【導(dǎo)讀】2．從熱力學(xué)的角度認(rèn)識(shí)內(nèi)能的概念。4．知道內(nèi)能和功的單位是相同的。從焦耳的實(shí)驗(yàn)理解功與內(nèi)能變化的關(guān)系。情感、態(tài)度與價(jià)值觀。與哪些因素有關(guān)？而內(nèi)能卻沒(méi)有確定的關(guān)系。熔化過(guò)程吸收熱量，內(nèi)能增加，而溫度不變，焦耳測(cè)量了熱與機(jī)。變與做功方式無(wú)關(guān)，僅與做功數(shù)量有關(guān)。個(gè)位置決定與物體的運(yùn)動(dòng)路徑無(wú)關(guān)？所做的功相聯(lián)系。我們把這個(gè)物理量稱為系。定于理想氣體容器的底部.另一端固定在活塞上,彈簧被壓縮后用繩扎緊,一定質(zhì)量的氣體經(jīng)歷一緩慢的絕熱膨脹過(guò)程。同拉桿)是絕熱的，且不漏氣。能、分子平均動(dòng)能、分子勢(shì)能、物體內(nèi)能、熱量等五個(gè)以上物理概念，又要讓學(xué)生初步知道三個(gè)物理規(guī)律：溫度與分子。平均動(dòng)能關(guān)系，分子勢(shì)能與分子間距離關(guān)系，做功與熱傳遞。講授中，滲透統(tǒng)計(jì)的方法。分子勢(shì)能隨分子間距離變化的勢(shì)能曲線是教學(xué)上的另一難點(diǎn)。在外界對(duì)系統(tǒng)沒(méi)有做功的情況下，

　　

【正文】 做功的能量的總和的測(cè)定單位，即熵的增加表示宇宙物質(zhì)的日益混亂和無(wú)序，是無(wú)效能量的總和。熵本身既不是好事，也不是壞事；它意味著腐敗和混亂，但它同時(shí)也意味著生命本身的展開(kāi) ──不論是有機(jī)的，還是無(wú)機(jī)的生命?？ㄞr(nóng)、喬治 梅特勒的大爆炸學(xué)說(shuō)也認(rèn)為，宇宙是以有序的狀態(tài)開(kāi)始，不斷地向無(wú)序狀態(tài)發(fā)展，它與熱力學(xué)第二定律是相符的。熱力學(xué)第一定律說(shuō)明能量是守恒的、不滅的，只能從一種形式轉(zhuǎn)變到另一種形式；熱力學(xué)第二定律（熵定律）卻表明：能量不可逆轉(zhuǎn)地沿著一個(gè)方向轉(zhuǎn)化，即從對(duì)人類來(lái)說(shuō)是可利用的變?yōu)椴豢衫玫臓顟B(tài)。 ? 有效能量告罄時(shí)，是“熱寂” ──死寂的熱平衡狀態(tài)。 有效物質(zhì)耗盡時(shí)，是一片“物質(zhì)混亂” ──整個(gè)宇宙的大混亂和大混沌。 古羅馬詩(shī)人賀拉斯說(shuō)：“時(shí)間磨滅了世界的價(jià)值！”可謂一語(yǔ)道破了熵定律的真諦。 物理學(xué)家們認(rèn)為，熵定律是物質(zhì)世界的最終定律，人類參與的每一項(xiàng)物質(zhì)活動(dòng)都受到熱力學(xué)第一、第二定律的嚴(yán)密制約；但是，他們 又認(rèn)為熵定律只涉及物質(zhì)世界，只控制時(shí)空的橫向世界，人類的精神世界并不受熵定律的專制統(tǒng)治！ 所以，生命的現(xiàn)象是宇宙洪流中的一股逆流！ 人類精神的無(wú)限發(fā)展，是不可抗拒的熵增大長(zhǎng)河中的一條逆流之舟！ 《 能源和 可持續(xù)發(fā)展 》 教學(xué)目標(biāo) 知識(shí)與技能 ? 。 上是能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過(guò)程。 環(huán)境污染。 。 ? 過(guò)程與方法 ? 從日常生活現(xiàn)象了解能源，了解常規(guī)能源的儲(chǔ)量與人類需求的關(guān)系 情感、態(tài)度與價(jià)值觀 ? 知道能源和可持續(xù)發(fā)展的關(guān)系，培養(yǎng)學(xué)生探究知識(shí)的欲望和學(xué)習(xí)興趣 教學(xué)重點(diǎn)： 理解能源的概念和能源的使用與環(huán)境污染的關(guān)系． 教學(xué)難點(diǎn)： 能源的開(kāi)發(fā)和利用與環(huán)境的關(guān)系． 教學(xué)方法： 探究教學(xué) 教具： 多媒體課件 一、常規(guī)能源 定義： 那些能夠提供可利用能量的物質(zhì)和自然過(guò)程 如：煤、石油、天然氣、空氣的流動(dòng)、水的流動(dòng)等 近幾百年，人類相繼發(fā)明了蒸汽機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、電動(dòng)機(jī)等動(dòng)力機(jī)械，生產(chǎn) 力飛速發(fā)展的同時(shí)，也加劇了能源的消耗 剩余常規(guī)能源資源估計(jì)：石油 ―― 幾十年，煤 ―― 兩百多年 一旦消耗殆盡，將導(dǎo)致汽車(chē)、飛機(jī)、輪船、內(nèi)燃機(jī)車(chē)無(wú)法使用，火力發(fā) 電廠將停止發(fā)電 人類社會(huì)將會(huì)陷入癱瘓的局面 能源消耗的現(xiàn)狀及擔(dān)憂： 面對(duì)能源現(xiàn)狀的思考 節(jié)約能源 What Can We do ? Waiting For Your Suggestion 二、開(kāi)發(fā)新能源－－迫在眉睫 你知道哪些新能源？ 太陽(yáng)能： 太陽(yáng)能是一種可廣泛利用的清潔能源。我們目前的利用方式主要是兩種 一是將陽(yáng)光聚焦，將光能轉(zhuǎn)化為熱能。在日照充分的地方，人們?cè)谏a(chǎn)和生活中已大量使用太陽(yáng)灶、干燥器和太陽(yáng)能熱水器。 二是將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，再用化學(xué)能發(fā)電。比較常見(jiàn)的光電池是硅電池（它能將 13%20%的日光能轉(zhuǎn)化為電能）。許多電子計(jì)算器和其他小型電子儀器現(xiàn)在已經(jīng)采用太陽(yáng)能電池供電，人造衛(wèi)星和宇宙飛船更是主要依靠太陽(yáng)能電池來(lái)提供電力。 遺憾：經(jīng)過(guò)大氣的反射、散射和吸收，能量損失較大，受陰天、晝夜變 化和雨雪等降水過(guò)程的影響。 二、開(kāi)發(fā)新能源－－迫在眉睫 水能： 水作為能量的載體，被太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)地球上三棲（水、陸、空） 循環(huán)。地表水的流動(dòng)時(shí)，在落差大、流量大的地區(qū)，形成可利用的水能 資源。目前世界上水力發(fā)電還處于起步階段。我國(guó)建有葛洲壩、三峽水 力發(fā)電站等設(shè)施利用水能 遺憾：受地域、氣候影響較大，干旱缺水地區(qū)無(wú)法應(yīng)用 二、開(kāi)發(fā)新能源－－迫在眉睫 海洋能： 由于地球受月球和太陽(yáng)引力的周期性不均衡，海水發(fā)生非 氣候性的漲潮和落潮現(xiàn)象，形成潮汐。潮汐蘊(yùn)含著巨大能量，既可以用來(lái) 推動(dòng)機(jī)械裝置，又可以用來(lái)發(fā)電。 此外，由于海水表層和深層間的存在很大的溫差，利用這種溫差也可以發(fā) 電。法國(guó)已經(jīng)建成了世界上第一座溫差發(fā)電站，發(fā)電容量為 14,000kW。 遺憾：受地域影響較大、內(nèi)陸地區(qū)無(wú)法應(yīng)用 二、開(kāi)發(fā)新能源－－迫在眉睫 風(fēng)能： 利用風(fēng)的機(jī)械能發(fā)電，風(fēng)能是一種重要的自然能源。據(jù) 有關(guān)專家估算，在全球邊界層內(nèi)的總能量為 1015瓦，一年中約為 1016千瓦時(shí)電力的能量，相當(dāng)于目前全世界每年所燃燒能量的 3000倍。其中 1/10為可取用的極限量。 風(fēng)能的優(yōu)點(diǎn)是：總能量巨大，利用簡(jiǎn)單、無(wú)污染、可再生。 遺憾：能量密度低、穩(wěn)定性、連續(xù)性、可靠性差，時(shí)空分布不均勻 二、開(kāi)發(fā)新能源－－迫在眉睫 生物質(zhì)能（沼氣）： 利用厭氧微生物在密閉條件下分解（廢 棄）有機(jī)物，產(chǎn)生沼氣，沼氣具有很高的熱值，燃燒后生成二氧化碳 和水，不污染空氣，不危害農(nóng)作物和人畜健康。生成沼氣的原料本身 就是各種廢棄物，生產(chǎn)過(guò)程可以減少（有機(jī)物）垃圾的數(shù)量。在農(nóng)村 到處可以看到許多生物質(zhì)的廢棄物，如人畜糞便、秸稈、雜草和不能 食用的果蔬，等等。將這些廢棄物收集起來(lái)，經(jīng)過(guò)細(xì)菌發(fā)酵可以產(chǎn)生 沼氣，用沼氣做燃料和照明，也可以發(fā)電。 遺憾： 機(jī)械化程度低，規(guī)?；a(chǎn)受限制， 在城市 難以普及應(yīng)用 二、開(kāi)發(fā)新能源－－迫在眉睫 地?zé)崮埽?用地?zé)岵膳?、將地?zé)嵊糜谵r(nóng)業(yè)、水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)、工業(yè)生產(chǎn)等， 在全世界范圍內(nèi)受到關(guān)注。（從直接利用地?zé)岬囊?guī)模來(lái)說(shuō)，最常用的是地 熱水淋浴，占總利用量的 1/3以上，其次是地?zé)崴B(yǎng)殖和種植約占 20%，地 熱采暖約占 13%，地?zé)崮芄I(yè)利用約占 2%）。 據(jù)美國(guó)地?zé)豳Y源委員會(huì)（ GRC） 1990年的調(diào)查，世界上 18個(gè)國(guó)家有地?zé)岚l(fā) 電，總裝機(jī)容量 ，裝機(jī)容量在 100兆瓦以上的國(guó)家有美國(guó)、菲 律賓、墨西哥、意大利、新西蘭、日本和印尼。我國(guó)的地?zé)豳Y源也很豐富， 但開(kāi)發(fā)利用程度很低。主要分布在云南、西藏、河北等省區(qū)。除以上利用 外，從熱水中還可提取鹽類、有益化學(xué)成分和硫磺等。 遺憾：很大程度上受地域因素的制約 二、開(kāi)發(fā)新能源－－迫在眉睫 核能： 主要利用物是鈾、釷、钚等發(fā)射性元素 鈾在自然界中有三種放射性同位素： U23 U23 U234 ，在衰變過(guò)程 中放出熱量。在軍事上鈾主要用來(lái)制造核武器和核動(dòng)力燃料。鈾的和 平用途十分廣泛，其中最主要的是用作核電反應(yīng)堆的燃料。 核電具有發(fā)電成本低、對(duì)環(huán)境污染小和安全等優(yōu)點(diǎn)。我國(guó)已建成秦山、 大亞灣核電站，目前還有多處正在籌建。 遺憾：核反應(yīng)過(guò)程中的射線輻射及產(chǎn)生的廢料具有高度危害性 投資成本太大 較易引發(fā)政治紛爭(zhēng) 思考與討論： 我們生活的家鄉(xiāng)－－四川，主要利用什 么常規(guī)能源？ 有哪些新能源能夠利用？ 四川省能源以水能 、 煤炭和天然氣為主 。 其中水能資源最為豐富 ， 技術(shù)可開(kāi)發(fā)量 、 經(jīng)濟(jì)可開(kāi)發(fā)量 、 開(kāi)發(fā)利用規(guī)模均居全國(guó)首位 。 水能資源集中分布于川西南山地的大渡河 、 金沙江 、 雅礱江三大水系 。 水能資源是四川未來(lái)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要支柱 。 煤炭資源保有儲(chǔ)量 億噸，探明儲(chǔ)量約占全國(guó)總儲(chǔ)量的 %。 天然氣累計(jì)探明地質(zhì)儲(chǔ)量為 。 四川省屬貧油省份 ，但生物能源比較豐富 ， 每年產(chǎn)生沼氣約 10億立方米 。此外 ， 太陽(yáng)能 、 風(fēng)能 、 地?zé)豳Y源也較為豐富 ， 有望很好地開(kāi)發(fā)利用 。 三、 能源利用所帶來(lái)的危害 煤、石油等常規(guī)能源的利用帶來(lái)： 在新的能源中，環(huán)境問(wèn)題是不是徹底解決了呢？從前面介紹的 1～ 6種能源中， 人們確實(shí)充分考慮了這個(gè)問(wèn)題，理論上是不會(huì)有環(huán)境問(wèn)題的。但是，它們都 會(huì)受自然條件和資源條件的制約隨著人們需求的增長(zhǎng)，可以說(shuō)，這前 6能源 的供應(yīng)量必然不能滿足要求，所以核能成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。在發(fā)達(dá)國(guó)家， 核能的使用量日益增多 … 但是事實(shí)上，核能直接或潛藏的環(huán)境問(wèn)題比煤或者 石油的要嚴(yán)重得多 … 關(guān)于這一點(diǎn)，我們將在二十章進(jìn)行詳細(xì)的學(xué)習(xí) 溫室效應(yīng)、酸雨、光化學(xué)煙霧、浮塵等危害 人類要在以上問(wèn)題中尋求一種協(xié)調(diào)與和 諧，在調(diào)整需求意識(shí)、珍惜資源、科研 開(kāi)發(fā)等多個(gè)方面都有工作要做。無(wú)論今 后同學(xué)們致力于哪一方面的工作，今天 我們所形成的意識(shí)都會(huì)大有必要。 透過(guò)現(xiàn)象看本質(zhì) 四、小結(jié) 什么是能源，人類與能源的關(guān)系； 常規(guī)能源與新能源的前景； 人類不能打破與環(huán)境的和諧，如果破壞環(huán)境等于摧毀自己的生存家園。 五、課后作業(yè) 你周?chē)褂媚茉粗杏心男┎话踩蛩?？?duì)環(huán)境有哪些影響？如何可以改進(jìn)？ 太陽(yáng)能光電 太陽(yáng)熱能 江廈潮汐試驗(yàn)電站－－中國(guó)規(guī)模最大的潮汐電站。位于浙江省溫嶺西部，樂(lè)清灣東北角。 新疆達(dá)板城風(fēng)力發(fā)電站 興望農(nóng)牧沼氣工程建設(shè)項(xiàng)目，是農(nóng)業(yè)部 2020年批準(zhǔn)建設(shè)的種豬場(chǎng)大型沼氣發(fā)電能源環(huán)保示范工程，該沼氣工程年處理豬糞尿 25000噸，年產(chǎn)沼氣 ，年發(fā)電 69萬(wàn)度，沼站年收入 西藏羊八井地?zé)岚l(fā)電站外貌 大亞灣核電站 秦山核電站 這是 2020年 6月 27日，桔紅色的晚霞浮現(xiàn)在澳大利亞悉尼納拉賓海灘的上空。由于空氣污染嚴(yán)重，空氣中的懸浮顆粒遭遇冷空氣，透過(guò)陽(yáng)光的照射便形成了如此燦爛的“晚霞”。 2020年 11月 25日，在德國(guó)法蘭克福附近的一個(gè)發(fā)電廠上空，一道彩虹劃過(guò)被污染的廠區(qū)。 酸雨進(jìn)入河流對(duì)魚(yú)類的危害 酸雨對(duì)植物的危害 酸雨對(duì)建筑物的危害 漫畫(huà)：酸雨下的生活 上海出現(xiàn)浮塵天氣 ,空氣中可吸入顆粒物日均值達(dá)到去年日均值的 7倍左右 ,空氣屬于重度污染 ,空氣污染指數(shù)高達(dá) 500,創(chuàng)下上海自 2020年有空氣污染指數(shù)史以來(lái)的最高值 新疆南疆盆地、甘肅中西部、寧夏、內(nèi)蒙古中西部和東南部、陜西北部、山西北部、河北中北部、遼寧西部和北部、吉林中西部、黑龍江西南部以及京津等地出現(xiàn)浮塵天氣