第4节 能源与可持续发展

（一）深入研究

一．研究能量的转化效率

１．轿车的能量流向

应到学生读汽车流向图（幻灯片）

通过计算回答问题

［问题１］：轿车行驶时，做有用功的能量占燃料能量的比例是多少？

　　［问题２］：排气管和散热片中散失的能量占多大比例？

　　总结：研究机器的实际能量利用率，具有重要的经济和社会意义

２．能量的转化效率

（为了衡量机器能将多少输入能量转化为有用的能量，提出了"能量转化效率"），它是转化为有用功的能量跟输入能量的比值

有用的能量

能量的转化效率＝------

输入的能量

二．能量转化和转移的方向性

１．实验演示，观察现象

（１）逐渐降低的秋千

（２）手融化冰块

提出问题

（１）秋千慢慢降低说明什么？

（２）冰能自动融化吗？这说明什么？

（３）秋千降低后能自动恢复原状吗？

（４）要实现以上现象应该如何办？

总结：与热现象有关的能量转化过程是具有方向性的，或者说，能量转化和转移的不可逆性

２．案例分析：第二类永动机的不可能性

三．能源的开发与可持续发展

　　指导学生阅读课本使学生了解常规能源、新型能源。同时使学生明确社会的发展对能源的需求，以及能源的消耗所带来的一系列问题（课前布置）

　　我国能源分布情况，能源现状

　　能源的开发和利用所带来的问题是什么？

　　能源使用应注意什么？

　　加强环保教育，让天更蓝、水更清、地更绿

　　学生计算

　　分析可知，燃料的能量在转化和转移的过程中，处处被分流克扣，真正用于做有用功的能量竟然不到输入能量的13％　

　　讨论回答课本问题：

１．图４-20所示，轿车的能量转化效率

２．打桩机的案例分析计算

３．通过课后查资料和观察，分析讨论人对食物的能量转化效率

４．提高机器设备的能量转化效率有什么经济和社会意义

学生观察讨论回答问题

（１）热能够自动地从高温的手向冰块传输

（２）热不能从低温物体自发地向高温物体传输

（３）要实现能量转化沿反方向进行，则必须做功

阅读课本，举例说明自然界能量转化过程的方向性

如；冰箱制冷、瀑布中水的机械能转化、喷出的香槟酒、松弛后的发条等

　　学生交流：自然现象的变化也具有类似的不可逆性，例如沙漠化的土地不会自发地再变为绿洲。因此人类不仅要珍惜能源和资源，还要自觉地保护自然

学生回答：

　　能源种类：煤、石油、天然气、水能、核能、风能

　　我国能源特点：总量丰富、人物贫乏；分布不均，耗能量大；污染严重、效率低下

　　检查调查结果：（学生课调查情况）

　　石油 可开采的只有135亿吨，已探明60亿吨，已开采36亿吨，资源余地不大

　　天燃气 可开采9万亿方，已探明2亿方，但分布在边远地区，开发不大，只开采5000亿方

　　煤 可开采1153亿吨，开采情况不乐观

水电资源开发不足（总量居世界第一）　　

　　核电发展缓慢

　　太阳能、风能、海洋能、地热能和生物质能、氢能等新能源开发利用分数，规模小　　

　　电荒、油荒、煤荒等等

　　学生讨论举例

　　环境污染　　

① 温室效应　（影片片断《后天》）

② 酸雨　　

③ 氮氧化物破坏臭氧层　　

④ 铅化合物污染

⑤ 厄尔尼诺

学生活动

　　如何解决环境污染问题（以分组的形式，各组分别发言）

　总结：

　　1、节约利用能源 水，电（要求学生从我做起）

　2、发展技术，提高能源的转化效率和防止各种废弃物的污染

　3、开发利用新能源

能源的可持续发展：

学生讨论

　改变能源结构，提高能源利用效率，开发和推广清洁能源，减少环境污染。

开发使用新能源，减少对矿产能源的使用。

　　注重对各种节能新技术的开发和利用。 　　

　　培养学生分析问题、解决问题的能力

　　提高学生学习兴趣，引导学生主动学习、主动参与

　　拓宽思路和视野，形成学以致用的观念

　　使学生认识我过的能源现状,对我国能源的浪费和来源有焦虑感。

　　学生认识到不合理开发和利用对人类生存环境造成的危害

　　使学生认识到能源开发和的合理利用与环境保护对可持续发展的重要意义，培养科学的发展观