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能源和可持續(xù)發(fā)展
知識目標(biāo)
1、了解什么是能源，了解什么是常規(guī)能源，了解常規(guī)能源的儲備與人類需求間的矛盾
2、了解常規(guī)能源的使用與環(huán)境污染的關(guān)系。了解哪些能源是清潔能源，哪些能源可再生。
能力目標(biāo)
培養(yǎng)學(xué)生通過分析日常生活現(xiàn)象提高概括物理規(guī)律的能力
情感目標(biāo)
通過第二類永動機無法制成的講解，使學(xué)生進一步認識到人類改造自然時必須遵從自然規(guī)律，違反自然規(guī)律將一事無成
　　通過介紹開發(fā)新能源的重要性，激勵學(xué)生認真學(xué)習(xí)，提高為人類美好未來努力學(xué)習(xí)的覺悟
新課
師：在日常生活和各種產(chǎn)業(yè)中我們都要消耗能量。另外，自然界中進行的涉及熱現(xiàn)象的宏觀過程都具有方向性，而產(chǎn)生的能量耗散問題，使得能源問題成為當(dāng)今世界的一個重要的問題。本節(jié)課我們就來學(xué)習(xí)能源。
一、能源：凡是能提供可利用能量的物質(zhì)和自然過程。
１、常規(guī)能源：煤、石油、天然氣等。常規(guī)能源的儲藏是有限的。
問：常規(guī)的能源使用帶來了那些負面影響呢？（①溫室效應(yīng)②酸雨③化學(xué)煙霧④放射性污染）（1）溫室效應(yīng)：溫室效應(yīng)是由于大氣里溫室氣體（二氧化碳）含量增大而形成的。石油和煤炭燃燒時產(chǎn)生二氧化碳。
（2）酸雨：大氣中酸性污染物質(zhì)，如二氧化硫等物質(zhì)會使雨水中的酸度升高，形成“酸雨”。煤炭中含有較多的硫，燃燒時產(chǎn)生二氧化硫等物質(zhì)。
（3）光化學(xué)煙霧：氮氧化合物和碳氫化合物在大氣中受到陽光中強烈紫外線照射后產(chǎn)生的二次污染物質(zhì)。主要成分是臭氧。
另外常規(guī)能源燃燒時產(chǎn)生的浮塵也是一種污染。
常規(guī)能源的大量消耗所帶來的環(huán)境污染即損害人體健康，又影響動植物的生長，破壞經(jīng)濟資源，損壞建筑物及文物古跡，嚴重時可改變大氣的性質(zhì)，使生態(tài)受到破壞。
四、開發(fā)新能源：綠色能源的開發(fā)與利用
綠色能源：在釋放能量或能量轉(zhuǎn)化過程中對環(huán)境不造成污染的能源叫綠色能源。
問：可以開發(fā)那些清潔相對無污染的能源呢？（①太陽能②風(fēng)能③生物質(zhì)能④核能⑤水能）
世界上石油儲量最大的中東地區(qū)一直是發(fā)達國家關(guān)注的焦點，外交、軍事莫不圍繞著這片從地表上看毫無魅力的區(qū)域打轉(zhuǎn)。世界警察（美國）和他的隨從們最愿意去管中東的事情：兩次海灣戰(zhàn)爭、伊拉克戰(zhàn)爭等等…說明能量消耗巨大的富國們對石油的心痛程度。
令以一方面，“替代品”??新能源的研發(fā)、形式層出不窮。
1、水能：水作為能量的載體，被太陽能驅(qū)動地球上三棲（水、陸、空）循環(huán)。地表水的流動時，在落差大、流量大的地區(qū)，形成可利用的水能資源。目前世界上水力發(fā)電還處于起步階段。
2、海洋能：由于地球受月球和太陽引力的周期性不均衡，海水發(fā)生非氣候性的漲潮和落潮現(xiàn)象，形成潮汐。潮汐蘊含著巨大能量，既可以用來推動機械裝置，又可以用來發(fā)電。
此外，由于海水表層和深層間的存在很大的溫差，利用這種溫差也可以發(fā)電（*因為水的沸點與氣壓有關(guān)，如果建造一個裝置，用抽真空的方法使表層的海水在20攝氏度時汽化，并推動汽輪機，再將深層的冷水提上來使蒸汽冷卻，如此周而復(fù)始，就可以發(fā)電了。除這種方法外，還可以用低沸點的流體如丙烷和氨來作為熱機的工作介質(zhì)）。法國已經(jīng)建成了世界上第一座溫差發(fā)電站，發(fā)電容量為14,000kW。
3、風(fēng)能：利用風(fēng)的機械能發(fā)電，風(fēng)能是一種重要的自然能源。據(jù)有關(guān)專家估算，在全球邊界層內(nèi)的總能量為1.3×1015瓦，一年中約為1.4×1016千瓦時電力的能量，相當(dāng)于目前全世界 每年所燃燒能量的3000倍。其中1/10為可取用的極限量。
風(fēng)能的優(yōu)點是：總能量巨大，利用簡單、無污染、可再生。缺點是：能量密度低（當(dāng)流速同為3米/秒時，風(fēng)力的能量密度僅為水力的1/1000）、不穩(wěn)定性大，連續(xù)性、可靠性差，時空分布不均勻。
4、沼氣：利用厭氧微生物在密閉條件下分解（廢棄）有機物，產(chǎn)生沼氣，沼氣具有很高的熱值，燃燒后生成二氧化碳和水，不污染空氣，不危害農(nóng)作物和人畜健康。生成沼氣的原料本身就是各種廢棄物，生產(chǎn)過程可以減少（有機物）垃圾的數(shù)量。
在農(nóng)村到處可以看到許多生物質(zhì)的廢棄物，如人畜糞便、秸稈、雜草和不能食用的果蔬，等等。將這些廢棄物收集起來，經(jīng)過細菌發(fā)酵可以產(chǎn)生沼氣，用沼氣做燃料和照明，也可以發(fā)電。
5、太陽能：太陽能是一種可廣泛利用的清潔能源。我們目前的利用方式主要是兩種??
一是將陽光聚焦，將光能轉(zhuǎn)化為熱能（傳說阿基米德就曾經(jīng)利用聚光鏡反射陽光，燒毀了來犯的敵艦）。在日照充分的地方，人們在生產(chǎn)和生活中已大量使用太陽灶、干燥器和太陽能熱水器（太陽能熱水器的構(gòu)造要簡單的多。因為不需要它產(chǎn)生太高的溫度。在大多數(shù)情況下，可以將太陽能熱水器的集熱器制成箱式、蛇型管式、直管式、平板式或枕式，通過管道與水源和儲水箱相連。太陽能熱水器在我國北方比較常見）。
二是將太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，再用化學(xué)能發(fā)電。比較常見的光電池是硅電池（它能將13%-20%的日光能轉(zhuǎn)化為電能）。許多電子計算器和其他小型電子儀器現(xiàn)在已經(jīng)采用太陽能電池供電，人造衛(wèi)星和宇宙飛船更是主要依靠太陽能電池來提供電力。
但是陽光在達到地面以前要經(jīng)過大氣的反射、散射和吸收，能量損失較大，加上陰天、晝夜變化和雨雪等降水過程的影響，目前地面上利用日光發(fā)電受到一定限制。
無論是生物質(zhì)能、風(fēng)能，還是水力、溫差和潮汐能，歸根結(jié)底都是太陽能的轉(zhuǎn)化形式。即使礦物燃料，也是通過生物的化石形式保存下來的億萬年以前的太陽能。
6、地?zé)崮埽河玫責(zé)岵膳�、將地�(zé)嵊糜谵r(nóng)業(yè)、水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)、工業(yè)生產(chǎn)等，在全世界范圍內(nèi)受到關(guān)注。（從直接利用地?zé)岬囊?guī)模來說，最常用的是地?zé)崴�淋浴，占總利用量�?/3以上，其次是地?zé)崴�養(yǎng)殖和種植約占20%，地?zé)岵膳�約占13%，地?zé)崮芄�業(yè)利用約占2%）。
利用地?zé)崮�，占地很少，無廢渣、粉塵污染，用后的棄（尾）水既可綜合利用，又可回注到地下儲層，達到增加壓力、保護儲層、保護地?zé)豳Y源的雙重目的。*據(jù)美國地?zé)豳Y源委員會（GRC） 1990年的調(diào)查，世界上18個國家有地?zé)岚l(fā)電，總裝機容量5827.55兆瓦，裝機容量在100兆瓦以上的國家有美國、菲律賓、墨西哥、意大利、新西蘭、日本和印尼。我國的地?zé)豳Y 源也很豐富，但開發(fā)利用程度很低。主要分布在云南、西藏、河北等省區(qū)。除以上利用外，從熱水中還可提取鹽類、有益化學(xué)組分和硫磺等。
7、核能：鈾在自然界中有三種放射性同位素：U235、U238、U234 ，在衰變過程中放出熱量。在軍事上鈾主要用來制造核武器和核動力燃料。鈾的和平用途十分廣泛，其中最主要的是用作核電反應(yīng)堆的燃料。
由于核電具有發(fā)電成本低、對環(huán)境污染小和安全等優(yōu)點，世界各國，尤其是工業(yè)發(fā)達的國家和地區(qū)都大力發(fā)展核電，估計到2000年核電將達到世界總發(fā)電量的25%左右。我國已建成秦山、大亞灣核電站，目前還有多處正在籌建。
大自然賜給人類的綠色能源儲量豐富，只要我們科學(xué)開發(fā)，合理利用，必將對人類做出前所未有的貢獻。


二、能源利用

本文來自：逍遙右腦記憶 http://www.douzifanli.com/gaoer/77145.html

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