人教版（2024）物理九年级全册 22.1 能源利用的现状和面临的挑战 （课件）

第二十二章 能源与可持续发展 第1节 能源利用的现状和面临的挑战 1. 了解人类利用能源的历程，能列举不同时期人类利用的主要能源。2. 了解一次能源、二次能源及其特点。3. 了解能源利用的挑战和面临的问题。学习目标课堂导入 能源是人类文明进步的基础和动力，能源问题和我们每个人都息息相关。在本章的学习中，我们将从自己的家庭入手，调查能源使用情况，有针对性地制订优化能源使用的方案。 从身边的事做起，每个人都可以为全社会实现可持续发展作出贡献。快来试试吧！课堂导入 在前面的学习中，我们已经认识了各种形式的能量。 生产和生活中利用的这些能量， 是通过哪些能源提供的? 木材煤天然气石油电能源：能够提供能量的物质资源机械能、内能、化学能、电能和光能等柴薪煤、石油等（化石能源）电能第二次科技革命中，发电机与白炽灯泡的发明使电能被广泛利用。第一次科技革命中，煤被广泛使用——蒸汽机；汽车等交通工具的发明使得石油被大规模使用——内燃机传说大约一万多年前，由燧人氏发明钻木起火新知探究知识点1 人类利用能源的历程 一、人类利用能源的历程新知探究知识点1 人类利用能源的历程 自从原始人发现使用火的方法以后，能源就成为人类文明发展的重要物质基础。钻木取火在人类利用能量的历史上非常重要。 从利用自然火到利用人工火的转变，结束了远古人类的茹毛饮血，开启了以柴薪作为主要能源的时代。一、人类利用能源的历程内能化学能使用大量使用柴薪也有很多危害，你知道吗?新知探究知识点1 人类利用能源的历程 空气污染、 生态破坏、 土壤退化等新知探究知识点1 人类利用能源的历程 蒸汽机的发明是人类利用能源的新里程碑。 人类从此逐步以机械动力代替人力和畜力。人类的主要能源由柴薪转向煤（化石燃料），人类进入工业化社会。一、人类利用能源的历程化学能机械能内能新知探究知识点1 人类利用能源的历程 我们今天大规模使用的煤、石油和天然气，是千百万年前埋在地下的动植物经过漫长的地质年代形成的，所以称为化石能源。化石能源——当今世界的主要能源使用化石能源的交通工具新知探究知识点1 人类利用能源的历程 新知探究知识点1 人类利用能源的历程 不可再生能源 化石能源等不能在短期内从自然界得到补充，所以这类能源叫作不可再生能源。 水能和风能等能源可以在短期内从自然界得到补充，叫作可再生能源。可再生能源 可再生能源与不可再生能源都是可以直接从自然界获得的能源，我们称这样的能源为一次能源。一次能源 电能是我们经常使用的能源。它通常是由其他能源转化而来的，最终还要转化为光能、内能、动能等其他形式的能量，为人类所用。新知探究知识点1 人类利用能源的历程 无法从自然界直接获取，必须通过消耗一次能源才能得到的能源为二次能源。典型例题例1.能源是人类生存和发展的保障，是人类文明进步的基础和动力，关乎国计民生。下列能源中属于一次能源的是 ( )①煤气 ②天然气 ③汽油 ④可燃冰 ⑤电能 ⑥水能 ⑦太阳能 ⑧地热能 A. ②③④⑤⑧ B. ②⑤⑥⑦⑧ C. ①②③⑥⑦ D. ②④⑥⑦⑧解析： 我们称可以直接从自然界获得的能源，为一次能源。而煤气、汽油、电能不能直接从自然界获得，属于二次能源。故选项D正确。D新知探究知识点2 能源利用面临的挑战 我们已经知道能量是守恒的，为什么还要节约能源呢 ? 想想议议新知探究知识点2 能源利用面临的挑战 涉及热现象的能量转化和转移过程是有方向性、不可逆的。 汽车制动时，由于摩擦，动能转化成了轮胎、地面和空气的内能，这些消耗的能量不能再自动地用来驱动汽车。 如果要使热量从低温物体转移到高温物体，就需要消耗其他形式的能量，例如电冰箱就需要消耗电能。新知探究知识点2 能源利用面临的挑战 能源的利用是有条件的，我们所能利用的能源是有限的。如果长期大规模开采，化石能源最终将会消耗殆尽。汽车、飞机等需要化石能源人类能源消耗量急剧增长新知探究知识点2 能源利用面临的挑战 在耗用各种能源时，不可避免地会对环境造成影响。 由于现代生活中化石能源的广泛使用，燃料的燃烧产生了大量的二氧化碳，加剧了地球的温室效应。 煤、石油、天然气等燃料往往含有杂质，致使燃烧生成的气体中含有二氧化硫等有害物质。燃料的不完全燃烧还会产生粉尘和一氧化碳，对人和环境造成危害。 开发新能源、更好地利用已知能源，是全球范围内的重要课题。新知探究知识点2 能源利用面临的挑战 视频例2.能源的使用，不过是一种形式的能转化为另一种形式的能而已。自然界的能量是守恒的，它既不能创生，也不会消失。既然如此，那为什么还要节约能源呢？典型例题解析： 能量的转化和转移都是具有方向性的，不能反过来转化，因而人类可利用的资源是有限的，所以我们仍然要节约能源。科学·技术·社会·环境新知探究燃煤发电的清洁技术 我国火力发电的燃料主要是煤。煤发电的原理是：用煤燃烧产生的热量加热水，使之变成高温高压的水蒸气，然后推动汽轮发电机组发电。 在现代化的发电厂中，会对水蒸气进行二次加热，使它继续推动发电机发电，提高发电效率。二次加热 发电厂会采取一些措施来降低污染，此外，碳捕集技术正在快速发展。科学·技术·社会·环境视频例3.使用下列燃料符合低碳生活理念的是（ ） A. 石油 B. 煤炭 C. 木柴 D. 氢燃料典型例题解析： 低碳生活的核心是减少二氧化碳（CO2）等温室气体的排放，以缓解全球变暖现象。因此需要选择燃烧后不产生或极少产生二氧化碳的燃料。 氢燃料燃烧生成物是水，不产生二氧化碳。若氢气通过可再生能源制备，则全生命周期接近碳的“零排放”是当前清洁能源技术重点发展方向（如氢能源汽车）。D能源利用的现状和面临的挑战人类利用能源的历程课堂小结能源利用面临的挑战柴薪→化石能源→电能能量转化和转移具有方向性；能源的利用是有条件的，我们所能利用的能源是有限的；能源消耗对环境造成严重影响。开发新能源，更好地利用已知能源1. 下列能源中属于可再生能源的是（ ） A. 煤 B. 天然气 C. 石油 D. 风能随堂练习解析： 煤、石油、天然气不能短期内从自然界得到补充，属于不可再生能源；风能可以源源不断地从自然界获取，属于可再生能源。 D2. 搭载“天问二号”探测器的火箭升空时，由于摩擦，部分机械能转化为空气和箭体的内能，这些消耗的能量不能再自动地被用来推动火箭，说明能量的转化具有_______；我国自主研发的“偏二甲肼”火箭燃料属于________（选填“一次”或“二次”）能源。随堂练习解析： “消耗的能量不能再自动地被用来推动火箭”这体现了能量转化的方向性。 “偏二甲肼”火箭燃料是通过加工自然界的一次能源而制得的人工合成燃料，因此属于二次能源。 方向性二次3.从环保的角度看，下列能源中，在大规模使用过程中会产生二氧化硫、氮氧化物、粉尘和一氧化碳等有害物质，造成空气污染、城市热岛效应、地球温室效应加剧的是（ ）①石油 ②煤 ③天然气 ④风能 ⑤太阳能 ⑥柴薪 ⑦水力发电 A．①② B．①②③ C．①②③⑥ D．④⑤⑦解析： 石油、煤燃烧时会排放CO2、SO2、颗粒物（粉尘）和CO等；天然气燃烧时，会产生二氧化碳；柴薪燃烧时产生粉尘和一氧化碳、二氧化碳。它们都会造成空气污染、城市热岛效应、地球温室效应加剧。 而风能、太阳能、水能（水力发电）是清洁能源。随堂练习C4.我们经常听说“节能减排”，什么是“减排” ?为什么要“减排” ?“减排”为什么是和“节能”连在一起的 ?随堂练习解析： 节能减排，指节约物质资源和能量资源，减少废弃物和环境有害物排放。 过量的温室气体排放会导致全球气候异常，引起一系列严重的环境问题，为了改善生态环境、保持生物多样性等，我们要“减排”。 要“减排”就必须减少化石能源的消耗,即“节能”。