　）A．煤炭、沼气 B．太阳能、风能 C．水能、天然气 D．石油、核能B五、课堂练习 能归入图中阴影部分的能源应该是来自太阳的热辐射，并且是可再生能源和新能源。A．煤炭、沼气不是可再生能源也不是新能源，A不符合题意；B．太阳能、风能是来自太阳的热辐射，并且是可再生能源和新能源，故B项符合题意；CD．天然气、石油和核能都是不可再生能源，故CD项不符合题意.所以选B。5．生活处处有物理，以汽车为例：（1）发动机采用以水为主要成分的冷却液来降温，这是因为水的___________较大；（2）车内放入某种清香剂，很快就会闻到它的气味，这是因为__________________________；（3）汽车的轮胎用橡胶制成，这是利用了橡胶具有良好的___________；（4）汽车发动机（汽油机）工作时___________冲程将内能转化为机械能，发动机内燃烧的汽油属于___________（选填“可再生”或“不可再生”）能源。五、课堂练习 解析见下页比热容分子不停地做无规则运动 弹性 做功 不可再生五、课堂练习 （1）发动机采用以水为主要成分的冷却液来降温，这是因为水的比热容较大，在温度变化相同的情况下，可以吸收更多的热量。（2）车内放入某种清香剂，很快就会闻到它的气味，这是因为分子不停地做无规则运动，属于扩散现象。（3）橡胶具有很好的弹性，用它来制造汽车轮胎，可以减轻汽车行驶时的振动与颠簸，使人乘坐舒服。（4）汽油机的四个冲程中只有两个冲程伴随有能量的转化。压缩冲程中活塞运动的动能转化为混合气体的内能；做功冲程中，产生高温高压的燃气，推动活塞运动，燃气的内能转化为活塞运动的动能。从能源是否可再利用的角度可分为可再生能源和不可再生能源，煤、石油、天然气属于不可再生能源。（1）有些沙漠紧邻大海，_____（白天/晚上）风通常从大海吹向沙漠，导致空气中富含水蒸气．（2）伯克利分校的团队设计出一款沙漠集水器﹣WaterSeer，如图所示，利用风能这种_____（可再生/不可再生）能源，借助风力驱动风轮旋转，带动螺旋桨将讲空气输入金属管中部．（3）深埋在土壤深处的金属管底部温度较低，由于金属的__________（填物理属性）好使得金属管中部温度也降低．（4）空气中的水蒸气在金属管中部_____（吸/放热），液化成水滴，水滴在_____力的作用下，沿管壁下落，汇集于金属管底部容器．（5）WaterSeer每天可以收集约37L饮用水，合_____kg，应用前景十分乐观．（ρ水＝1.0×103kg/m3）6. 沙漠集水器。五、课堂练习 解析见下页 白天 可再生 导热性 放 37 重 五、课堂练习 （1）由于砂石和海水的比热容不同，海水的比热容大于砂石的比热容，白天，在同样太阳光的照射下，沙漠和大海升温和降温的快慢不同，从而使空气形成对流．白天，沙漠比大海升温快，地面热空气密度较小，热空气上升，海面较冷的空气就会来补充，于是冷空气沿海面吹向沙漠，形成海风．（2）风能能够源源不断的从自然界得到，属于可再生能源．（3）深埋在土壤深处的金属管底部温度较低，由于金属的导热性好，使得金属管中部温度也降低．（4）空气中的水蒸气在金属管中部液化放热成水滴，水滴在重力的作用下，沿管壁下落，汇集于金属管底部容器．（5）水的体积V＝37L＝37dm3＝0.037m3，水的质量： m＝ρV＝1.0×103kg/m3×0.037m3＝37kg.7. 中国“天问一号”探测器到火星“上班”一年了，这一年她“拍”到了更详细更清晰的科学发现。（1）携带探测器的火箭加速上升的过程中，探测器的机械能______，此时以______ 为参照物，探测器是静止的；（2）如图所示“天问一号”探测器在太空张开“翅膀”是为了接收______能，这属于______（填“可再生”或“不可再生”）能源；（3）“天问一号”探测器得到的图像和数据是通过________传递到地球的。五、课堂练习 解析见下页 增大 火箭 太阳 可再生 电磁波 五、课堂练习 （1）携带探测器的火箭加速上升的过程中，探测器高度增加，重力势能增加，探测器速度增加，动能增加，机械能为势能和动能之和，机械能增加。火箭带着探测器一起上升，以火箭为参照物，探测器位置没有发生变化，探测器是静止的。（2）天问一号”探测器在太空张开“翅膀”是太阳能电池，将太阳能转化为电能；可再生能源是短期内可以获得源源不断补充的能源，太阳能属于可再生能源。（3）电磁波传播速度快，可以在真空中传播，“天问一号”探测器得到的图像和数据是通过电磁波传递的。