环境教育渗透教案(范晓燕)

第十六章能源与可持续发展

一、能源家族

范晓燕

【学习目标】

1．记住什么是能源以及能源的种类；

2．常识性了解什么是不可再生能源，什么是可再生能源．

【重点、难点】

能源以及能源的种类

【学具教具】

挂图

【教学过程】

我们已经认识了各种形式的能．金属的冶炼、机器的运转、汽车、火车等交通工具的行驶，都需要能量．日常生活中烧饭、取暖、照明等，也需要能量．人类生活的一切活动都需要能量．

1．能源

凡是能提供能量的物质资源叫做能源．能源的广泛使用给人类文明带来了巨大进步．我们生活中利用的这些能量，它们的来源在哪里？或者说，我们利用了哪些种类的能源呢？

2．能源的种类

煤、石油和天然气是由古代的动植物在长期地质变迁中形成的，所以称为化石能源．化石能源是当今人类利用的主要能源．我国目前利用的能源中90%以上是煤和石油．煤和石油的开采在我国国民经济中占有举足轻重的地位．我国化石能源的储量尽管丰富，但终究有限，而且开发利用后不能再生，长期大规模开采，终有开采完毕之日．水能是可以再生的，但可供开发的水能资源有限，全世界每年可以开发的水能只占现在能源总需求量的百分之十几．一旦化石能源用完，只靠水能显然不能满足需要．同学们可能说我们可以用电能．要知道电能是由自然界提供的能源转化而来的．像化石能源一样，风能、太阳能、地热能以及核能，是可以直接从自然界获得的．这些可以从自然界直接获取的能源，统称为一次能源．其中煤炭、石油和天然气是当今世界中一次能源的三大支柱，构成了全球能源家族结构的基本框架．我们使用的电能，无法从自然界直接获取，必须通过一次能源的消耗才能得到的能源叫二次能源．包括电力、煤气、汽油、煤油、焦炭、洁净煤、激光和沼气等等．人类生活中，还广泛利用食物等生命物质中存储的化学能．这类由生命物质提供的能量称为生物质能．生物质能是太阳能以化学能形式贮存在生物中的一种能量形式．它直接或间接来源于植物的光合作用．地球上的植物进行光合作用所消费的能量，占太阳照射到地球总辐射量的0.2%．这个比例虽不大，但绝对值很惊人，光合作用消费的能量是目前人类能源消费总量的40倍．可见，生物质能是一个巨大的能源．人类和动物从植物或其他动物获取生物质能以维持生命．

化石能源、核能会越用越少，不可能在短期内从自然界得到补充，所以它们属于不可再生能源．而水的动能、风能、太阳能、生物质能，可以在自然界里源源不断地得到，所以它们属于可再生资源．

实际上，自然界提供的能源我们还没有充分利用．化石能源、水能、风能都是来源于太阳的辐射能即太阳能（图16－1）．化石能源可以用完，但太阳能可以说是取之不尽的．自然界存在的潮汐能、地热能也还没有充分利用．随着人类日益深入地认识自然，上世纪还发现了核能．

开发和利用新能源，特别是核能和太阳能，是解决问题的主要出路．

图16－1 太阳能的转化．

太阳把地面和空气晒热，太阳能转化为内能．晒热的空气上升，空气流动形成风，又转化为风能．太阳把水面和地面晒热，并使一部分水蒸发，蒸发的水汽升到空中形成云，以雨、雪的形式落下来，流入江河，太阳能转化为水能．植物吸收太阳能，发生光合作用，太阳能转化为植物的化学能．植物作为食物被动物吃掉，又转化成动物的化学能．古代的动植物在地质变迁中变为煤、石油、天然气，转化为这些燃料的化学能．

【学习方法指导】

近似处理思维法

这是在物理学中经常运用的一种忽略不计的思维方法，即在各具体物理过程中，对各种制约物理变化的因素进行分析比较，忽略次要因素，突出重点，抓住主要因素的思维方法．例如在空气中用弹簧测力计测重力时，空气对物体的浮力忽略不计，但如果把物体放入水中，就不能忽略水的浮力了．

由此可见，进行近似处理思维时，一要全面分析存在的各种因素；二要对各个因素进行正确的数量级的估算；最后综合考虑，决定取舍，合理确认那些可以忽略不计的量．