第二十二章能源與可持續(xù)發(fā)展第二十二章能源與可持續(xù)發(fā)展第1節(jié)能源歷史上許多民族都將太陽作為頂禮膜拜的神明。如果沒有太陽，地球就會處在黑暗和冰冷的長夜中，也不會孕育出任何生命。實(shí)際上，宇宙中除了太陽還有無數(shù)的恒星，那些恒星離我們非常遙遠(yuǎn)，所以看起來沒有太陽那么大、那么亮。太陽是離地球最近的一顆恒星。許多恒星比太陽還大。每顆恒星都在釋放巨大的能量，它們每時每刻都在向外輻射著驚人的光和熱。太陽和其他恒星為什么會輻射如此巨大的能量？人類利用的能量都是由太陽提供的嗎？人類使用的能量是無窮無盡的嗎？讓我們在本章中一起探索這些有趣的問題吧！1.人類利用能源的歷程2.21世紀(jì)的能源趨勢學(xué)習(xí)內(nèi)容導(dǎo)覽學(xué)習(xí)目標(biāo)1.能列出不同歷史時期人類利用的主要能源。2.結(jié)合實(shí)例，說出能源與人類生存和社會發(fā)展的關(guān)系。3.了解什么是一次能源、二次能源及其特點(diǎn)。4.了解我國和世界的能源狀況以及21世紀(jì)的能源趨勢。1.復(fù)習(xí)——回憶能量的概念①什么是能量？②你學(xué)過的能量中有哪些形式？機(jī)械能內(nèi)能電能化學(xué)能……能量的形式能量是物體做功本領(lǐng)的量度導(dǎo)入新課我們生活、生產(chǎn)中離不開能量。例如在生活中，燒飯、取暖、照明中都需要利用能量；在生產(chǎn)中如金屬的冶煉、機(jī)器的運(yùn)轉(zhuǎn)、汽車和火車等交通工具的行駛也需要能量。2.能量導(dǎo)入新課2012年7月4日，三峽水電站32臺機(jī)組全部投入工作。自2003年三峽工程正式開始發(fā)電，到2012年7月，三峽電站發(fā)電量累計達(dá)到5648億千瓦時，相當(dāng)于從滾滾長江中撈起了近2億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，減排二氧化碳4億噸、二氧化硫500多萬噸。3.三峽水電站三峽水電站是世界上最大的水力發(fā)電站，它通過提高上游的水位增加水的勢能，高水位的水向下流，使水輪機(jī)轉(zhuǎn)動并帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電，從而向人們提供電能。導(dǎo)入新課想一想：我們生活、生產(chǎn)中用的這些能量它們來源于哪里？我們利用了哪些種類的能源？生產(chǎn)和生活中利用的這些能量，是通過不同的能源提供的。今天我們一起了解能源的利用和發(fā)展歷史。4.能源

第1節(jié)能源導(dǎo)入新課一、人類利用能源的歷程一、人類利用能源的歷程二、21世紀(jì)的能源趨勢三、課堂總結(jié)四、動手動腦學(xué)物理五、課堂練習(xí)本節(jié)課學(xué)習(xí)流程（1）物質(zhì)的運(yùn)動和相互作用的方式多種多樣，每種運(yùn)動形式都對應(yīng)相應(yīng)的能量。（2）常見的能量：如機(jī)械能、內(nèi)能、化學(xué)能、電能、核能等。2.能源能夠提供能量的物質(zhì)資源叫做能源。生產(chǎn)和生活中利用的各種能量，是通過不同的能源提供的。各種能源的廣泛利用，極大地促進(jìn)了人類文明的發(fā)展。1.能量一、人類利用能源的歷程3.常見的能源（1）化石能源①我們使用的煤、石油、天然氣，是千百萬年前埋在地下的動、植物經(jīng)過漫長的地質(zhì)年代形成的，所以稱為化石能源。一、人類利用能源的歷程②化石能源的形成示意圖巖石巖石巖石巖石褐煤煤動、植物化石煤轉(zhuǎn)化一、人類利用能源的歷程③化石能源是當(dāng)今世界的主要能源使用化石能源的交通工具：貨車、輪船、飛機(jī)、汽油機(jī)、柴油機(jī)等。一、人類利用能源的歷程（2）生物質(zhì)能由生命物質(zhì)提供的能量稱為生物質(zhì)能。生物質(zhì)能可以理解為生物機(jī)體物質(zhì)發(fā)生化學(xué)變化時釋放的能量。例如，食物分解和柴薪燃燒等都提供了生物質(zhì)能。一、人類利用能源的歷程（3）太陽能由太陽輻射提供的能量。一、人類利用能源的歷程（4）水能、風(fēng)能由自然界中的流水和風(fēng)提供的能量。一、人類利用能源的歷程（5）地?zé)崮苡傻厍騼?nèi)部提供的一種內(nèi)能。新西蘭陶波菲爾德地?zé)岚l(fā)電站一、人類利用能源的歷程（6）電能由其他形式的能轉(zhuǎn)化而成的供各種用電器使用的能源叫做電能。為什么我們要使用電能，不直接使用石化能源呢？①電能便于輸送。一、人類利用能源的歷程②電能便于轉(zhuǎn)化電能通過用電器可以比較方便地轉(zhuǎn)化為機(jī)械能、化學(xué)能光能、內(nèi)能等其他形式的能量，為人類所用。電能內(nèi)能光能轉(zhuǎn)化內(nèi)能機(jī)械能轉(zhuǎn)化化學(xué)能轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化一、人類利用能源的歷程4.人類利用能源的歷程能源利用歷程代表事件能源利用簡介意義能量轉(zhuǎn)化火的利用鉆木取火是從利用自然火到利用人工火的轉(zhuǎn)變，開啟了以柴薪作為主要能源的時代。現(xiàn)在，柴薪仍是某些地區(qū)的重要生活能源.蒸汽機(jī)的發(fā)明是人類利用能量的新里程碑。人類從此逐步以機(jī)械動力大規(guī)模代替人力和畜力，直接導(dǎo)致了第二次能源革命?；茉词钱?dāng)今世界的主要能源，推動了化石燃料工業(yè)的興起，使人類進(jìn)入工業(yè)化社會.第一次能源革命的標(biāo)志，第一次使人支配了一種自然力第二次能源革命的標(biāo)志，引發(fā)了世界性的工業(yè)革命化學(xué)能→內(nèi)能化學(xué)能→內(nèi)能→機(jī)械能蒸汽機(jī)的應(yīng)用鉆木取火化石能源的利用一、人類利用能源的歷程能源利用歷程代表事件能源利用簡介意義能量轉(zhuǎn)化電能的利用19世紀(jì)以來，電磁感應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，發(fā)明了發(fā)電機(jī)，使煤、石油等化石能源轉(zhuǎn)換成更加便于輸送和利用的電能。電能最終通過用電器轉(zhuǎn)化為光能、內(nèi)能、機(jī)械能等其他形式的能，為人類所用.20世紀(jì)40年代，科學(xué)家發(fā)明了可以控制核能釋放的裝置——核反應(yīng)堆，拉開了以核能為代表的新能源利用的序幕電能的利用是人類進(jìn)人現(xiàn)代文明社會的標(biāo)志第三次能源革命的標(biāo)志，開始了開發(fā)和利用核能的新紀(jì)元機(jī)械能→電能核能→電能核能發(fā)電電能支撐的城市核能的利用一、人類利用能源的歷程（1）一次能源像化石能源這樣可以直接從自然界獲得的能源稱為一次能源?；茉矗?、石油、天然氣）都是一次能源，其他常見的一些能源：風(fēng)能、水能、太陽能等也都是一次能源。

5.一次能源與二次能源一、人類利用能源的歷程常見的一次能源：地?zé)崮堋⒑四艿?。地?zé)崮芎四芤弧⑷祟惱媚茉吹臍v程（2）二次能源①無法從自然界直接獲取，必須通過消耗一次能源才能得到的能源稱為二次能源。②常見的二次能源：電能，因?yàn)殡娔苁窍囊淮文茉吹玫降?。風(fēng)能發(fā)電風(fēng)能水能水力發(fā)電電能一、人類利用能源的歷程光發(fā)電時，把光能轉(zhuǎn)化為電能。因?yàn)楣饽苁且淮文茉矗囊淮文茉床拍艿玫诫娔?，所以電能是二次能源。光能電能轉(zhuǎn)化光發(fā)電一、人類利用能源的歷程其他常見的二次能源：汽油、柴油、酒精等。汽油貨車使用的柴油酒精一、人類利用能源的歷程分類概念實(shí)例

一次能源可直接從自然界獲得的能源太陽能、電能、風(fēng)能、水能、潮汐能、地?zé)崮艿然茉?、風(fēng)能、水能、太陽能、地?zé)崮?、核能、潮汐能等煤、石油、柴薪等二次能源無法從自然界直接獲取，必須通過消耗一次能源才能得到的能源電能、酒精、木炭、煤氣、柴油、液化氣、沼氣、氫氣、汽油等按照對環(huán)境的影響清潔能源污染能源使用時對環(huán)境沒有污染或污染較輕的能源使用時對環(huán)境污染較重的能源按照人類開發(fā)早晚新能源常規(guī)能源人類已經(jīng)利用多年的能源人類新近才開始利用的能源煤、石油、天然氣及水能等核能、太陽能、潮汐能、地?zé)崮?、風(fēng)能、生物質(zhì)能等

6.總結(jié)——能源的分類按照獲取方式一、人類利用能源的歷程【例題1】凡是能提供________的物質(zhì)資源叫做能源?，F(xiàn)有煤、石油、天然氣、風(fēng)能、水能、太陽能、核能以及電能。在這些能源中屬于化石能源的有____________________；屬于一次能源的有_____________________________________________；屬于二次能源的有_______。凡是能提供能量的物質(zhì)資源叫做能源。這些能源中，化石能源有：煤、石油、天然氣。一次能源有：煤、石油、天然氣、風(fēng)能、水能、太陽能、核能。二次能源是指無法從自然界獲取，必須通過一次能源的消耗才能得到的能源，如電能等。煤、石油、天然氣

電能

能量煤、石油、天然氣、風(fēng)能、水能、太陽能、核能一、人類利用能源的歷程二、21世紀(jì)的能源趨勢一、人類利用能源的歷程二、21世紀(jì)的能源趨勢三、課堂總結(jié)四、動手動腦學(xué)物理五、課堂練習(xí)本節(jié)課學(xué)習(xí)流程右表所示是把全世界的能源消耗量折合成熱值為2.93×107J/kg的標(biāo)準(zhǔn)煤來計算后與年代的關(guān)系，你發(fā)現(xiàn)了什么規(guī)律？1950年為26億噸，1987年為110多億噸，2003年接近140億噸，2007年達(dá)到160億噸，兩個多世紀(jì)以來，人類能源消耗急劇增長。1.能源危機(jī)已探測的數(shù)據(jù)表明，目前作為人類主要能源的化石能源儲量并不豐富，而且化石能源開發(fā)利用后不能再生，如果長期大規(guī)模開采，不久的將來會消耗殆盡，所以開發(fā)新能源、更好地利用已知能源，是全球范圍內(nèi)的重要課題。二、21世紀(jì)的能源趨勢2.解決能源問題的出路——開發(fā)使用新能源在物理學(xué)的發(fā)展過程中，隨著對機(jī)械能認(rèn)識的不斷深入，風(fēng)能和水能逐漸得到了較為廣泛的應(yīng)用。而隨著科學(xué)家對物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究的不斷深入，20世紀(jì)40年代，科學(xué)家發(fā)明了可以控制核能釋放的裝置——核反應(yīng)堆，拉開了以核能為代表的新能源利用的序幕。（1）新能源指人類新近才開始利用的能源。例如，核能、太陽能、潮汐能、地?zé)崮?、風(fēng)能、生物質(zhì)能等都屬于新能源。二、21世紀(jì)的能源趨勢（2）核能發(fā)電示意圖核反應(yīng)堆水在核反應(yīng)堆中心循環(huán)流動，吸收在核反應(yīng)中產(chǎn)生的熱量，并將這部分內(nèi)能傳遞給蒸汽發(fā)生器內(nèi)的水。蒸汽推動發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，將蒸汽的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能.吸收了熱量的水汽化變成蒸汽二、21世紀(jì)的能源趨勢3.《科學(xué)·技術(shù)·社會——石油危機(jī)和能源科學(xué)》（1）石油危機(jī)石油是世界上許多國家的主要能源。盛產(chǎn)石油的中東國家是發(fā)達(dá)國家主要的石油供應(yīng)國。1973年爆發(fā)了第四次中東戰(zhàn)爭，由此引發(fā)了西方國家第一次石油危機(jī)。1980年，中東兩個石油大國伊朗和伊拉克之間爆發(fā)戰(zhàn)爭，兩伊戰(zhàn)爭猛烈沖擊世界石油市場，引發(fā)了第二次石油危機(jī)。在此之后，1990年由于伊拉克攻占科威特引發(fā)了第三次石油危機(jī)。二、21世紀(jì)的能源趨勢（2）能源科學(xué)石油危機(jī)在全球范圍內(nèi)引起了人們對能源問題的思考。例如，以石油作為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支柱是否可靠？以化石燃料為主的能源結(jié)構(gòu)還能支撐多久？由能源問題引發(fā)的能源科學(xué)的崛起，是人類進(jìn)步的又一表現(xiàn)。它不僅研究能源的開發(fā)、利用和保護(hù)，而且還研究涉及生態(tài)環(huán)境、人口控制、社會經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展等一系列重大問題。二、21世紀(jì)的能源趨勢視頻講解——《能源危機(jī)》【例題2】如圖分別是某一年中國與世界能源消耗結(jié)構(gòu)圖，從圖和所學(xué)的知識可知（）A．在這一年中國水電消耗的比例比世界的大B．世界消耗的能源以化石能源為主C．因?yàn)槊禾渴嵌文茉?，所以中國以煤炭為主要能源D．多燒煤少用天然氣符合建設(shè)生態(tài)文明城市的要求B世界能源消耗中國能源消耗二、21世紀(jì)的能源趨勢A．在這一年中國水電消耗的比例為5.9%，比世界的（6.4%）?。辉撨x項(xiàng)錯誤。B．世界消耗的能源以化石能源為主；該選項(xiàng)正確。C．煤炭是一次能源，所以該選項(xiàng)錯誤。D．多燒煤少用天然氣，污染嚴(yán)重，不符合建設(shè)生態(tài)文明城市的要求，該選項(xiàng)錯誤。故選B。二、21世紀(jì)的能源趨勢三、課堂總結(jié)一、人類利用能源的歷程二、21世紀(jì)的能源趨勢三、課堂總結(jié)四、動手動腦學(xué)物理五、課堂練習(xí)本節(jié)課學(xué)習(xí)流程能源能源分類能源：能夠提供能量的物質(zhì)資源叫做能源.①鉆木取火：開啟了以柴薪作為主要能源的時代.②蒸汽機(jī)：是人類利用能量的新里程碑.③核能：拉開了以核能為代表的新能源利用的序幕.①按照人類開發(fā)早晚分：常規(guī)能源、新能源.

②按照能否從自然界直接獲取分：

一次能源、二次能源.③按照對環(huán)境的影響分：清潔能源、污染能源.能源危機(jī)；開發(fā)新能源.21世紀(jì)的能源趨勢能源人類利用能源的歷程三、課堂總結(jié)（1）三、課堂總結(jié)（2）四、動手動腦學(xué)物理一、人類利用能源的歷程二、21世紀(jì)的能源趨勢三、課堂總結(jié)四、動手動腦學(xué)物理五、課堂練習(xí)本節(jié)課學(xué)習(xí)流程1.以下列出了各種形式的能源：柴薪、煤、石油、天然氣，風(fēng)能、水能、電能、太陽能、地?zé)崮堋Ｔ谶@些能源中哪些是化石能源？哪些是一次能源？哪些是二次能源？請?zhí)钤谝韵卤砀裰?。煤、石油、天然氣柴薪、煤、石油、天然氣、風(fēng)能、水能、太陽能、地?zé)崮茈娔芩?、動手動腦學(xué)物理2.蒸汽機(jī)的發(fā)明對人類利用能源有什么意義？電能的廣泛使用對人類利用能源有什么意義？蒸汽機(jī)的發(fā)明是人類利用能量的新里程碑，人類從此逐步以機(jī)械動力代替人力和畜力，主要能源由柴薪轉(zhuǎn)向煤炭。電能的利用是人類進(jìn)入現(xiàn)代文明社會的標(biāo)志?，F(xiàn)代社會離不開各種各樣的用電器，這些用電器可以很方便地將電能轉(zhuǎn)化為人類所需要的其他各種形式的能量，并且電能便于輸送和轉(zhuǎn)化。四、動手動腦學(xué)物理3.根據(jù)你的了解，說出你家庭近幾十年能源使用的變化。要求說明能源形式的變遷情況和人均能源消耗數(shù)量的變化情況。我國的家用燃料主要種類：50~60年代以柴草為主；60~70年代以煤炭為主；70~90年代出現(xiàn)了液化石油氣；現(xiàn)在城市主要的家用燃料是管道天然氣。除燃料外，電能的普及、利用率也在不斷攀升，新型太陽能、風(fēng)能等清潔能源也在不斷進(jìn)入千家萬戶。2020年，我國人均能源消費(fèi)量3531千克標(biāo)準(zhǔn)煤，比2012年增長18.9%，年均增長2.2%。2020年，我國人均生活用能456千克標(biāo)準(zhǔn)煤，比2012年增長46.2%，年均增長4.9%；人均生活電力消費(fèi)量年均增長7.3%，人均生活液化石油氣消費(fèi)量年均增長6.7%，人均生活天然氣消費(fèi)量年均增長8.1%。四、動手動腦學(xué)物理五、課堂練習(xí)一、人類利用能源的歷程二、21世紀(jì)的能源趨勢三、課堂總結(jié)四、動手動腦學(xué)物理五、課堂練習(xí)本節(jié)課學(xué)習(xí)流程1．下列能源中，屬于二次能源的是（）A．煤 B．汽油 C．太陽能 D．石油B所謂一次能源是指直接取自自然界沒有經(jīng)過加工轉(zhuǎn)換的各種能量和資源，它包括：原煤、原油、天然氣、核能、太陽能、水力、風(fēng)力、波浪能、潮汐能、地?zé)帷⑸镔|(zhì)能和海洋溫差能等等．由一次能源經(jīng)過加工轉(zhuǎn)換以后得到的能源產(chǎn)品，稱為二次能源，例如：電力、蒸汽、煤氣、汽油、柴油、重油、液化石油氣、酒精、沼氣、氫氣和焦炭等等．故ACD錯誤．所以選B。五、課堂練習(xí)2.下列不屬于新能源開發(fā)利用的是（）A．風(fēng)能發(fā)電 B．太陽能發(fā)電 C．火力發(fā)電 D．潮汐能發(fā)電ABD．風(fēng)能、太陽能、潮汐能是新能源，所以風(fēng)能發(fā)電、太陽能發(fā)電、潮汐能發(fā)電屬于新能源開發(fā)利用，故ABD不符合題意；C．火力發(fā)電使用的燃料是煤炭，煤炭屬于常規(guī)能源，所以火力發(fā)電不屬于新能源開發(fā)利用，故C符合題意。C所以選C.五、課堂練習(xí)3．當(dāng)今世界的主要能源是_________

，人們最方便的能源是______

.當(dāng)今世界最主要的能源煤、石油和天然氣，它們都屬于化石能源；最方便的能源是由其它能源轉(zhuǎn)化來的電能．人們幾乎已經(jīng)離不開電．

電能化石能源

五、課堂練習(xí)4.人類的發(fā)展離不開能源，“碳達(dá)峰、碳中和”是我國對世界做出的莊嚴(yán)承諾。為了保護(hù)地球這個人類共同的家園，下列能源中哪一種是我們更應(yīng)該去積極開發(fā)和利用的？（）A．煤 B．石油 C．天然氣 D．太陽能為了保護(hù)地球這個人類共同的家園，我們應(yīng)當(dāng)積極開發(fā)新能源、清潔型能源，煤、石油、天然氣屬于化石能源，污染型能源；太陽能屬于新能源、清潔型能源。D所以選D.五、課堂練習(xí)5．如圖所示是由大量反射鏡組成的太陽能發(fā)電裝置，圖中各個反射鏡由計算機(jī)控制，使反射的太陽光聚集在塔頂?shù)募療崞鳎ㄥ仩t）上，集熱器中的水變成水蒸氣后推動汽輪機(jī)，從而帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電。（1）該太陽能發(fā)電站發(fā)電時，將光能轉(zhuǎn)化為_______能，太陽能是___________（選填