12.4　能源与可持续发展 学案（含解析）.docxVIP

2025年

12.4能源与可持续发展

1.知道能量守恒定律的内容和重要意义．

2.了解能量耗散，知道能量转移或转化的方向性．

3.知道能源的分类与应用，知道能源的利用与社会发展的关系．

eq\a\vs4\al(活动一：知道能量守恒定律)

我们知道机械能守恒是有条件的，当有更多的能量参与转化时有什么规律呢？科学家们一直在关注自然现象之间的普遍联系：

……

1801年戴维发现电流的化学效应；

1820年奥斯特发现电流的磁效应；

1821年塞贝克发现温差电现象；

1831年法拉第发现电磁感应现象；

1840年焦耳发现电流的热效应；

1842年迈尔表述了能量守恒定律，并计算出热功当量的数值；

1843年焦耳测定了热功当量的数值；

1847年亥姆霍兹在理论上概括和总结出能量守恒定律；

……

从上述现象中可以看出能量的具体形式很多，能量转化是普遍存在的，在转化的过程中“总的能量保持不变”是很多科学家长期努力得出的．

1.能量守恒定律

(1)内容：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从转化为其他形式，或者从一个物体转移到，在转化或转移的过程中，能量的保持不变．

(2)表达式

①从不同状态看：E初＝E末．

②从能的转化角度看：E增＝E减．

③从能的转移角度看：EA增＝EB减．

(3)含义

①某种形式的能减少，一定存在其他形式的能增加，且减少量一定和量相等．

②某个物体的能量减少，一定存在其他物体的能量增加，且减少量和增加量一定相等．

2.下列对能量守恒定律的认识不正确的是()

A.某种形式的能量减少，一定存在其他形式的能量增加

B.某个物体的能量减少，必然有其他物体的能量增加

C.不需要任何外界的动力而持续对外做功的机器——永动机是不可能制成的

D.石子从空中落下，最后停止在地面上，说明机械能消失了

3.在验证机械能守恒定律的实验中，计算结果发现，重物减少的重力势能的值总大于其增加的动能的值，即机械能的总量在减少．机械能减少的原因是什么？减少的部分能量是消失了吗？

4.某地强风的风速约为v，空气的密度为ρ，如果把通过横截面积S的风的动能完全转化为电能，则用上述已知量计算电功率的公式为()

A.P＝eq\f(1,2)ρSvB.P＝eq\f(1,2)ρSv2

C.P＝eq\f(1,2)ρSv3D.P＝eq\f(1,2)ρSv4

eq\a\vs4\al(活动二：了解能量耗散，知道能量转移或转化的方向性)

既然能量是守恒的，不可能消失，为什么我们还要节约能源？了解了能量耗散你就能解决这个疑惑．

1.能量耗散：燃料燃烧时一旦把自己的热量释放出去，就不会再次自动聚集起来供人类重新利用．

例如：电池中的化学能转化为电能，电能又通过灯泡转化成能和能，热和光被其他物体吸收之后变成周围环境的能，我们无法把这些散失的能量收集起来重新利用．

2.能量耗散给我们的启示

(1)能源危机的含义：在能源的利用过程中，即在能量的转化过程中，能量在数量上虽未，但在可利用的品质上了，从便于利用的变成的了．

(2)能量转化的方向性与节约能源的必要性

能量耗散反映了能量转化的宏观过程具有性，所以能源的利用是有条件的，也是有代价的，所以自然界的能量虽然守恒，但还是很有必要节约能源．

eq\a\vs4\al(活动三：知道能源的分类与应用，知道能源的利用与社会发展的关系)

阅读教材“能源的分类与应用”部分，了解我国在太阳能发电、水力发电、风能发电和核能发电方面取得的成就，知道下面的能源开发和利用的关系图．

1.下列能源中，属于可再生能源的是()

A.煤炭B.石油C.天然气D.潮汐能

2.PM2.5主要来自化石燃料、生物质、垃圾的焚烧，为了控制污染，要求我们节约及高效利用能源．关于能源和能量，下列说法中正确的是()

A.自然界中的石油、煤炭等能源可供人类永久使用

B.人类应多开发与利用太阳能、风能等新能源

C.能量被使用后就消灭了，所以要节约能源

D.能量耗散说明自然界的能量在不断减少

3.某市有20万台空调机，每台空调机在夏季平均使用60天，每天耗电8kW·h.为了节约能源，该市政府建议大家都把室内设定温度提高1℃，这样每台空调机每天可节省6%的电能．那么这样做能使该市在夏季节省多少电能？已知标准煤的热值是2.92×107J/kg，发电厂的发电效率是30%.请计算一下，这项节能建议的实现能在1年内节约多少吨标准煤？（结果均保留两位有效数字）

1.关于能量和能源，下列说法正确的是()

A.在利用