4.能源与可持续发展[学习目标]1.知道能量守恒定律的内容，会用能量守恒的观点分析、解释一些实际问题。(重点)2.了解能量耗散，了解自然界宏观过程中能量转化和转移的方向性。(难点)3.知道能源的类别划分，知道能源短缺和环境恶化是关系到人类社会能否持续发展的重大问题。一、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。二、能量转移或转化的方向性1．一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的。2．能量耗散：在能量转化过程中流散到周围环境中的内能很难再收集起来重新利用的现象。3．节约能源的根本原因：在能源的利用过程中，能量在数量上虽未减少，但在可利用的品质上降低了，即从便于利用的能源变为不便于利用的能源。4．自然界中的宏观过程具有方向性。三、能源的分类与应用1．能源的分类(1)不可再生能源：像煤炭、石油和天然气这类无法在短时间内再生的能源，也叫化石能源。(2)可再生能源：像水能、风能、潮汐能这类在自然界可以再生的能源。2．我国可再生能源的开发(1)太阳能发电；(2)水力发电；(3)风能发电；(4)核能发电。四、能源与社会发展1．人类利用能源的三个时期：柴薪时期、煤炭时期、石油时期。2．利用不可再生能源带来的危害(1)改变大气的成分，加剧气候的变化，如温室效应。(2)形成“酸雨”，腐蚀建筑物，酸化土壤。(3)产生光化学烟雾，产生浮尘。1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)当一个物体的能量减少时，一定有其他物体的能量的增多。(√)(2)煤炭、石油和天然气都属于化石能源。(√)(3)在能源利用过程中能量是守恒的，故不必节约能源。(×)(4)冒起的煤烟和散开的炭灰可以收集起来重新合成一堆煤炭。(×)2．下列供热方式最有利于环境保护的是()A．用煤做燃料供热B．用石油做燃料供热C．用天然气或煤气做燃料供热D．用太阳能灶供热D[煤、石油、天然气等燃料的利用，使人类获得大量的内能，但由于这些燃料中含有杂质以及燃烧得不充分，使得废气中含有的粉尘、一氧化碳、二氧化硫等物质污染了大气。而太阳能是一种无污染的能源，应大力推广，故答案应选D。]3．关于能量和能源，下列说法正确的是()A．化石能源是清洁能源，水能是可再生能源B．人类在不断地开发和利用新能源，所以能量可以被创造C．在能源的利用过程中，由于能量在数量上并未减少，所以不需要节约能源D．能量耗散现象说明：在能量转化的过程中，虽然能的总量并不减少，但能量品质降低了D[化石能源燃烧时放出SO2、CO2等气体，形成酸雨和温室效应，破坏生态环境，不是清洁能源，A项错误；能量是守恒的，既不能被创造也不可能消失，但能量品质会下降，故要节约能源，B、C均错误，D项正确。]能量守恒定律的理解和应用1．能量的存在形式及相互转化(1)各种运动形式都有对应的能：机械运动有机械能，分子的热运动有内能，还有电磁能、化学能、原子能等。(2)各种形式的能，通过某种力做功可以相互转化。例如，利用电炉取暖或烧水，电能转化为内能；煤燃烧，化学能转化为内能；列车刹车后，轮子温度升高，机械能转化为内能。2．能量守恒的两种表达(1)某种形式的能减少，一定有其他形式的能增加，且减少量和增加量一定相等。(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。3．应用能量转化与守恒解题的步骤(1)首先分析研究对象的受力情况、做功情况、能量的转化方向及初、末状态能量的具体形式。(2)分别列出减少的能量ΔE减和增加的能量ΔE增的表达式。(3)依据ΔE减＝ΔE增列式求解。【例1】如图所示，一个粗细均匀的U形管内装有同种液体，液体质量为m。在管口右端用盖板A密闭，两边液面高度差为h，U形管内液体的总长度为4h，先拿去盖板，液体开始运动。由于管壁的阻力作用，最终管内液体停止运动，则该过程中产生的内能为()A．mghB．mghC．mghD．mghA[去掉右侧盖板之后，液体向左侧流动，最终两侧液面相平，液体的重力势能减少，减少的重力势能转化为内能。如图所示，最终状态可等效为右侧h的液柱移到左侧管中，即增加的内能等于该液柱...
