1、4能源与可持续发展 课前自主预习 1能量转移或转化的方向性(1)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，从便于利用的能源变成不便于利用的能源(2)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流动的水带动水磨做功，由于磨盘之间的摩擦、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空气中，我们没有办法把这些流散的内能重新收集起来加以利用请思考：内能与机械能相比，哪种能量的品质低？提示：内能能量的耗散虽然不会使能量减少，却会导致能量品质的降低，它实际上将能量从便于利用的形式降级为不便于利用的形式故内能
2、较之机械能是一种低品质的能量2能源与环境(1)能源的种类：不可再生能源：煤、石油、天然气等可再生能源：潮汐能、生物质能、风能、水能等(2)环境问题：化石能源的资源有限，而且使用时对环境有很大的破坏，造成的环境污染主要有：温室效应、酸雨、光化学烟雾、浮尘等 课堂讲练互动 考点能源的分类【例】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SO2浓度在20世纪的
3、6070年代的10年间，由发电厂排放的SO2增加了35%，但由于建造高烟囱的原因，地面浓度降低了30%，请你从全球环境保护的角度，分析这种做法是否可取？说明理由(2)用传统的煤、石油作燃料，其主要缺点是什么？与传统的煤、石油作燃料相比，哪种物质可以作为新能源？主要优点是什么，缺点又是什么？【审题指导】温室效应：化石燃料燃烧放出的大量二氧化碳，使大气中二氧化碳的含量大大增加，导致“温室效应”，造成地面温度上升，两极的冰雪融化，海平面上升，淹没沿海地区等不良影响酸雨污染：排放到大气中的大量二氧化硫和氮氧化物等在降水过程中溶入雨水，使其形成酸雨，酸雨进入地表、江河，破坏土壤，影响农作物生长，使生物死
4、亡，破坏生态平衡同时，还会腐蚀建筑结构、工业装备、动力和通信设备等，还直接危害人类健康【答案】(1)这种方法并不可取，因为虽然高烟囱可有效地降低地面SO2浓度，但并不能减少排放到大气中的SO2总量，总污染量并未减少，并且高空中的SO2很容易与雨水结合，形成酸雨危害环境(2)传统的煤、石油作燃料，其主要缺点是燃烧过程中产生污染，危害环境氢这种物质可以作为新能源，因为相同质量的氢与煤、石油相比，放出的热量更多，并且燃烧后只产生水，无污染物形成缺点是大量的单质氢不容易获得，成本太高，并且氢的熔点很低，不容易液化，给运输带来不安全因素总结提能 过度开采常规能源已造成能源危机，使用常规能源也直接污染着地
5、球环境(多选)下列关于能量耗散的说法，正确的是(BCD)A能量耗散使能的总量减少，违背了能量守恒定律B能量耗散是指耗散在环境中的内能再也不能被人类利用C各种形式的能量向内能的转化，是能够自动全额发生的D能量耗散导致能量品质的降低解析：能量耗散是能量在转化的过程中有一部分以内能的形式被周围环境吸收，遵守能量守恒定律，但使得能量品质降低，故A错，D对；耗散的内能无法再被利用，B项对；其他形式的能在一定的条件下可以全部转化为内能，但相反过程却不能够自动全额进行，C项对；故选B、C、D. 课堂达标演练 1关于能源的利用和节约，下列说法正确的是(D)A根据能量守恒定律，能源的利用率应该是100%B由于能
6、量既不会消灭，也不会创生，总是守恒的，所以节约能源的意义不大C节约能源只要提高节能意识就行，与科学进步无关D在能源的利用中，总会有一部分能源未被利用而损失掉解析：能源的使用在任何情况下都不可能达到理想状态，做到没有任何损失虽然遵从能量守恒定律，但它指的是损失部分和被利用部分总和与原来能源总量相等，A错误；根据能量转化的方向性可知，能量经转化后，可利用的能，只可能减少，不可能增加，因此节能的意义重大；同时，只有节能意识是不够的，必须利用科技进步提高能源的利用率，不断开发新能源，以满足人类社会可持续发展的需要，B、C错误2有经验的柴油机维修师傅，不用任何仪器，只要将手伸到柴油机排气管附近，去感受一
7、下尾气的温度，就能判断出这台柴油机是否节能，真是“行家伸伸手，就知有没有”关于尾气的温度跟柴油机是否节能之间的关系，下列说法中正确的是(B)A尾气的温度越高，柴油机越节能B尾气的温度越低，柴油机越节能C尾气的温度高低与柴油机是否节能无关D以上说法均不正确解析：气体的内能不可能完全转化为柴油机的机械能，柴油在汽缸中燃烧，产生高温高压气体，是一个高温热源，而柴油机排气管排出的尾气是一个低温热源根据能量守恒定律，这两个热源之间的能量差就是转换的机械能，燃烧相同的燃料，要想输出的机械能越多，尾气的温度就要越低，即这样的柴油机就节能，故选项B是正确的3(多选)关于“温室效应”，下列说法正确的是(BC)A
8、太阳能源源不断地辐射到地球上，由此产生了“温室效应”B石油和煤炭燃烧时产生的二氧化碳增加了大气中二氧化碳的含量，由此产生了“温室效应”C“温室效应”使得地面气温上升、两极冰雪融化D“温室效应”使得土壤酸化解析：“温室效应”的产生是由于石油和煤炭燃烧时产生的二氧化碳增加了大气中二氧化碳的含量它的危害是使地面气温上升、两极冰雪融化、海平面上升、淹没沿海城市、海水向河流倒灌、耕地盐碱化等，故B、C选项正确4下列供热方式最有利于环境保护的是(D)A用煤供热 B用石油供热C用天然气或煤气供热 D用太阳灶供热解析：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得不充分，
9、使得废气中含有的粉尘、一氧化碳、二氧化硫等物质污染了大气而太阳能是一种无污染的能源，是不会污染环境的，应大力推广，故答案应选D.5下面是某同学在题为能源的利用和节约能源的研究性学习中收集到的有关太阳能的资料：太阳能是人类最基本的能源，它无污染、无费用，这种能源的使用期和太阳寿命一样长，当太阳光照射地面时，1 m2地面上在1 s内平均得到的太阳辐射能约为1.0103 J太阳能热水器就是直接利用太阳能的装置，目前已经广泛地出现在我们的生活中该同学在网上下载了某型号太阳能热水器的宣传广告：(1)若某家庭每天大约需要100 kg热水，用这种热水器将这些水从25 加热到45 需要多长时间？(2)与效率为80%的电热水器相比，每天可节约多少电能？答案：(1)3.9 h(2)2.9 kWh解析：考查能量守恒定律及能源的开发与利用(1)设T为光照时间，k1.0103 J/(sm2)Q吸cm(tt0)4.2103100(4525) J8.4106 J.太阳能热水器传给水的热量Q放kST.因为Q吸Q放，所以：T s1.4104 s3.9 h.(2)由Q电W1得：W J1.05107 J2.9 kWh.