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6 能源和可持续发展[学习目标] 1.了解能量耗散现象.2.了解能源的开发现状，及能源开发对环境的影响．一、能量耗散和品质降低[导学探究] 流动的水带动水磨做功，由于磨盘和粮食之间的摩擦和挤压，使磨盘和粮食的温度升高，水流的一部分机械能转变成了内能，这些内能最终流散到周围的环境中，我们没有办法把这些流散的内能重新收集起来加以利用．可见，内能与机械能相比，哪种能量的品质低？答案内能品质较低[知识梳理](1)能量耗散：有序度较高(集中度较高)的能量转化为内能，流散到环境中无法重新收集起来加以利用的现象．(2)各种形式的能量向内能的转化，是无序程度较小的状态向无序程度较大的状态的转化，是能够自动发生、全额发生的．(3)能量耗散从能量转化的角度反映出自然界中的自发变化过程具有方向性．(4)能量耗散虽然不会导致能量总量的减少，却会导致能量品质的降低，它实际上是将能量从高度有用的高品质形式降级为不大可用的低品质形式．二、能源与人类社会发展[导学探究] 如图1所示是两幅宣传节约能源的图片．请问：既然能量是守恒的，我们为什么还要节约能源？图1答案由于能源耗散，会导致能量的品质降低，随着人类社会的发展，煤、石油、天然气等高品质能源越来越少．[知识梳理](1)常规能源：人们把煤、石油、天然气等化石能源叫做常规能源，人类消耗的能源主要是常规能源．(2)新能源：主要有太阳能、生物质能、风能、水能、核能等．(3)环境问题：化石能源的大量消耗带来的环境问题有温室效应、酸雨、光化学烟雾等.一、能量耗散例1下列关于能量耗散的说法中正确的是( )A．能量耗散使能量的总量减少，违背了能量守恒定律B．能量耗散是指散失在环境中的内能再也不能收集起来被人类利用C．各种形式的能量向内能的转化，是能够自动发生、全额发生的D．能量耗散导致能量品质的降低答案BCD例2下列现象属于能量耗散的有( )A．利用水能发电转化为电能B．电能通过灯泡中的电阻丝转化为光能C．电池的化学能转化为电能D．火炉把房子烤暖答案 D解析能量耗散是指其他形式的能转化为内能，最终流散在周围环境中无法重新收集并加以利用的现象，能够重新收集并加以利用的能不能称为能量耗散．本题中的电能、光能都可以重新收集并加以利用，如用光作能源的手表等．只有当用电灯照明时的光能被墙壁吸收之后变为周围环境的内能，才无法重新收集并加以利用，但本题没有指明该光能用来做什么，故不能算能量耗散．火炉把房子烤暖后使燃料的化学能转化成内能并流散在周围的环境中，无法重新收集并加以利用，属于能量耗散．二、能源和可持续发展1．能源开发和利用加强新能源，特别是清洁能源的开发和利用，控制化石能源开采，提高能源的利用率，降低对环境的污染．2．能源对环境的影响(1)常规能源对环境的影响：石油和煤燃烧产生的二氧化碳增加了大气中二氧化碳的含量，产生了“温室效应”，引发了一系列问题，如两极的冰雪融化、海平面上升，海水倒灌、耕地盐碱化……这些都是人类过度开发自然所产生的严重问题．(2)做好环境保护工作：目前的任务是采用能源新技术，解决突出的环境污染问题．例如，城市生活垃圾问题，变垃圾为能源；提高汽车发动机效率，解决尾气问题，达到废气“零”排放；环境污染的综合治理问题，解决废物、废水、废气等，变废为宝．例3关于能源的开发和节约，你认为下列哪些观点是错误的( )A．常规能源是有限的，无节制地利用常规能源，如石油之类，是一种盲目的短期行为B．根据能量守恒定律，担心能源枯竭是一种杞人忧天的表现C．能源的开发和利用，必须要同时考虑其对环境的影响D．通过核聚变和平利用核能是目前开发新能源的一种新途径答案 B解析能量虽然守恒，但能量耗散导致能量的品质降低即不可再利用，也往往对环境产生破坏，从而应开发新型的清洁型的能源，故B选项错．例4以下说法正确的是( )A．煤、石油、天然气等燃料的最初来源可追溯到太阳能B．汽油是一种清洁能源C．水能是可再生能源D．煤、石油等常规能源是取之不尽、用之不竭的答案AC解析煤、石油、天然气等是动、植物转化成的，其来源可追溯到太阳能，A对；汽油燃烧会引起一些化合物的产生，导致有毒气体的产生，B错；水能是可再生能源，C对；煤、石油等存储量是有限的，是不可再生能源，D错.1．(能量耗散)热现象过程中不可避免地出现能量耗散的现象．所谓能量耗散是指在能量转化的过程中无法把流散的能量重新收集、重新加以利用．下列关于能量耗散的说法中正确的是( )A．能量耗散说明能量不守恒B．能量耗散不符合热力学第二定律C．能量耗散过程中能量仍守恒D．能量耗散是从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性答案CD解析能量耗散说明能量转化的宏观过程具有方向性，符合热力学第二定律，B错误，D正确；能量耗散过程中，能量并没有消失，能量仍然守恒，A错误，C正确．2．(能源的利用)能源利用的过程实质上是( )A．能量的消失过程B．能量的创造过程C．能量的转化和转移过程D．能量的转化、传递并且逐渐消失的过程答案 C解析能源利用的过程是做功或热传递的过程，前者是能量的转化，后者是能量的转移．3．(可持续发展)下列供热方式最有利于环境保护的是( )A．用煤做燃料供热B．用石油做燃料供热C．用天然气或煤气做燃料供热D．用太阳能灶供热答案 D解析煤、石油、天然气等燃料的利用，使人类获得大量的内能．但由于这些燃料中含有杂质以及燃烧的不充分，使得废气中含有的粉尘、一氧化碳、二氧化硫等污染了大气．而太阳能是一种无污染的能源，应大为推广，故答案应选D.4．(环境保护与可持续发展)酸雨对植物的正常生长影响很大，为了减少酸雨的影响，应采取的措施是( )①少用煤作燃料②燃料脱硫③在已经酸化的土壤中加石灰④多种植美人蕉、银杏等植物⑤开发新能源⑥多种植法国梧桐、柠檬等植物A．①②④⑤ B．①②⑤⑥C．①②③④⑤ D．①②③⑤⑥答案 A解析酸雨主要是由煤、石油等燃料燃烧所释放的SO2和氮氧化物在降水过程中溶入雨水形成的．因而为减少酸雨的影响，少用煤作燃料和燃料脱硫是有效的方法．开发新能源也是减少煤使用量的方法，另外美人蕉和银杏对SO2有较强的吸收能力，所以①、②、④、⑤正确，应选A.5．(环境保护与可持续发展)CO2气体有个“怪脾气”，它几乎不吸收太阳的短波辐射，大气中CO2浓度增加，能使地表温度因受太阳辐射而上升；另外，它还有强烈吸收地面红外热辐射的作用，阻碍了地球周围的热量向外层空间的排放，使整个地球就像一个大温室一样．因此，大气中CO2浓度的急剧增加已导致气温的逐步上升，使全球气候变暖．(1)这种大气中以CO2为主的气体产生的效应称为( )A．光热效应B．光电效应C．光气效应D．温室效应(2)导致大气中CO2浓度增加的主要原因是( )A．大量植物和生物物种灭绝B．大量燃料如石油、煤炭、天然气等的燃烧C．人口剧增，呼出的二氧化碳增多D．自然因素破坏了地球环境生态平衡(3)为了减缓大气中CO2浓度的增加，可以采取的措施有( )A．禁止使用煤、石油和天然气B．开发使用核能、太阳能C．将汽车燃料由汽油改为液化石油气D．植树造林答案(1)D (2)B (3)BD解析大气中CO2浓度的增加，导致了温室效应；为了缓解这种局面，一方面要尽量少使用煤、石油等常规能源，另一方面要开发利用新能源并植树造林改善环境．。
三维目标 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. 教学方法：探究教学 教具：多媒体课件 教学过程设计：引入新课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,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 新课教学（一） 能量耗散和品质降低1•能量耗散：系统的内能流散到周围环境中，没有办法把这些内能收集起来加以利用, 这种现象叫做能量耗散。
2•品质降低：能量从高度有用的形式降级为不大可用的形式叫品质降低。
能量在利用过程中，总是由高品质的能量最终转化为低品质的内能。
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6能源和可持续发展而常由热力学第二定律知，能量的转移和转化具有方向性。
[来源 学科网ZXXK][来源学_科科_网Z_X_X_K]释放并最终转化为低品质的内能。
所以我们要节约能源•（二）能源与人类社会发展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（三）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一一光化学烟雾，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.（四）开发新能源（1）.新能源：指目前尚未被人类大规模利用而有待进一步研究、开发和利用的能源，如核能、太阳能、风能、地热能、海洋能、氢能等。
第六节能源和可持续发展【素养目标定位】※了解什么是能量耗散和品质降低※了解能源与人类社会、环境的关系※了解几种新能源的发展【素养思维脉络】课前预习反馈知识点1能量耗散和品质降低1．能量耗散系统的内能流散到__周围环境中__，没有办法把这些内能__收集__起来加以利用，这种现象叫作能量耗散。
2．品质降低能量从高度有用的形式降级为__不大可用__的形式叫品质降低。
能量在利用过程中，总是由高品质的能量最终转化为__低品质__的能量。
知识点2能源与人类社会发展、环境1．能源能源是指能够提供__可利用能量__的物质，它是现代社会生活的重要物质基础。
2．常规能源常规能源是指__已被广泛应用__的能源，如煤、石油、天然气、水力等。
3．能源危机按目前的消耗量，石油、天然气最多只能维持半个世纪，煤炭尚可维持一二百年。
4．环境污染能源利用的过程也直接污染着地球环境，主要有__温室效应__、__酸雨污染__、__臭氧层__的破坏等。
辨析思考『判一判』(1)石油、天然气都属于新能源。
(×)(2)能量耗散不遵循能量守恒定律。
(×)(3)能量耗散会导致能量品质的降低。
(√)(4)为了可持续发展，必须节约能源。
(√)(5)石油和煤炭的燃烧增加了大气中二氧化碳的含量，由此产生了“温室效应”。
(√)(6)能量耗散现象反映了在一些特殊过程中能量并不守恒，从而导致能源不可再生。
(×)『选一选』在研究性学习的过程中，同学们提出了以下四个活动方案，哪些从理论上讲是可行的(D)A．制作一个内能回收器，将散失在周围环境中的内能全部收回再利用B．发明一种制冷设备，使温度降至绝对零度C．汽车尾气中各类有害气体排入大气后严重污染了空气，想办法使它们自发地分离，既清洁了空气，又变废为宝D．将房屋顶盖上太阳能板，可直接用太阳能来解决照明和热水问题解析：系统的内能流失到周围环境中，不可能全部收回再利用，A错；温度不能无限降低，绝对零度不可能达到，B错；扩散现象具有方向性，逆过程不可能自发进行，C错；太阳能可以用来发电和进行加热，D正确。
高中物理人教版选修3-3教案能源环境和可持续发展教学目的：1、了解什么是能源，了解什么是常规能源，了解常规能源的储备与人类需求间的矛盾2、了解常规能源的使用与环境污染的关系3、了解哪些能源是清洁能源，哪些能源可再生。
4、要求就能源与环境问题开展研究性学习。
教学重点与难点：常规能源与新能源，能源与环境。
研究性学习的课题选择及材料的收集教学方法：学生课堂自学结合讨论归纳教学过程：一、能源１、常规能源与新能源；常规能源有：煤、石油、天然气等新能源有：风能、潮汐能、太阳能、原子能、沼气等。
２、常规能源的储备与利用间的关系：３、常规能源的利用与环境污染环境污染的种类：大气污染、水污染、噪声污染具体有：温室效应、酸雨、光化学污染４、环境污染的防止二、研究性学习课题总课题：能源与环境子课题：1、研究“温室效应”的形成（起因、结果）与防止。
2、简易太阳灶的制作。
3、家用太阳能热水器的工作原理。
4、煤和石油中的化学能从何而来？三、能源与环境保护教育能源与环境人类的生活离不开能源。
如果没有能源，人就得吃生米、生菜、生肉，这对原始人来说，可以，对现代人来说，那不可想像。
要把饭菜烧熟，就得能源。
照明需要能源，坐汽车、火车、轮船、飞机也需要能源，炼钢炼铁、开动机器都得有能源。
人类能源的总来源是太阳。
这就是说，不仅风能、水力能、海浪能、生物质能、太阳能等自然能源来自太阳，就是矿物燃料煤、石油、天然气也来自太阳。
以上这些属于一次能源，由一次能源生产的电力属于二次能源。
目前在人类能源当中挑大梁的一次能源是煤、石油、天然气这些矿物燃料。
矿物燃料的大量使用，给环境带来十分广泛的影响：矿物燃料的开采要毁掉一些土地，有时不可避免地要占用一部分农田。
矿物燃料的运输也会带来环境问题，如海上石油运输，经常发生事故，泄漏的原油污染大片海域；就是不发生事故，压舱水的排放也常常在小范围内使海域受到污染。
矿物燃料的燃烧，对环境产生的影响最大。
其中硫氧化物、氮氧化物等各种有害气体污染空气，已经使人们难以忍受，因为矿物燃料的燃烧总是要排放出非常多的二氧化碳，甚至达到改变空气成分的比例的程度，使地球的气温升高，这已经成了全世界格外关注、十分头疼的一个环境问题。
2019-2020年高中物理选修（3-3）《能源和可持续发展》word教案新课标要求（一）知识与技能1．了解什么是能量耗散和品质降低。
2．了解能源与人类社会、环境的关系。
【点1细解］能量耗散和品质降低在日常生活中，有些机械能、电能、光能、化学能，核能等由集中经养高而且有序的能量变为内能，流散到周围环境中，成为更加分散而无序的能影碟能研能驱动机器做功了，这样的转化过程叫做能量耗散。
从能量的可被利用来管构能较机械能、电能是一种低品质的能量，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、天然气等能源储存着高品质的能量，在利用它们的时候，高品质的能量释放出来并最终转化为低品质的内能。
能量虽然不会减少但能源会越来越少，所以要节。
（二）过程与方法掌握几种新能源的开发。
（三）情感、态度与价值观联系我国目前能源的现状，深刻理解节约能量意义。
教学重点能源耗散和新能源开发。
教学难点能源品质降低与人类社会发展的关系。
教学方法讲授法、归纳法、辩论法教学用具：投影仪、投影片教学过程（一）引入新课教师：引导学生思考教材81页“思考与讨论”中提出的问题。
学生：思考、讨论并回答。
教师（总结）：这些例子中，机械能、光能、电能、化学能等，最终都转化为内能流散到周围的环境中。
这些流散到环境中的内能，还能被人类重新利用吗？这节课我们来学习有关知识。
（二）进行新课1．能量耗散和品质降低教师：引导学生阅读教材有关内容，体会什么是“能量耗散”，体会能量在转换的过程中其品质降低的含义。
教师：（讲解）在日常生活中，有些机械能、电能、光能、化学能，核能等由集中性较高而且有序的能量变为内能，流散到周围环境中，成为更加分散而无序的能量，这些能量不能驱动机器做功了，这样的转化过程叫做能量耗散。
从能量的可被利用来看，内能较机械能、电能是一种低品质的能量，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、天然气等能源储存着高品质的能量，在利用它们的时候，高品质的能量释放出来并最终转化为低品质的内能。
能源和可持续发展新课标要求（一）知识与技能1．了解什么是能量耗散和品质降低。
2．了解能源与人类社会、环境的关系。
【点1细解］能量耗散和品质降低在日常生活中，有些机械能、电能、光能、化学能，核能等由集中经养高而且有序的能量变为内能，流散到周围环境中，成为更加分散而无序的能影碟能研能驱动机器做功了，这样的转化过程叫做能量耗散。
从能量的可被利用来管构能较机械能、电能是一种低品质的能量，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、天然气等能源储存着高品质的能量，在利用它们的时候，高品质的能量释放出来并最终转化为低品质的内能。
能量虽然不会减少但能源会越来越少，所以要节。
（二）过程与方法掌握几种新能源的开发。
（三）情感、态度与价值观联系我国目前能源的现状，深刻理解节约能量意义。
教学重点能源耗散和新能源开发。
教学难点能源品质降低与人类社会发展的关系。
教学方法讲授法、归纳法、辩论法教学用具：投影仪、投影片教学过程（一）引入新课教师：引导学生思考教材81页“思考与讨论”中提出的问题。
学生：思考、讨论并回答。
教师（总结）：这些例子中，机械能、光能、电能、化学能等，最终都转化为内能流散到周围的环境中。
这些流散到环境中的内能，还能被人类重新利用吗？这节课我们来学习有关知识。
（二）进行新课1．能量耗散和品质降低教师：引导学生阅读教材有关内容，体会什么是“能量耗散”，体会能量在转换的过程中其品质降低的含义。
教师：（讲解）在日常生活中，有些机械能、电能、光能、化学能，核能等由集中性较高而且有序的能量变为内能，流散到周围环境中，成为更加分散而无序的能量，这些能量不能驱动机器做功了，这样的转化过程叫做能量耗散。
从能量的可被利用来看，内能较机械能、电能是一种低品质的能量，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、天然气等能源储存着高品质的能量，在利用它们的时候，高品质的能量释放出来并最终转化为低品质的内能。
第六节能源和可持续发展【素养目标定位】※了解什么是能量耗散和品质降低※了解能源与人类社会、环境的关系※了解几种新能源的发展【素养思维脉络】课前预习反馈知识点1 能量耗散和品质降低1．能量耗散系统的内能流散到__周围环境中__，没有办法把这些内能__收集__起来加以利用，这种现象叫作能量耗散。
2．品质降低能量从高度有用的形式降级为__不大可用__的形式叫品质降低。
能量在利用过程中，总是由高品质的能量最终转化为__低品质__的能量。
知识点2 能源与人类社会发展、环境1．能源能源是指能够提供__可利用能量__的物质，它是现代社会生活的重要物质基础。
2．常规能源常规能源是指__已被广泛应用__的能源，如煤、石油、天然气、水力等。
3．能源危机按目前的消耗量，石油、天然气最多只能维持半个世纪，煤炭尚可维持一二百年。
4．环境污染能源利用的过程也直接污染着地球环境，主要有__温室效应__、__酸雨污染__、__臭氧层__的破坏等。
辨析思考『判一判』(1)石油、天然气都属于新能源。
(×)(2)能量耗散不遵循能量守恒定律。
(×)(3)能量耗散会导致能量品质的降低。
(√)(4)为了可持续发展，必须节约能源。
(√)(5)石油和煤炭的燃烧增加了大气中二氧化碳的含量，由此产生了“温室效应”。
(√)(6)能量耗散现象反映了在一些特殊过程中能量并不守恒，从而导致能源不可再生。
(×)『选一选』在研究性学习的过程中，同学们提出了以下四个活动方案，哪些从理论上讲是可行的( D )A．制作一个内能回收器，将散失在周围环境中的内能全部收回再利用B．发明一种制冷设备，使温度降至绝对零度C．汽车尾气中各类有害气体排入大气后严重污染了空气，想办法使它们自发地分离，既清洁了空气，又变废为宝D．将房屋顶盖上太阳能板，可直接用太阳能来解决照明和热水问题解析：系统的内能流失到周围环境中，不可能全部收回再利用，A错；温度不能无限降低，绝对零度不可能达到，B错；扩散现象具有方向性，逆过程不可能自发进行，C错；太阳能可以用来发电和进行加热，D正确。
选修3-3第十章第六节----能源和可持续发展昭通学院附属中学---周尊俊一、根据课标要求确定如下教学目标1.了解能源及其对人类社会、环境的影响。
2.能说出能源开发和利用带来的问题及应该采取的对策。
3.培养具有可持续发展的责任感和节约能源的意识。
4.重点:全面思考能源与社会、能源与环境问题,深刻体会可持续发展的重要性,体会建立和谐社会、节约型社会的重大意义。
5.难点:对能量耗散和品质降低的正确理解。
二、教学方法：合作交流和分析归纳等方法。
教学环节教学内容教学过程教师活动学生活动教学意图创设情境，导入新课生命活动需要能量问题引入：为什么要吃饭？三幅图片认识能源的储量及开采年限谈自己的理解体会能量、能源的重要性及能源的有限性新课教学一、了解地球能源及其对人类社会和环境的影响目标展示课前自学检验PPT展示活动类容“了解地球能源及其对人类社会和环境的影响”展示三幅图片（三次工业革命代表性的发明）听和思考核对自学内容学生小组交流课前自己查阅的内容“了解地球能源及其对人类社会和环境的影响”观察图片，联系工业革命对生产力的影响让学生知道本节课的学习任务和重难点检查自学内容为后续学习铺垫学会小组交流，学会归纳汇总不同的信息，培养合作意识。
引导学生认识人类社会的发展离不开能源，每次能源的高度开发和高效利用都将推动生产力的发展，促进社会发。
