第二十二章能源与可持续发展.docx

第二十二章能源与可持续发展第1节能源教学目标1 .知道什么是能源；2 .知道什么是一次能源、二次能源及其特点；3 .了解21世纪的能源趋势。教学过程导入新课结合我们学过的知识和生活实际，你知道了哪些形式的能，它们各与什么现象相联系？我们生活中利用的这些能量，它们的来源在哪里？归纳总结学生的答案：同学们每天要吃饭、喝水，把生米做成熟饭，把生水烧开都需要燃料，煤、煤气、柴禾、天然气等等在燃烧时都能提供能量；要开动汽车、火车、飞机等交通工具需要消耗汽油或者柴油，汽油、柴油燃烧时也能提供能量；山上采伐的木料放到江、河里能顺流而下，水流可以运送木料做功，水流还可推动水轮机做功，使磨转动，水轮机还能带动发电机转动发出电来，江河里的水流能提供能量；同样，流动的空气风也有能量，风能推动风车做功。教学过程1人类利用能源的历程活动1：讲解钻木取火使人类实现了从利用自然火到利用人工火的转变。开启了人类以柴薪为主要能源的时代。（展示图片：钻木取火。）活动2：讲解柴薪主要通过砍伐森林获得，现在，大面积砍伐森林会严重破坏地球的生态平衡。同时，由于燃烧柴薪获取能量的效率较低，人类需要开发其他的能源。（展示图片：砍伐森林。）活动3：讲解蒸汽机的发明令人类成功地将燃烧获取的内能转化为机械能。实现了以机械动力大规模代替人力和畜力的新时代，人类的主要能源也从柴薪转化为热值更高的煤。（展示图片：行驶中的蒸汽机火车。）活动4：讲解煤炭、石油、天然气是千百万年前埋在地下的动、植物经过漫长的地质年代形成的。（展示图片：煤炭。）教学过程2能源的类型活动1：什么叫做一次能源？同学们交流、讨论后回答：像化石能源这样能直接从自然界获取的能源称为一次能源。风能、水能、太阳能、地热能以及核能等均属于一次能源。（展示图片：煤、石油、天然气、风能、水能、太阳能、地热能。）活动2：什么叫做二次能源同学们交流、讨论后回答：消耗一次能源才能得到的能源称为二次能源。（展不图片：电能。）活动3：电能的利用。电能可以做什么？同学们交流、讨论后回答：供照明；供电磁炉类用电器产生热；驱动电动交通工具；供电子设备工作；供电风扇类用电器工作。跟踪训练1 .某市的水资源丰富，在河道上建造了多座水力发电厂，以充分利用当地丰富的水资源发电。电能属于（）A.化石能源B.一次能源C.二次能源D.不可再生能源【答案】C2 .下列能源中，不属于可再生能源的是（）A.天然气B.风能C.太阳能D.水的动能【答案】A教学过程321世纪的能源趋势学生阅读课本和交流、讨论后回答：化石能源是现代人类文明所需的主要能源。由于其属于不可再生的资源，不久的将来会消耗殆尽，而且，在开采化石能源的过程中对环境的破坏也十分严重，所以开发新能源、更好地利用已知能源是全球范围的重要课题。20世纪40年代，科学家发明了可以控制核能释放的装置核反应堆，拉开了以核能为代表的新能源时代。第2节核能教学目标1 .认识核能获取的两种途径;2 .了解核能的利用和优点；3 .了解核能可能带来的问题。教学过程导入新课1964年10月16日15时，我国第一颗原子弹爆炸成功。你知道原子弹为什么会突然放出那么大的能量的呢？随后，1967年6月17日上午8时20分，我国西部地区新疆罗布泊上空，我国第一颗氢弹爆炸试验获得完全的成功，氢弹和原子弹的原理相同吗？教学过程1核能活动L回忆原子的结构组成。请回答：原子核是原子中最小的结构吗？电子为什么会绕核运动？学生交流、讨论后回答：原子是由原子核和核外电子组成的，电子在绕核运动。原子核也是可分的，它是由质子和中子组成的。原子核中的质子带正电，电子带负电，原子核吸引电子绕核转动。原子的质量几乎集中在原子核中，质子和中子的质量几乎相同。原子核的体积相对于原子的体积来说非常小，相当于足球场上的一个鸡蛋。质子和中子依靠强大的核力紧密地结合在一起，因此十分牢固，要使它们分裂或结合是极其困难的。但是，一旦原子核发生变化时，就可能释放出惊人的能量，这种能量被称为核能。跟踪训练1.关于核能，下列说法中正确的是（）A.核能很小，无法利用B.核能巨大，但现在无法利用C.核动力航母利用的是核能D.核能可再生的【答案】D教学过程2裂变19341938年间，科学家利用中子轰击质量较大的铀235,使其裂变成两个质量较小的原子核，同时释放出23个新的中子。活动1：铀235只有在中子的轰击下才能发生裂变且释放出核能，那么是不是要不断地从外界提供中子才能使反应不断进行呢？实验：利用火柴模拟链式反应。利用类比的方法来模拟研究核裂变过程如果去掉其中火柴（1）,火柴（2）、（3）会燃烧吗？链式反应如果不加以控制，大量原子核就会在一瞬间发生裂变,释放巨大的能量,产生极大的破坏性，就如前面所说的原子弹。活动2：在链式反应中，可以通过控制中子数量来控制链式反应的速度。可控的核裂变在实际中有什么应用呢？学生讨论、交流后回答：可以用于核能发电、核动力航母等。活动3：介绍我国核电站的情况。核电站运行中能源是由重核裂变提供的，核能是安全、洁净、廉价的能源。你认可这个观点吗？教师归纳总结：通过分析，可以发现核裂变时会释放大量的能量，如果不加以控制短时间内释放的能量会产生极大的破坏。如果控制链式反应的速度，让核能逐步缓慢的释放就可以为人类使用。跟踪训练2 .关于裂变反应，下列说法中错误的是（）A.所有原子核都能发生裂变反应释放能量B.裂变反应是重原子核吸收中子后发生的C.原子弹是利用链式反应释放的能量D.核电站是利用可控链式反应释放的能量【答案】A教学过程3聚变我们已经研究过重核可以裂变成质量较小的核，那么质量较小的核能否聚合成质量较大的核呢？活动L介绍轻核的聚变，将质量较小原子核结合成新的原子核也会放出大量的能量，这是就是聚变。如把笊和氟在超高温下结合成新的原子核氮核。活动2：氢弹就是利用氢核的聚变，在瞬间释放出大量的能量。但现阶段科学家还没有找到控制核聚变的方法。通过可控聚变来利用核能，有望彻底解决人类能源问题！跟踪训练3 .以下属于核聚变反应的是（）A.氢弹爆炸B.原子弹爆炸C.太阳内部发生的核反应D.连续发生的剧烈化学反应【答案】AC第3节太阳能教学目标1 .知道太阳能的由来和特点；2 .知道太阳能的利用方式；会解释太阳能在生产、生活中的主要应用。教学过程导入新课植物、变幻的色彩、利用的能源等，这些美丽的景色、多彩的世界都离不开太阳。学生观看视频，了解太阳对地球及人类的重要性。人类使用的很多能源，如化石能源、风能、光能等都是来自于太阳。教学过程1太阳巨大的“核能火炉”活动1：阅读课本中的内容，思考下列问题：（1）地球距离太阳有多远？（2）太阳有多大？（3）太阳有多热？（4）太阳的能量来源是什么？（5）太阳的年龄是多少？它还能燃烧多少年？学生带着问题阅读课本，交流后回答：太阳距地球约L5×10;太阳的直径约是地球的IlO倍，它的质量约是地球的33万倍；太阳表面的温度约6000°C,内核的温度高达L5×IO7oC；在太阳内部，氢原子核在超高温下发生聚变，释放出巨大的核能；太阳像一个巨大的“核能火炉”，它已经燃烧了近50亿年，它还能再燃烧约50亿年。教师归纳总结：太阳核心的原子核发生的聚变反应，使太阳核心释放的巨大核能向外扩散，传送到太阳表面，大部分太阳能以热和光的形式向四周辐射。教学过程2太阳是人类能源的宝库太阳就是一个巨大的核聚变的能量库，它每秒向外辐射的总能量高达3.74×IO26J,相当于每秒钟燃烧1.28×1026t的标准煤。但从太阳发射出来的总能量中，到达地球的太阳能只是太阳向外辐射能量的20亿分之一。但即使射向地球的太阳能也不能完全照射到人类经常居住和生活的地区。活动L了解人类常用的能源，如风能、生物质能、化石能源等，你能说出它们的大致形成过程吗？学生通过讨论，说出几种常用能源的形成过程：如风能是由于太阳照射空气，使空气冷热不同，形成对流而成风；生物质能是由植物的光合作用积聚而成的，来自于太阳。生物质能是由植物的光合作用积聚而成的，来自于太阳。海泮海洋-沙泥海床油钻-天然气 二一石油一一水口柞套孔岩 雷多孔岩文物的遗版经纪杂变 化形成石油和天然r海洋生物死亡动情物的遗骸被木信沙泥掩埋活动2:人类使用的很多能源都直接或间接来自于太阳能，那是不是人类使用的所有能源都来自于太阳呢？学生交流、讨论后得出结论：人类使用的能源中除地热能、潮汐能、核能以外的能源几乎都来自于太阳。教学过程3太阳能的利用活动1：地球上的能量大都来源于太阳能。在生产生活中你见过利用太阳能的实例吗？学生说出生活中利用太阳能的实例，如太阳能热水器、太阳能电池等。活动2：举出太阳能利用的实例，太阳能热水器、太阳能汽车、植物的光合作用、太阳灶、太阳能电池等。你能从能量转化的角度给它们进行分类吗？学生讨论，尝试进行分类。把太阳能转化为热能：太阳能热水器、太阳灶；把太阳能转化为电能：太阳能电池、太阳能汽车；把太阳能转化为化学能：植物的光合作用。活动3：你能说说太阳能使用的优点和缺点吗？学生讨论、交流太阳能使用的优点和缺点。学生交流、讨论后得出结论：优点：环保无污染，可再生；缺点：现阶段太阳能利用率较低，成本较高等。跟踪训练1 .太阳能可以直接利用，下列装置中把太阳能转化成内能的是o把太阳能转化成电能的是OA.硅光电池C.太阳集热器B.太阳灶D.太阳能热电站【答案】BC；AD2 .新能源中最瞩目的是能。它的主要优点是和不会给环境带来污染。【答案】太阳；易获取；无污染；可持续性强第4节能源与可持续发展教学目标1 .理解能量转移和转化具有方向性；2 .了解能源利用对环境的影响；3 .了解新能源的开发、利用及其优点教学过程导入新课在我们使用能源的过程中，你是否注意到这样一些现象：工作时间较长的机械的外壳会很烫手；汽车制动时，由于摩擦动能转化成为轮胎、地面和空气的内能；汽车行驶过程中要用大量的水吸收多余的热。这些消散掉的内能能否在次被收集起来提供机械做功，继续为我们服务呢？教学过程1能量转移和转化具有方向性活动1：冬天，火炉把自己的内能传递给房间里的空气，供人们取暖；到了春天，能够把这些内能重新收集真情为，来年再用吗？显然不能。一般情况下，内能只能从高温物体转移到低温物体，不能相反。否则会引起其他的变化，消耗别的能。再如，冰箱里的热量不会自动转移到外部，而必须消耗其他的能量（电能）才能把热量转移出来使冰箱内部变交冷。可见，涉及热现象的能量转化过程是有方向睡，不可逆的，消散掉的内能不能被收集起来再利用。同学们可以讨论、交流一下，看看哪些能量可以被利用，哪些不能？归纳总结：前面学习过的化石能源、核能、太阳能可以被利用，风能、水能、地热能也能被利用。机械摩擦产生的内能不能被利用，空气摩擦产生的内能也不能被利用。跟踪训练1 .电冰箱工作时，将箱内能量转移到外部，是因为消耗了能，才能把热量转移出来使冰箱内部变冷，这一现象说明能量的转化、转移是有的，同时也说明在转化或转移时是要消耗其他的。【答案】电；方向性；能量教学过程2能源消耗对环境的影响活动1:人类在耗用各种能源时，特别是目前石油、煤炭占了能源的绝大部分,而且年消耗量在不断增长，不可避免地会对环境造成影响。现在我们了解一下它对环境有哪些影响呢？同学们交流讨论自己的感受和想法。活动2：学生可能对能源消耗对环境的影响有一些初步的认识。然后让学生讨论，、交流举出能源消耗还会对环境造成哪些影响，并且在老师的指导下，把课本P179“想想议议”表中的空格填上，使学生认识到过量使用能源会对环境造成严重的破坏。跟踪训练2 .以下关于核能发电的说法中正确的是（）A.日本福岛核事故造成放射性污染，所以应该关闭所有核电站B.核能既是可再生能源又是新能源，所以应该大力发展核电C.目前核电站获得核能的途径是核聚变，是不加控制的D.核反应堆中发生的链式反应是可控的【答案】D教学过程3能源与可持续发展活动1：阅读课本相关内容，讨论交流后回答：能源按是否可以再生利用的方式怎么分类？学生回答：1.不可再生能源：煤、石油、天然气、核能等；2.可再生能源：太阳能、水能、电能、沼气等。活动2：化石能源的大量使用.，不仅留给,子孙后代的越来越少，而且造成严重的环境问题。根据学过的有关能源的知识，以及课本上提出的条件，在老师的指导下，让学生说一说哪些是未来的理想能源，并说明其道理，同时在课,堂上展开讨论。3 .下列能源中，不属于可再生能源的是（）A.天然气B.风能C.太阳能D.水的动能【答案】A