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高中物理【能源与可持续发展】教案知识点

学习目标要求核心素养和关键能力

1.知道能量转移或转化的方向性。科学责任

2.知道能源的分类与应用。增强节约能源的意识，注意保

3.了解能源与社会可持续发展的关系。护环境。

一能量转移或转化的方向性

1．能量守恒定律

能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为其他形式，或者从一

个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变。

2．能量转化或转移的方向性

科学研究发现，一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的。

3．能量耗散

(1)燃料燃烧时一旦把热量释放出去，就不会再次自动聚集起来供人类重新利用。电池

中的化学能转化为电能，电能又通过灯泡转化成内能和光能，热和光被其他物质吸收之后变

成周围环境的内能，我们很难把这些内能收集起来重新利用。这种现象叫作能量的耗散。

(2)能量耗散是从能量转化的角度反映自然界中的宏观过程具有方向性。

二能源的分类与应用

1．不可再生能源：煤炭、石油和天然气是目前人类生产、生活中使用的主要能源，这

类能源又叫作化石能源。化石能源无法在短时间内再生，所以这类能源被叫作不可再生能源。

2．可再生能源：水能和风能等能源，归根结底来源于太阳能。这些能源在自然界可以

再生，叫作可再生能源。

3．能源的应用：近年来，我国在能源开发方面取得了很大成就，如太阳能发电、水力

发电、风能发电、核能发电等。

三能源与社会发展

1．能源利用的三个时期：柴薪时期、煤炭时期、石油时期。

2．能源是人类社会活动的物质基础。

3．能源对社会发展的影响

(1)随着人口迅速增长、经济快速发展以及工业化程度的提高，能源短缺和过度使用化

石能源带来的环境恶化已经成为关系到人类社会能否持续发展的大问题。

(2)人类的生存与发展需要能源，能源的开发与使用又会对环境造成影响。可持续发展

的核心是追求发展与资源、环境的平衡：既满足当代人的需求，又不损害子孙后代的需求。

(3)要树立新的能源安全观，并转变能源的供需模式。一方面要大力提倡节能，另一方

面要发展可再生能源。

对能量转化或转移方向性的理解

嫦娥五号返回器着陆在内蒙古四子王旗着陆场，我国首次月球采样任务

获得成功。返回舱进入地球大气层以后，由于它的高速下落，而与空气发生剧烈摩擦，返回

舱的表面温度达到1000摄氏度。

(1)进入大气层很长一段时间，返回舱加速下落，返回舱表面温度逐渐升高。该过程动

能和势能怎么变化？机械能守恒吗？

提示：势能减少，动能增加。机械能不守恒。

(2)返回舱表面温度越高，内能越大。该过程中什么能向什么能转化？机械能和内能的

总量变化呢？

提示：机械能转化为内能。机械能和内能的总量不变。

1．能量的转化或转移

2．热现象：凡是与温度有关的现象都被称为热现象。实际上，凡是与热现象有关的宏

观自然过程都具有方向性，是不可逆的。

3．对于“自发”的理解

(1)“自发”是指不需要任何第三者的介入、不会对任何第三者产生任何影响，也就是

指没有任何外界的影响或帮助。热量会从高温物体传向低温物体，这就是“自发”的方向。

(2)机械能可以全部转化为内能，这个过程是“自发”的方向，但相反的过程不可能自

发地进行而不引起任何变化。

(多选)下列过程可能发生的是()

A．自发地将排放在空气中的高温废气的内能收集起来，使其全部转化为汽车运动的机

械能

B．将浓度为50%的酒精水溶液自发地分开成水和酒精

C．利用其他手段使内能从低温物体转移到高温物体

D．利用搅拌的方法使液体的温度升高，内能增大

[解析]根据能量转化或转移的方向性可知，内能不可能自发地全部转化为机械能而不

引起其他变化，所以高温废气的内能不可能自发地全部转化为汽车的机械能，故A选项错

误；浓度为50%的酒精水溶液不可能