18.5 能源與可持續(xù)發(fā)展【教學(xué)目標(biāo)】1通過能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移，認(rèn)識(shí)效率。2了解世界和我國的能源狀況，對于能源的開發(fā)利用有可持續(xù)發(fā)展的意識(shí)。3收集資料，討論能源的利用帶來的環(huán)境影響，如大氣污染、酸雨、溫室效應(yīng)等，探討應(yīng)該采取的對策。【教學(xué)重難點(diǎn)】1通過能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移，認(rèn)識(shí)效率。2收集資料，討論能源的利用帶來的環(huán)境影響，如大氣污染、酸雨、溫室效應(yīng)等，探討應(yīng)該采取的對策。【教學(xué)過程】一、講授新課1能量轉(zhuǎn)化與效率效率：輸出的有用能量與輸入的總能量的比值叫做能量轉(zhuǎn)換裝置的效率。其計(jì)算表達(dá)式為效率。對熱機(jī)而言，其效率就是用來做有用功的那部分能量和燃料完全燃燒放出的能量之比。由于熱機(jī)在工作中或多或少總有能量損失，所以熱機(jī)的效率總小于1提高熱機(jī)效率的措施：讓燃料盡量充分燃燒；減小各種能量損失；在使用時(shí)注意保養(yǎng)，減少因摩擦而消耗的額外功。2能源與可持續(xù)發(fā)展能源作為過去人類文明發(fā)展做出過重大貢獻(xiàn)的功臣，在給人類帶來無限欣喜的同時(shí)，也使人類產(chǎn)生了深深的憂慮與困惑。在能源的利用中，既要考慮當(dāng)前發(fā)展的需要，又要考慮未來發(fā)展的需要，不能以犧牲后代人的利益為代價(jià)來滿足當(dāng)代人的需求。二、典型范例例題：一臺(tái)內(nèi)燃機(jī)運(yùn)動(dòng)時(shí)能量損耗大致為：汽缸散熱損失占25%，廢氣帶走的能量占30%，摩擦等機(jī)械損耗占10%，則它的效率為_______________。精析：在本題中，只給出輸出的無用能量占輸入的總能量比例，所以要先假設(shè)內(nèi)燃機(jī)燃燒燃料所產(chǎn)生的能量為E，在計(jì)算出其輸出的有用能量。全解：這臺(tái)內(nèi)燃機(jī)輸出的有用能量為E-E25%-E30%-E10%=E35%。根據(jù)，可得這臺(tái)內(nèi)燃機(jī)的效率為：點(diǎn)評：熱機(jī)中能量損失的途徑就是題中給出的這三個(gè)方面，這些都是熱機(jī)工作中不得不損耗的。三、活動(dòng)與探究如圖所示為一些交通工具。（1）請寫出上述交通工具所消耗的燃料名稱：大客車__________；電車___________；地鐵___________；蒸汽火車________；自行車__________________________（2）哪些交通工具會(huì)導(dǎo)致污染問題？并說明是什么樣的污染。四、思考與練習(xí)（一）填空題1人類在利用能源時(shí)給自己帶來了極大的便利，也給自己造成了不少的麻煩。總的來說表現(xiàn)為對 造成影響，具體說的是___________污染和_________效應(yīng)。2農(nóng)作物的秸稈是一種寶貴的資源，但不少農(nóng)民在收割后為了方便，在農(nóng)田里大量焚燒。請你指出大量焚燒秸稈的害處（舉出兩條）：（1）_______________________________；（2）_______________________________。（二）選擇題3目前工廠生產(chǎn)中所用的節(jié)能措施中，你認(rèn)為錯(cuò)誤的是（ ）A增加熱電機(jī)組B改造工業(yè)鍋爐C淘汰能耗大的機(jī)器D生產(chǎn)電子高效節(jié)能燈4如圖所示，為內(nèi)燃機(jī)的能流圖，則內(nèi)燃機(jī)的效率可表示為（ ）A=100%B=100%C=100%D=100%5S195型柴油機(jī)的部分技術(shù)規(guī)格如下表所示：汽缸數(shù)汽缸直徑額定功率轉(zhuǎn)速燃油消耗率冷卻方式195mm88kw2000 r/min0.27 kg/（kwh）蒸發(fā)水冷其中，“額定功率”是指柴油機(jī)正常工作時(shí)對外做功的功率：“燃油消耗率”是指柴油機(jī)正常工作時(shí)，每輸出1kWh的能量，柴油機(jī)所消耗柴油的質(zhì)量。已知柴油的熱值為3.3107J/kg，水的比熱容為4.2103J/（kg），則：（1）若柴油機(jī)的水箱中貯有10kg冷卻水，當(dāng)水的溫度由20上升到40時(shí)，這些水吸收的熱量是___________J。（2）已知柴油機(jī)效率= 100%（式中W為柴油機(jī)在某時(shí)間內(nèi)對外所做的功，Q為它在這段時(shí)間內(nèi)所消耗的柴油完全燃料所產(chǎn)生的熱量），則該柴油機(jī)正常工作時(shí)的效率約為_______________。五、相關(guān)鏈接“興登堡號(hào)”飛艇事故在20世紀(jì)初，人們普遍乘坐飛艇來歐洲與美國。那時(shí)的飛艇充滿氫氣，因?yàn)闅錃馐亲钶p的氣體，故可以使飛艇浮在空中。不過，氫氣具有高度易燃性，是一種極危險(xiǎn)的氣體。1937年5月6日，世界上最大的飛艇“興登堡號(hào)”飛艇從德國飛抵美國的新澤西州，準(zhǔn)備在萊克赫斯特的碇泊塔降落，飛艇突然起火，據(jù)文獻(xiàn)記載，大火是由大氣中的靜電點(diǎn)燃外泄的氫氣而引起的，許多乘客被火焰吞沒，36人不幸罹難。現(xiàn)在的飛艇已改用氦氣，氦氣是第二輕的氣體，與氫氣不同，氦氣不能燃料，因此較為安全。4 / 4