1、第六节研究性学习能源的开发利用与环境保护1了解常规能源与新能源2了解能源与人类生存和社会发展的关系，以及节约能源的重大意义3知道能源开发和利用带来的问题及应该采取的对策，培养环保意识既然能量是守恒的，我们为什么还要节约能源？提示：能量是守恒的，但能量降退却导致能量可利用程度降低可见，虽然能量不会减少，但方便使用的能源会越来越少，所以要节约能源一、能源与环境1能源：能够提供可利用能量的物质人们把煤、石油、天然气叫做常规能源，也叫化石能源核能、太阳能、潮汐能、地热能等属新能源能源的分类：不可再生能源，如煤、石油、天然气等；可再生能源，如风能、水能等2能源带来的环境问题：大量消耗常规能源产生的大气污
2、染对全球气候和生态环境系统产生的影响，最为突出的是温室效应和酸雨二、温室效应1成因：温室效应是人类过多排放二氧化碳，干扰了地球的热量平衡造成的2危害：导致全球变暖，会引起海平面上升、气候变化和疾病增多等3改善措施：(1)提高能源利用率(2)开发新能源三、酸雨1成因：大气中酸性污染物质，如二氧化硫、氮氧化物等，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2危害：酸雨影响人的健康，危害生态系统，使土壤酸化和贫瘠，腐蚀建筑物和艺术品等3防止：(1)健全法规，强化管理，控制排放(2)发展清洁煤技术，减少燃烧过程中SO2的排放(3)通过改造发动机，安装汽车尾气净化器，用
3、无铅汽油代替含铅汽油等手段，控制汽车尾气排放四、能量降退与节约能源1能量降退当机械能、电能、化学能等转变为周围环境的内能后，我们无法把这些分散的内能重新收集起来加以利用，这些弥散在空间的能量可利用程度很低，通俗地说，这些能量“变质”或贬值了这种能量可利用程度降低的现象称为能量降退(1)能量降退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(2)能量降退虽然不会使能的总量减少，却会导致能量可利用程度降低，它实际上将能量从高度有用的形式降级为不大有用的形式煤、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2能量虽然不会减少但能源会越来越少，
4、所以要节约能源一、能源可以分为哪几类？各有什么特点？能源分类方法能源分类名称特点举例按形成或转化特点分一次能源自然形成，未经加工焦炭、木炭、蒸汽、液化气、酒精、汽油、电能二次能源由一次能源经加工转化而成正在开发，或有新的利用方式按利用技术分常规能源太阳能、风能、地热能、核能、潮汐能煤、石油、天然气新能源已大规模正常使用太阳能、核能、地热能、海洋能、沼气、风能、水能按可否再生分可再生能源可循环使用、不断补充水能、风能、太阳能、地热能不可再生能源短期内无法转换获得煤、石油、天然气、核燃料按对环境污染情况分清洁能源对环境基本上没有污染太阳能、海洋能、风能、水能污染能源会严重污染环境化石燃料(煤、石油
5、、天然气)二、能源与人类社会发展、环境的关系1能源的重要性：能源是社会存在与发展永远不可或缺的必需品，是国民经济的物质基础，它与材料、信息构成现代社会的三大支柱2化石能源：人们把煤、石油、天然气等化石能源叫做常规能源目前，人类消耗的能量主要来自常规能源(1)化石能源的储藏是有限的(2)化石能源的大量消耗带来了环境问题：温室效应：大量燃烧石油、煤炭、天然气等产生的二氧化碳气体，增加了大气中二氧化碳的含量，由于二氧化碳对长波的辐射有强烈的吸收作用，像暖房的玻璃一样，只准太阳光的热辐射进来，不让室内长波热辐射出去，使地球气温上升，这种效应叫温室效应温室效应导致的全球变暖会引起海平面上升、气候变化和疾
6、病增多酸雨： 酸雨是指pH小于5.6的雨、雪或其他形式的大气降水形成酸雨的主要原因是工农业生产及生活释放到大气中的二氧化硫等物质使雨水酸度升高，形成“酸雨”，腐蚀建筑物、酸化土壤光化学烟雾： 内燃机工作时的高温使空气和燃料中的多种物质发生化学反应，产生氮氧化物和碳氢化合物这些化合物在大气中受到紫外线的照射，产生二次污染物质光化学烟雾(主要成分是臭氧)这些物质有毒，能引起人的多种疾病另外常规能源燃烧时产生的浮尘也是一种污染三、开发新能源开发的新能源主要有下列几种：太阳能、生物质能、风能、水能等1太阳能：是取之不尽、用之不竭的同时太阳能是一种清洁能源，不会污染环境2生物质能：生物质能指绿色植物通过
7、光合作用储存在生物体内的太阳能，储存形式是生物分子的化学能3风能：为了增加风力发电的功率，通常把很多风车建在一起，成为“风车田”我国的新疆、内蒙古等地已经开始大规模利用风力发电4水能：水是可再生的水力发电对环境的影响小，发电成本低类型一 能源与人类环境【例题1】 (双选)以下说法中正确的是()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、用之不竭的解析：煤、石油、天然气等是动植物转化而来的，其来源可追溯到太阳能，选项A正确汽油燃烧会引起一些化合物的产生，导致有毒气体的生成，选项B错误水能是可再生能源，选项C正确煤、石油等储
8、量是有限的，是不可再生能源，选项D错误答案：AC类型二 能源的开发和利用【例题2】 某地强风的风速约为v20 m/s，设空气密度为1.3 kg/m3，如果能利用该强风进行发电，并将其动能完全转化为电能，现考虑用横截面积S20 m2的风车(风车车叶转动形成圆面面积为S)，求：(1)利用上述已知量计算电功率的表达式；(2)电功率的大小(取1位有效数字)点拨：可假设一段时间t，先求t时间内吹过风车的空气的质量，再求其动能，最后由P求功率解析：(1)设考虑时间t内吹到风力发电机上的空气，则空气质量mSvt空气动能Ekmv2Stv3由能量守恒定律得EEkStv3所以发电机电功率PSv3(2)代入数据得P
9、1.320203 W1105 W答案：(1)PSv3(2)1105 W题后反思：本题是新型能源风能发电的模型，考查了动能、功率、能的转化等知识计算过程中要注意构建正确的气流柱体模型，理清各物理量间的关系，就可以使用能量守恒定律正确分析该题1下列供热方式最有利于环境保护的是()A用煤作燃料供热 B用石油燃料供热C用天然气或煤气作燃料供热 D用太阳能灶供热解析：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，使得废气中含有粉尘、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，应大力推广故选项D正确答案：D2水力发电站的电能最终来自于()A
10、太阳能 B水的动能C水的势能 D水的内能解析：水能、风能、生物质能均来源于太阳能，故选项A正确答案：A3(双选)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植树造林解析：可行且行之有效的措施是开发新能源以便减少对常规能源的利用，减少CO2的排放；植树造林可以吸收空气中的CO2，所以选项B、D可行题中A、C两项措施虽然有效，但并不可行答案：BD4(双选)关于“温室效应”，下列说法中正确的是()A太阳能源源不断地辐射到地球上，由此产生了“温室效应”B石油和煤炭等燃烧时产生的二氧化碳增加了大气中二氧化碳的含量，
11、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等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选项正确答案：BC5关于能源的开发和利用，下列观点中不正确的是()A能源是有限的，无节制地利用能源，是一种盲目的短期行为B根据能量守恒定律，能源是取之不尽、用之不竭的C在对能源进行开发和利用的同时，必须加强对环境的保护D不断开发新能源，是缓解能源危机、加强环境保护的主要途径解析：能量是守恒的，但由于能量的耗散，使得能利用的能源越来越少答案：B
