能源与可持续发展 教学设计.docx

第二十二章能源与可持续发展

第四节能源与可持续发展

【教学目标】

知识与技能

1.知道能源的转移和转化具有方向性，提高节约能源意识。

2.认识能源消耗对环境的影响。

3.对于能源开发利用有可持续发展的意识，了解未来理想能源的特征。

过程与方法

通过社会调查,了解当地能源使用对环境的影响。

情感、态度与价值观

1.初步认识科学及其相关技术对人类社会发展的影响，有将科学服务于人类的意识。通过了解大量消耗能源对环境造成的破坏，初步认识科技给人类带来的负面效应，使学生具有节能意识、环保意识。

2.初步认识科学及其相关技术对于社会发展、自然环境及人类生活的影响，有可持续发展意识，能在个人力所能及的范围内对社会的可持续发展有所贡献。

3.有将科学服务于人类的意识，有理想，有抱负，热爱祖国，有振兴中华的使命感和责任感。

【教学重难点】

重点：

难点：

【教学过程】

【新课引入】

化石能源是现代人类文明所需的主要能源。按现在的能源消耗，世界上的石油、天然气和煤等化石能源将在几十年至200年内逐渐耗尽。

由于它们属于不可再生的资源，等到那一天，我们人类又会用什么？

我们知道，自然界中的能量在转移和转化过程中是守恒的。能量守恒定律指出：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到其他物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。

按照这个规律推理，地球上的能量就不会减少了，但是为什么全人类还需要节约能源？生活中为什么会出现能源危机呢？为什么还要发展寻找新的理想能源?

【新课教学】

一、能量转移和能量转化的方向性

人们利用能量的过程,实际上就是能量转移和转化的过程.例如生火做饭,就是把燃料的化学能转化为内能,再通过热传递即能量的转移,使食物变熟.

我们来分析生活中的能量转化和转移的实例。看有什么特点：

第一个例子：若把一杯水放到温度较高的环境中，水是否会自动变热？把水放到温度较低的环境中，水是否会自动变热呢？

我们一起来分析：若把水放到温度较高的环境中，空气的内能传递给水，水吸收热量，温度升高，内能增加，水就会变热。

反过来，若把水放到温度较低的环境中，水放出热量，水的内能会传给空气，内能减少，温度降低，而这些内能不会再自行回到水中使水变热。

我们再来分析一个例子：

在北方，寒冷的冬天，用暖气取暖,内能从暖气中的热水转移到室内的空气.温度低的室内空气的内能还能自行传给热水吗？

显然不能

那同学们，你在生活中见过热量从低温物体转移到高温物体的吗？

有同学可能想到，制冷电冰箱不就可以将热量从温度较低的冰箱内转移到温度较高的冰箱外吗？

但实际上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。电冰箱是因为消耗了电能。

所以在热传递的过程中，热量只能自发地从高温物体转移到低温物体，不能相反。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。所以说能量的转移是有方向性的。

火力发电厂把煤中贮存的化学能转化为电能，供生产和生活用。用电器再将电能转化为内能、光能、机械能多种形式的能，但是这些能量无法再变回可以被利用的能源。

我们从石油中提炼出汽油，汽车内燃机工作时，把汽油中的化学能转化为汽车的机械能、内能等。而这些机械能、内能无法再转化回可以被利用的能源。所以说，能量的转化也是具有方向性的。

再比如，汽车制动时，由于摩擦，动能转化成轮胎、地面和空气的内能，这些消耗的能量不能再自动地被用来驱动汽车。

总结一下：能量的转化和转移具有方向性，有些能量可以利用，有些则不能。我们所能利用的能源是有限的，所以需要节约能源

二、能源消耗对环境的影响

人类历经过三次能源革命，1万年前钻木取火、200年前蒸汽机的发明和几十年来核能的利用，人类在耗用各种能源时，不可避免地会对环境造成影响。

化石能源通过燃烧转化为内能，相当一部分内能没有被有效利用，从而造成了热污染。

汽车尾气就是造成空气污染和城市热岛效应的罪魁祸首之一。热岛效应是指一个地区的气温高于周围地区的现象。

城市里，大量烟尘和废气阻碍了地表热量向外辐射。另外，城市中的建筑物、混凝土和沥青路面等高蓄热体及绿地减少等因素，造成城市“高温化”。

大气中的二氧化碳就像一层厚厚的玻璃，给地球穿上了一件保暖羽绒服。而燃料燃烧产生的大量二氧化碳，大大加剧了地球的温室效应。这里的温室效应是指透射阳光的空间由于与外界缺乏热对流而形成的保温效应。

而温室效应会造成全球气候变暖，冰川融化，海平面上升，出现极端高温、干旱、飓风、许多生物物种灭绝，也给人类带来直接威胁。

煤，石油，天然气等燃料里的杂质燃烧时，会产生的二氧化硫、氮氧化物、粉尘和一氧化碳等有害物质。雨、雪等在形成和降落过程中，吸收并溶解了这些有害物质，就会形成pH低于5.6的酸性降水，也就是我们常