能源、材料与社会
第二十章 能源、材料与社会(全章课件)度沪科版物理九年级全一册
（机械能→内能） （内能→机械能） （机械能→电能） （电能→机械能） （电能→内能 光能） （化学能→内能） （光能→化学能） （原子核能→内能→电能） （机械能→内能） （电能→化学能） （化学能→内能） （机械能→电能→内能 光能）
我们一起来闯关
3.能源问题是现代社会发展的三大要素之一,在能源家 族中:⑴柴薪、⑵煤炭、⑶石油、⑷天然气、⑸水能、 ⑹风能、⑺太阳能、⑻地热能等,在大量消耗各种能源 时,会造成空气污染的有__⑴___⑵___⑶___⑷___;会造成水 土流失和沙漠化的是__⑴___(填序号)。
阳像现在这样不停地向外辐射能量，还可以维持50亿
年以上，对于人类来说，太阳能可以说是一种取之不
尽，用之不竭的永久性能源。
太阳能供应时间长久。
课程讲授
新课推动
我们到哪里去取太阳能？怎样获取呢？（只要太阳 能照到的地方，就有太阳能，不用专门去寻找；只 要用东西接收就行了，不需要发掘开采）
太阳能散布广阔，获取方便。
潮汐电站工作原理
涨潮时
退潮时
课程讲授 核能
新课推动
秦山核电站
课程讲授
新课推动
实物图
材料
塑料 铜 铁
竹条
灯的亮暗
结 论
不亮
亮 亮
不亮
铅笔芯（石 亮 墨）
课程讲授
新课推动
根据材料的导电性能：材料可分为
1.导体：容易导电的材料 2.绝缘体：不容易导电的材料 3.半导体：导电性能介于导体与绝缘体之间
的材料
我们一起来闯关
4.汽车刹车时，由于摩擦，汽车的动能转化为地 面、空气的___内___能，这些能量不能自动地用来 再次开动汽车，这说明能量的转化、转移具有 _____方__向__性_____。
材料与社会论文材料创新发展对社会可持续性发展的重大意义
中国特色社会主义理论与实践研究论文题目：材料创新发展对社会可持续性发展的重大意义姓名：学号：指导老师：材料创新发展对社会可持续性发展的重大意义摘要：在当今社会，能源是人类赖以生存的物质基础，是国民经济的基本支撑。
材料创新发展尤其是新能源新材料是在环保理念推出之后引发的对不可再生资源节约利用的一种新的科技理念，新能源新材料是指新近发展的或正在研发的、性能超群的一些材料，具有比传统材料更为优异的性能。
大力开发利用新能源是保障能源安全、优化能源结构、保护生态环境、减少温室气体排放的重要措施，是我国实现未来可持续发展的必由之路。
关键词：材料创新可持续发展能源问题洁净能源主要能源引言温室效应，厄尔尼诺现象，臭氧层空洞，冰山融化海平面上升，水土流失，空气污染，水污染……人来在生产生活中获取消耗能源的同时破坏了自然环境的行为和方式；同时，随着人类工业化的不断推进，人们对于能源的需要求将会继续增加：在过去15年时间里，人类对能源的消费需求每年都在以1.5%的速度递增。
在今后的20年时间里，这种能源需求每年会以2%的速度递增，在31年后其能源消耗量将会增加一倍。
尽管石油以及煤炭等化石能源在21世纪仍然能够满足人类的需求，但这些能源最终将会在某一天消耗殆尽，人类将可能会面临严重的能源危机。
因此，我们必须大力推动洁净能源的开发应用，减少污染，提高能源使用效率。
电的发明彻底改变了人的生产、生活方式，但同时为了满足不断增加的电量需求人必须不断的建发电厂；发明各种交通工具解决了人移动自己位置的方便,但是同时又产生汽车的污气排放问题……种种问题,太老套了。
能源需求量日益增加，环境破坏加重，使得大力发展无污染清洁能源，改善能源结构，成为当务之急。
人类社会发展所需的主要能源基本是按照含碳量越来越低的趋势演变的，先是木材，然后是煤炭，现在主要是石油，接着将是天然气，最后则是不含碳的氢气、太阳能、风能等。
经济全球化带来的是能源的紧缺。
第二十章能源、材料与社会 能量的转化与守恒 能源的开发和利用 材料的开发和利用
全性能和运行速度。
二、纳米材料
1.纳米是一个长度单位：1nm=10-9m
2.1nm小到什么程度？(10个分子紧密排布的长度，大 约是一根头发丝的1%) 3.纳米材料除了其基本单元空间尺度小外，在力、热、 声、光、电、磁等方面还表现出许多特殊的性能。
4.纳米材料
纳米颗粒材料
碳纳米管
纳米超晶格
想象中的纳米“机器人”
随温度的变化时，观察到在测
试温度降低到4.2K时，汞的电 阻突然降低到测量不到的微小
值。从而发现超导现象。
超 导 体
1.超导现象和超导体：当温度降低到绝对零度附近时，某 些材料的电阻率突然减小到无法测量的程度，可以认为其 电阻率突然变为零，这种现象叫做超导现象，能够发生超 导现象的物质称为超导体。
材料的导电性
根据材料的导电性能，材料可分为导体、半导
体及绝缘体三大类。
容易导电的材料是导体
不容易导电的材料是绝缘体
半导体可以制成二极管、三极管等半导体元件 和集成电路
半导体二极管有单向导电性，半导体三极管可以
用来放大电信号
探索新材料 一、超导材料
为了制造物美价廉、性能更好的物品，人们正在不断 地研究性能更好、更容易制造的材料。 其中有一种性能较好的材料叫超导材料 1911年，昂内斯在研究汞电阻
三、核能
交流与讨论
你能说出图中各种物体所具有的能量吗？
电能
重力势能
动能
内能
化学能
电灯发光时，电能转化为光能和热能
太阳能的利用：太阳能转化为电能
太阳能的利用：太阳能转化为电能
内燃机车：内能转化机械能
水电站：水的机械能转化为电能
水果电池：化学能转化为电能
新材料与社会经济技术发展关系的哲学思考
新材料与社会经济技术发展关系的思考摘要: 随着科学技术的发展,新材料的社会作用变得越来越重要。
本文从技术史和科学哲学的角度,论述了新材料与社会、经济、科技发展的关系,并在此基础上预测了未来新材料的发展方向。
关键词: 新材料;社会作用1 前言所谓新材料,主要是指最近发展或正在发展之中的具有特殊功能和效用的材料[1]。
近二三十年来,在生产力发展和高技术产业需求的刺激推动下,新材料正以每年5%的速度增长,种类和规模不断扩大,对社会、经济和科技发展产生了深远影响。
新材料的发展应用不仅是技术革命与创新的基础和社会前进的推动力量,而且也成为社会经济可持续发展的前提保证。
同时,新材料开发应用中所产生的创新性的思想方法极大地丰富了马克思主义辩证思维的内容,促进了人类思维方式的变革和对自然界更为深刻的理解。
本文拟从技术史和科学哲学的角度来对新材料与社会、经济、科技发展的关系做一初步讨论,并以此为基础对新材料未来可能的发展方向作一预测。
2 新材料是高技术革命与创新的基石从现代科学技术史中可以看到,每一项重大的技术突破与创新在很大程度上都依赖于相应的新材料的发展。
当今国际社会将材料、能源和信息技术称之为新科技革命的三大支柱,而材料又是三大支柱中的基础。
一些人们所预言的新技术,由于没有适当的材料或材料不过关而不能施展其能。
如利用U238作燃料的快中子增殖堆技术需要液态金属冷却,在高温下其腐蚀性极强,由于相应的材料没有过关而不能得到推广使用。
又如燃煤磁流体发电技术由于电极材料、通道材料等关键材料寿命不过关而未能实用化。
因此,新材料的研制、开发与应用不仅构成对高技术发展的推动力,而且也成为衡量一个国家科学技术水平高低的标志。
从这个意义上讲,新材料是技术革命与创新的基石。
信息、生物工程、新能源、激光、海洋开发和空间技术做为促进生产、振兴经济、增强综合国力的高技术群和知识密集型产业,如果没有相应的新材料做基础,其提高、进步与发展是不可能的。
能源、材料和信息人类社会发展的三大支柱
品作为一次能源用于发电。
“燃煤发电”：化学能——机械能——电能
化学电源（化学电池）：化学能——电能
如收音机、手电筒、照相机上用的干电池，汽车 发动机用的蓄电池，钟表上用的纽扣电池等
常用化学电源 锌-锰干电池 电压一般为1.5V，为一次性消费品，但是 旧电池可以回收锌。 铅蓄电池 放电到一定程度，可以利用外电源充电后继 续使用。优点是电压稳定，使用温度范围宽，原料丰 富、价格便宜等，缺点是笨重，防震性能差，易溢出
生物能 蕴藏在动物、植物、微生物体内
农牧业废料、高产作物、速生树木，经过发酵或高温热分
解等方法可以制造甲醇、乙醇等干净的液体燃料。
这类物质在密闭容器内经高温干馏可以生成一氧化碳、氢
气、甲烷等可燃性气体，这些气体可用来发电。
这类物质在厌氧条件下生成沼气，这种气化的效率虽然不 高，但其综合效益很好。中型、大型沼气池不仅可用于发 电，也可处理城市垃圾。 植物新品种——巴西的香蕉树（亦称石油树）、美国人工 种植的黄鼠草、美国西海岸的巨型海藻
可能再生的化石燃料，储量都极其有限，因此必须节能。
节能不是简单地指少用能量，而是指要充分有效地利用
能源，尽量降低各种产品的能耗，
在节能的同时我们也要积极开展各种新型能源的研 究和探索，目前不成熟的新能源也可能成为未来的 主要能源。
当代新能源是指太阳能、生物质能。风能、地热能
和海洋能等。 它们的共同特点是资源丰富、可以再生、没有污染 或很少污染.
酸雾，维护携带不便等。
此外，锂-锰电池、锂-碘电池、钠-硫电池、 太阳能电池等多种高效、安全、价廉的电池 都在研究之中。化学电源的研究和开发是化 学科学的重要研究领域之一，也是能源工作 者研究领域之一。
节能和新能源的开发
《能量的转化与守恒》能源、材料与社会PPT
二、能量守恒定律
能量守恒定律
1、能量守恒定律
大量的研究表明：自然界的能量是守恒的 能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式 转化为其他形式，或者从一个物体转移到其他物体，而 能的总量保持不变。
能量守恒定律
想一想 小球在运动时能量守恒，将永远摆动下去么？
小球摆动时，势能和动能相互转化，当 小球到达最高处时，势能最大；随着小 球的下降，势能逐渐减小，动能逐渐增 大，势能转化为动能；当小球下降到最 低点时，势能最小，动能最大。
各种形式的能是可以相互转化的
能量的转移与转化
1、能量的转化 能量形式发生改变
内能
电能
电动机 风力发电机
机械能
能量的转移与转化
你能说出下面这些物体能量之间是怎样转化的么？ 化学能转化为电能
光能转化为化学能
水果电池
能量的转移与转化
2、能量的转移 能量形式不发生改变
碰撞时，物体之间会发生能量的转移
能量的转移与转化
3、地球上的大多数能量都来源于太阳
太阳能是地球 上的主要能源
光合作用不仅产生氧 气，同时生成葡萄糖
例题
1．出行是人们工作、生活必不可少的环节，出行的工具多种多
样，使用的能源也不尽相同。燃油汽车所消耗能量的类型是(
D)
A．生物能
B．电能
C．太阳能
D．化学能
例题 2．下列图形中，属于内能转化为机械能的是( C )
第二十章 能源、材料与社会
第一节 能量的转化与守恒
-.
学习目标
1、通过实例了解能量及其存在的不同形式。能说出一些常见的 能量名称，知道自然界有多种形式的能量。 2、知道能量守恒定律。知道永动机不可能制成。并能自觉利用 能量守恒定律分析有关问题。 3、能解释一些常见现象中的能量转化问题。
沪科版第二十章 能源、材料与社会第二节能源的开发和利用
四、本节小结
1、利用太阳能的四个主要渠道
① 被植物微生物吸收；②使大气、水升腾循环； ③被海洋吸收；④直接利用
2、直接利用太阳能的三个主要方式
①太阳能→热能；②太阳能→电能；③太阳能→化学能
3、太阳能的优、缺点
优点：①十分巨大，②供应时间长久， ③分布广阔，获取方便，④安全、清洁、无污染。 缺点：①太分散，②不稳定，③转换效率低。
4、太阳能的优点和缺点分别有哪些？
（1）、太阳能的优点：
①十分巨大， ②供应时间长久， ③分布广阔，获取方便， ④安全、清洁、无污染。
（2）、太阳能的缺点：
①太分散， ②不稳定， ③转换效率低。
5、太阳能电池
定义：
太阳能电池是通过光电效应或者光化学效 应直接把光能转化成电能的装置。
应用：
人造卫星、太空望远镜、太空站等电力的 来源。
（2）成本低（成本比火电站低20％以上）
2、核聚变——热核反应
核聚变示意图
核聚变——热核反应
核聚变——在超高温的条件下，可将两种 质量较轻的原子核（如氘和氚），聚合成 一个较重的原子核的一种核反应。核聚变 又称为热能反应。
太阳能是来自于太阳内部的核聚变。
应用——核爆炸
1967年，我国爆炸的第一颗氢弹
五、巩固练习
1、卫星长时间在太空航行，它的无线电发射装置不用人工补 充能源却能正常工作，它是利用______电池将______能转 化为_____能的。 2、目前世界各国都在加强开发的新能源是______，它蕴藏在 ______内部。获得原子能有两种途径：一是________，而 是________。我国著名的大亚湾核电站里发生的是 _______。太阳能就是来自太阳能内的_______。
沪科版第二十章 能源、材料与社会第二节能源的开发和利用同步试题导学案
第二十章能量和能源第一节能量的转化与守恒学习目标：1、知道能量守恒定律2、能举出日常生活中能量守恒的实例3、有用能量守恒的观点分析物理现象的意识重、难点：1、各种形式能量之间的相互转化2、能量守恒定律的得出自主学习（一）自然界中的各种现象都是互相联系的，可以从能量的角度反映这种联系。
通过自主学习回答下列问题：1. 自然界中能量的存在形式：。
2．化学能：是由于，物质的变化。
例如：木材的燃烧是一种，燃烧时产生的光和热就来源于木材储存的。
3．核能：则是由于，物质的发生变化而产生的能量。
例如：、爆炸时释放的能量就来源于。
4. 地球的能量主要来源于，这些能量发生的释放出来的。
5. 煤、石油和天然气中的能量则来源于亿万年前植物、动物体内的填一填：1、来回迅速摩擦双手能转化为能；2、电风扇通电能转化为能；3、电炉通电能转化为能；4、电灯通电能转化为能；在一定条件下,各种形式的能都可以相互转（二）交流和讨论观看课本图20-7说出各种物体所具有的能量。
（1）山顶上的石块；（2）滚动的足球；（3）加热后的物体；（4）牛奶、面包、水果；（5）导线中的电流。
（三）实验探究：活动1 能量的转化参考图20-12，填写课本157页的填空。
活动2、能量的转移填一填：1、每人桌子上都有一杯冷水，将你的手指放人杯中，你有什么感觉？能转移为能；2、将一个小球放在桌子上，让另一个运动的小球撞击它，你会发现小球由静止变为运动。
能转移为能；自然界中，能量不但可以从一个物体到另一个物体，而且可以从一种形式为另一种形式。
（四）能量的守恒定律活动3 做一做：取一皮球，掉在地上观察其每次反弹高度的变化？其结果是一次比一次低，直至静止为止。
皮球落地后又弹起的闪光照片球减少的机械能到哪里去了？答：因为小球跟空气和地面摩擦，一部分的能转化为能。
想一想：一杯放在桌上的热水冷却，此过程有能的转化吗？热水的内能消失了吗？活动4 做一做填一填：利用你手中的细线和小球做单摆实验，如右图分析小球在运动时能量的守恒。
新材料与现代生活形成性考核
新材料与现代生活形成性考核新材料是近年来科技领域突飞猛进的一个重要领域，它不仅为现代工业生产提供了新的技术手段和技术支撑，也为人类社会发展和改变带来了深远的影响。
在当今社会，新材料已经深刻地渗透到我们的生活中，对于我们的生产、生活、环境等方方面面都产生了积极的影响。
本文将围绕新材料与现代生活的关系展开讨论，探究新材料在现代生活中的作用和影响。
一、新材料对现代生活的影响1. 新能源材料随着全球能源资源紧缺问题的日益突出，新能源材料的研发和应用成为了当前的热点。
太阳能电池、燃料电池等新能源材料的应用，为人们提供了更加清洁、高效的能源选择，推动了可再生能源的发展，为现代生活带来了更加环保、可持续的生产和生活方式。
2. 高强度、轻质材料高强度、轻质材料的应用，使得汽车、航空航天、轨道交通等领域的产品更加安全、节能、环保。
例如，碳纤维材料的广泛应用，使得汽车和飞机的减重设计成为可能，大大提升了交通工具的燃油效率，降低了碳排放，为现代生活带来了更加便捷和环保的出行方式。
3. 智能材料随着信息技术的快速发展，智能材料的应用也日益广泛。
智能手机、智能穿戴设备、智能家居等产品的出现，离不开新型传感器、柔性显示屏、可穿戴电子材料等智能材料的应用，为现代生活带来了更加便捷、智能化的生活体验。
4. 环保材料在环保意识日益增强的今天，环保材料的应用也备受关注。
例如，可降解塑料、环保建筑材料等新材料的应用，有助于减少对环境的污染，提升了人们的生活质量，为构建绿色、可持续的现代生活环境做出了重要贡献。
二、新材料在现代生活中的作用1. 提升生活品质新材料的应用为现代生活提供了更加便捷、安全、环保的产品和服务，从而提升了人们的生活品质。
比如，智能家居设备、无线充电技术等的应用，使得人们的居家生活更加智能便捷。
2. 推动科技创新新材料的不断涌现推动着科技的不断进步，为科技创新提供了更加丰富的资源和条件，推动了经济的发展和社会的进步。
材料及其在人类社会发展进程中的地位和作用
年份
图1.1 高技术体系示意图
材料发展总的趋势
探索生命本质
新能源与再生能源
探索物质材料科 学技术
海洋科学技术
探索智力
空间科学技术
探索海洋奥秘
环境科学技术
探索宇宙空间
1． 信 息材料科发学展总技的术趋势
信息材料
2．新能源科学技术
新能源材料
3． 生 物21科世纪学重技点术发展的高技术领生域物的材材料料选择
第一章 材料及其在人类社会发展 进程中的地位和作用
1-1.材料是人类社会进步的里程碑
1-2.材料是经济和社会发展的基础和先导
1.新材料技术是工业革命和产业发展的先导
2.新材料技术是高技术发展的基础
汇 报 人 姓汇名报 日 期
01 纵观人类利用材料的历史，可以清楚地看到，每一种重要新材料 的发现和应用，都把人类支配自然的能力提高到一个新的水平。 材料科学技术的每一次重大突破都会引起生产技术的重大变革， 甚至引起一次世界性的技术革命，大大地加速社会发展的进程， 给社会生产力和人类生活带来巨大的变革，把人类物质文明推向 前进。
新材料技术是高 技术发展的基础
102
100
10-2
相
10-4
对
10-6
值
10-8
10-10 1940
晶体管 集成电路
大规模(103-105)
超大规模(106-107) 极大(>10-7)
芯片价格
2 (美分) 0.2
8
0.005
器件尺寸
线宽（，M) 1.2
300
晶 250片 200直 150 径
1950
展最快和最有前途的电子信息材料。 ➢ 新型功能材料及其应用技术面临新的突破（超导材料、智能材
能源材料和信息人类社会发展的三大支柱
信息技术的发展历程
第一阶段
手工处理信息阶段。人们主要通过手工方式收集、整理和使用信息。
第二阶段
机械处理信息阶段。随着印刷术的发明和应用，信息开始以书籍等形 式进行大规模的复制和传播。
第三阶段
电子处理信息阶段。20世纪初，随着电子计算机的出现，人们开始利 用电子设备处理信息，大大提高了信息处理的效率和速度。
能源、材料和信息：人类社会发展 的三大支柱
目录
• 引言 • 能源 • 材料 • 信息 • 三大支柱的相互关系与影响 • 结论
01 引言
主题简介
能源、材料和信息是人类社会发展的三大支柱，它们在人类历史进程中发挥着至 关重要的作用。
能源为人类提供动力，推动社会进步和经济发展；材料是构成人类生活和生产的 基础，支撑着社会物质文明；信息则是人类知识、文化和科技传承与创新的载体 ，引领社会变革和进步。
随着环保意识的加强和技术的进步，可再生能源和核能将在未来能源结构中占 据更重要的地位。同时，能源储存和智能电网技术也将得到快速发展。
挑战
如何实现能源的可持续发展，平衡经济发展、环境保护和能源安全之间的关系， 是当前面临的重要问题。此外，如何解决可再生能源的稳定性和储能问题，以 及核能的废料处理和安全问题也是亟待解决的难题。
煤炭时代
01
19世纪以前，煤炭是主要能源，推动了蒸汽机的广泛应用和第
一次工业革命。
石油时代
02
19世纪末至21世纪初，石油成为主导能源，推动了内燃机、汽
车、飞机等技术的发展。
清洁能源时代
03
近年来，随着环保意识的提高和技术的进步，太阳能、风能等
清洁能源逐渐得到大规模应用。
能源的未来趋势与挑战
未来趋势
社会经济的发展与材料科学的演变
社会经济的发展与材料科学的演变材料科学的进步左右着人类文明的发展进程。
一种新材料的应用，往往事关一个产业的兴衰。
新材料产业已经渗透到国民经济、社会生活和国防建设的方方面面。
目前，我国还只是一个材料大国，离材料强国还有较大差距。
新材料是战略性新兴产业的重要组成部分。
新材料在我国经济发展中的作用如何？我国在世界材料领域占据怎样的位置？今后当重点培育哪些新材料？我国如何由材料大国向材料强国加快转变？在人类社会的发展过程中，材料的发展水平始终是时代进步和社会文明的标志。
人类和材料的关系不仅广泛密切，而且非常重要。
事实上，人类文明的发展史，就是一部如何更好地利用材料和创造材料的历史。
同时，材料的不断创新和发展，也极大地推动了社会经济的发展。
在当代，材料、能源、信息是构成社会文明和国民经济的三大支柱，其中材料更是科学技术发展的物质基础和技术先导。
以下从三个方面来分析社会经济发展和材料科学与工程学科发展之间的密切关系。
1. 社会经济的发展对材料学科的发展始终发挥着巨大的推动作用从25000年前人类开始学会使用各种用途的锋利石片，到10000年前人类第一次有意识地创造了自然界没有的新材料（陶器），是人类社会进步的象征，也是社会经济发展的结果。
继陶器时代之后，由于人们生活方式的变化和战争等方面的原因，青铜的冶炼技术被发明并逐步达到很高的水平。
后来罗马人发明了水泥，腓尼基人发明了玻璃，这些传统材料至今仍然为现代社会大量使用。
当然，这些材料本身总是日新月异地变化着，在高新技术的推动和社会经济发展的要求下，其性能不断提高，从而满足了不同层次的社会需求。
人们至今仍记忆犹新的是近代的两次工业革命。
第一次是由于钢铁材料的大规模发展，人们能够制造出无数的纺织机械和蒸汽机，给社会创造出巨大的财富。
社会经济的巨大发展，使钢铁工业迅速增长。
钢铁材料的大量使用，对其性能提出更高的要求，从而带动了金属材料学科（即金相学）的迅速发展。
第二次工业革命是以能源（石油）的开发和应用为突破口，大力发展汽车、飞机与其他工业。
能源安全话题讨论交流材料
能源安全话题讨论交流材料材料一：能源安全问题的重要性能源安全是一个国家所面临的重要问题，关系到国家的经济发展、社会稳定和国民生活水平。
能源供应的稳定性、可靠性和可持续性是能源安全的关键因素。
首先，能源供应的稳定性是能源安全的核心要素。
能源供应的中断或不稳定会对国家的经济运行造成严重影响。
例如，某国电力供应出现了大规模的断电，将导致工业生产停滞和社会生活秩序混乱。
因此，建立稳定可靠的能源供应体系至关重要。
其次，能源的可靠性也是能源安全的重要保障。
可靠的能源供应必须保证供应的可持续性和灵活性。
当能源供应存在单一依赖或过度依赖于进口时，将增加国家面临的能源安全风险。
国家需要通过多元化能源供应渠道和开发本国能源资源来提高能源供应的可靠性。
最后，可持续能源的开发利用是实现能源安全的重要途径。
传统能源源源不断地被消耗，而且对环境产生了不可忽视的影响，这推动了可再生能源等可持续能源形式的开发和利用。
通过采用可持续能源，国家能够减少对有限能源的依赖，减缓气候变化，并保护环境。
综上所述，能源安全是国家发展的基础，需要通过稳定、可靠和可持续的能源供应来实现。
国家应该加大对能源安全的重视，加强能源政策的制定和实施，积极推动可持续能源的开发和利用，以确保能源的安全供应和国家的可持续发展。
材料二：应对能源安全的措施能源安全是国家发展和社会稳定的关键因素之一。
为应对能源安全所面临的各种挑战，国家应采取以下措施：1. 多元化能源供应渠道：国家应通过与多个国家和地区建立能源合作伙伴关系，以确保能源供应的可靠性和稳定性。
同时，推动国内能源产业的发展和转型，减少对进口能源的依赖。
2. 加强能源储备和调剂能力：国家应建立完善的能源储备体系，包括石油、天然气等主要能源的储备设施建设和管理制度。
同时，加强能源调剂能力，确保在能源供应中断或紧缺情况下，能够及时调剂和解决紧急需求。
3. 提高能源效率和节能减排：国家应制定和实施能源节约和高效利用政策，推广和应用能源节约和清洁技术，降低能源消耗和排放。
新材料新技术对社会发展和生活方式的影响
新材料新技术对社会发展和生活方式的影响新材料和新技术的不断涌现和发展，正在以前所未有的速度对社会发展和人们的生活方式产生深远的影响。
这些影响不仅体现在生产力的提升和经济的发展上，还体现在人们的生活质量、健康、教育、环境等方面。
一、新材料对社会发展的影响新材料的发展为各个领域带来了革命性的变革。
例如，纳米材料的应用使得电子产品的体积更小，性能更强，从而推动了信息技术的快速发展。
新型合金材料的应用使得航空发动机的效率更高，进一步推动了航空业的发展。
新型能源材料，如太阳能电池和锂离子电池的正极材料，使得可再生能源的开发和利用更加经济高效，有助于减少对化石能源的依赖，缓解能源危机。
二、新技术对社会发展的影响新技术的发展也对社会发展产生了深远的影响。
例如，互联网技术的发展推动了电子商务的兴起，改变了人们的购物方式，也使得信息的传播更加迅速和广泛。
技术的发展使得生产过程更加智能化，提高了生产效率，也带来了新的就业机会。
大数据技术的发展使得各个领域的决策更加科学和准确，有助于解决各种社会问题。
三、新材料和新技术对生活方式的影响新材料和新技术的发展也极大地改变了人们的生活方式。
例如，智能手机的出现使得人们的生活更加便捷，可以随时随地与他人沟通，获取信息。
智能家居技术的发展使得人们的生活更加舒适和智能化，可以通过手机或其他设备控制家中的各种设备，如空调、电视、灯光等。
电动汽车的普及使得人们的出行更加环保和便捷，不再需要担心油价的波动。
新材料和新技术的发展对社会发展和人们的生活方式产生了深远的影响。
这些影响既有积极的，也有消极的。
因此，我们既要积极拥抱新材料和新技术的发展，也要注意解决由此带来的各种问题，以实现可持续发展。
四、新材料和新技术对环境保护的影响新材料和新技术的发展也对环境保护产生了重要影响。
以新能源材料为例，太阳能电池、风能发电等可再生能源技术的应用，有助于减少二氧化碳等温室气体的排放，缓解全球气候变暖的问题。
新能源材料发展现状及其未来发展展望
文章标题：新能源材料的发展现状与未来展望引言新能源材料是当今社会所面临的一个重要议题，它涉及到能源利用与环境保护的双重挑战。
在过去的几十年里，随着全球气候变化问题的日益突出，各国纷纷加大了对新能源材料的投入和研究力度。
本文将从深度和广度两个方面探讨新能源材料的发展现状及未来发展展望。
一、新能源材料的发展现状1.1 太阳能材料太阳能作为清洁能源的代表，在当前的能源结构中占据着重要地位。
其关键技术之一就是太阳能电池，其效率和成本一直是研究的重点。
目前，硅基太阳能电池是主流，但其成本高、制作复杂等问题限制了其发展。
新型太阳能材料如钙钛矿太阳能电池成为了研究的热点，其高效、低成本的特性备受关注。
1.2 风能材料风能是一种稳定且廉价的清洁能源，而风能转换设备中的叶片是至关重要的一环。
目前，以玻璃纤维和碳纤维为基材的叶片占据主导地位，但其重量大、制作成本高等问题也日益凸显。
新型轻质高强度风能材料的研究也成为了风能行业的热点之一。
1.3 锂电池材料锂电池已经成为了移动电子设备和电动汽车等领域的主力能源，其关键材料如钴酸锂、锂镍锰钴氧化物等一直备受关注。
然而，这些材料中的稀有金属成分和高成本一直困扰着产业发展。
新型石墨烯、硅基等材料作为锂电池的下一代材料备受期待。
二、新能源材料的未来展望2.1 能源转换效率的提升随着科技的不断进步，新能源材料的能源转换效率将会不断提升，从而大大降低能源开采的成本并提高利用效率。
2.2 轻质高强材料的发展未来新能源材料将更加注重材料自身的轻质化和高强度化，以降低设备重量并提高使用寿命。
2.3 可再生材料的研究可再生材料不仅包括具有循环利用特性的材料本身，还包括能够通过可再生能源进行制备的材料，如太阳能、风能等的综合利用。
结语新能源材料在未来的发展前景十分广阔。
通过不断的研究和技术创新，新能源材料将会为人类的可持续发展提供更为稳定和清洁的能源来源。
相信随着我们的努力，新能源材料一定会迎来更加辉煌的明天。
沪科版九年级物理下册第20章《能源、材料与社会》教学设计
4.引导学生关注能源和材料领域的最新科技成果，培养学生的科学素养和科技意识。
（三）情感态度与价值观
1.增强学生对能源、材料与社会发展的责任感，认识到节能减排、可持续发展的重要性。
2.培养学生热爱科学、追求真理的精神，树立正确的科学观和价值观。
沪科版九年级物理下册第20章《能源、材料与社会》教学设计
一、教学目标
（一）知识与技能
1.能源的概念、种类和特性，包括可再生能源和不可再生能源的特点及转化过程。
2.常见能源的利用和影响，如太阳能、风能、水能、化石能源等，以及它们对环境和社会发展的影响。
3.材料的分类、特性和应用，特别是新型材料如纳米材料、复合材料等的发展趋势。
1.能源种类及其对环境和社会的影响，特别是新型能源的开发利用和节能减排措施。
2.材料的特性和应用，特别是新型材料的研究动态及其在未来社会发展中的作用。
3.能源与材料科学中的能量守恒定律和熵增原理的理解与应用。
（二）教学设想
1.教学方法：
-采用问题驱动的教学方法，引导学生通过问题探究，激发学生的学习兴趣和求知欲。
-结合科技创新和社会热点，引入能源和材料领域的最新成果，拓宽学生的知识视野。
3.评价方式：
-采用形成性评价与终结性评价相结合的方式，关注学生在学习过程中的表现和进步。
-设计多元化的评价任务，如实验报告、小组讨论、小论文等，全面评估学生的知识掌握、技能运用和情感态度。
-鼓励学生自我评价和同伴评价，培养学生的自我反思和批判性思维。
4.能源转换和材料加工过程中遵循的能量守恒定律和熵增原理。
5.掌握科学探究方法，通过实验和观察分析能源和材料的相关现象。
浅谈新能源材料的应用现状和发展前景
NEW ENERGY AUTOMOBILE | 新能源汽车浅谈新能源材料的应用现状和发展前景吴仪坤黎平第一中学 贵州省黔东南市 557300摘 要： 随着社会的不断发展，粗放型的传统能源所带来的环境污染问题越来越严重，同时传统能源效率低下的问题一直得不到有效解决。
在这样的背景之下，新能源材料作为一种高效的清洁能源收集、转化中介，对于缓和经济发展与环境之间的矛盾，调整能源供需问题起到了重要作用。
本文从新能源材料的应用现状出发，分析新能源材料在当今社会的应用及存在的一些问题，并预测新能源材料的发展前景。
关键词：新能源材料 环境污染 效率 未来发展1 引言新能源材料是指支撑新能源发展的，具有能量转化和储存的功能的材料或结构，目前主要应用在发电，动力等方面，得到广泛应用，但也存在诸多问题。
因此本文从新能源材料的应用现状和发展前景出发，以期为新能源的研究发展提供参考。
2 新能源材料的应用现状2.1 光能的应用光能对于人类来说并不陌生，地球上绝大部分能量除核能外都来太阳光能，当前主要使用的传统能源的根本来源也是光能，可以说人类对于光能的使用自古有之。
当前对于光能的应用主要有几个方面：一是光热利用。
其原理是用太阳能集热器将太阳辐射能收集起来并将其转化为热能加以利用。
有低温利用和高温利用两种。
太阳能热水器是目前使用最为普遍的太阳能产品，是低温利用的应用产品，它利用太阳辐射将水加热，以供日常生活所用。
太阳能热水器的优点十分明显，因为它是用太阳能作为能源进行加热，所以相对于电加热和燃气热水器更加节能环保，且少有其他的花费，同时也比较安全。
在阳光充足的地方，太阳能热水器是一个不错的选择。
二是发电利用。
从目前发展趋势来看，未来太阳能的大规模利用是用来发电的。
目前使用的主要有两种，其一便是是光电转换，也就是我们常说的太阳能电池，其原理是利用光生伏特效应将太阳辐射直接转换为光能，太阳能发电在我国应用较为广泛，如生活中常见的太阳能路灯和卫星的太阳能板等等。
《材料与社会》材料初探
1.1 材料初探——何谓材料1. 概念材料是指人类社会可接受、可经济地用来制造有用的构件、器件(或物品)的物质。
包括天然材料和人工材料，如：土、石、钢、铁、铜、铝、陶瓷、半导体、超导体、煤炭、磁石、光导纤维、塑料、橡胶等，以及由它们组合而成的复合材料。
此定义内含作为材料的几个判据：其一，“人类社会所能接受的”，反映了资源、能源、环保的考虑与要求，为战略性判据；其二，“可经济地”，反映了经济性指标，经济效益与社会效益，为经济判据；其三，制造有用物件等，指具有各种性能，为质量判据。
以上判断物质是否为材料的具体判据共5条：资源、能源、环保、经济及性能。
前三者为战略性判据，后二者即俗称的“价廉物美”。
材料是物质，但不是所有物质都可以称为材料。
如燃料和化学原料、工业化学品、食物和药物，一般都不算是材料。
材料总是和一定的用途相联系，可由一种或若干种物质构成。
同一物质，由于制备方法或加工方法的不同，可成为用途迥异的不同类型和性质的材料。
2. 材料的发展史材料的发展史，就是人类社会的发展史。
石器时代→陶器时代→青铜器时代→铁器时代人类文明进程的划分依据是所使用的、占主导地位的材料。
20世纪历史学家曾按材料的使用情况将人类社会发展分成旧石器时代、新石器时代、青铜器时代和铁器时代(包括钢时代)。
20世纪末期，国外有人基于人类使用材料的历史并充分考虑近三、四十年的发展，认为从过去到现在共经历了7个时代：材料发展史简图(1) 石器时代早在100万年以前，人类就开始以石头做工具，这称之为旧石器时代。
1万年以前，人类知道对石头进行加工，使之成为更精致的器皿和工具，从而进入新石器时代。
在新石器时代，人类还发明了用黏土成形，再火烧固化而制成的陶器，同时，人类开始用毛皮遮身。
人类使用的这些材料都是促进人类文明的重要物质基础。
(2) 青铜器时代在新石器时代，人类已经知道使用天然金和铜，但因其尺寸较小，数量也少，不能成为大量使用的材料。
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转移 到另一个物体,而能的总量_________ 保持不变 。 体_____
方向 性。 (3)能量的转移与转化具有_____
二、能源的开发和利用
1.能源的分类:
提供 或可以_____ 再生 的能源, (1)可再生能源:可以长期_____ 太阳能 、_____ 风能 、_____ 水能 。 如_______
半导体 导体 导电性能介于_____ 绝缘体 之间 与_______ 硅、锗、砷化镓 _______________ 制成二极管、三极管 和集成电路
(2)半导体元件的独特功能。 单向导电 性。 ①二极管:具有_________
放大 电信号。 ②三极管:可以用来_____
2.开发新材料: (1)超导材料。 ①定义:超导现象是指在温度降低到一定程度,某些 材料电阻变为零的现象;能发生超导现象的材料为 超导 材料。 _____
(2)各种运动形式可以在一定条件下互相转化,而运动 形式的转化过程中必然伴随着能量的转化和守恒。
(3)能量也能够以同种形式从一个物体转移到另一个物 体。 (4)在能量守恒中,“转化”和“转移”是有区别的,转
化是一种能转变为另一种能,而转移则是能量从一个物
体转移到另一个物体上,或从物体的一部分转移到另一
②应用。
电能的损耗 。 a.实现远距离大功率输电,不存在___________
无摩擦 运行,大大提 b.超导磁浮现象可实现交通工具_______
高交通工具的运行速度。
(2)纳米材料。 1～100nm ①定义:合成材料的基本单元大小限制在_________
范围的材料。
强度和硬度 降低_________, 烧结温度 ②优点:可以提高材料的___________, 磁性 等。 提高材料的_____
机械能、电能、内能、化学能、核能等。
化学反应 而产生的能量。 (1)化学能:由于_________ 原子核结构 发生变化而 (2)核能:由于核反应,物质的___________ 释放的能量。
2.能量的转移和转化: 太阳 它的内部 (1)地球上的能量来源:主要来源于_____, 核反应 释放出巨大的能量。 每时每刻都发生着_______, (2)能量守恒定律:能量既不会消灭,也不会创生,它 转化 为另一种形式,或者从一个物 只会从一种形式_____
能
D.燃料燃烧放热是把化学能转化为内能
【解析】选B。摩擦生热是把机械能转化为内能,故A正 确;摩擦起电把机械能转化为内能和电能,故B错;电动 机抽水时,消耗了电能,获得了机械能,故C正确;燃料燃 烧时,化学能转化为内能,故D正确。
【典例2】(2016·枣庄中考)太阳能是人类优先开发和 利用的新能源之一,关于太阳能的利用,下列说法正确 的是 ( )
部分。
(5)能量的转化和转移是有方向性的。例如,永动机不 可能制成,是因为机械在运动过程中,不可避免地存在
摩擦,将机械能转化为热,向四周扩散,称为“无用的能
量”,所以任何运动着的机械需要不断补充能量。
【规避失分点】剖析“机械能不守恒” (1)悬挂的小球在摆动过程中,摆动幅度减小,其机械能 减少,但小球的机械能与克服摩擦所产生的内能的总量
【读图·认知】 可再生 能源,其优点是清洁、来源广、 1.太阳能是_______ 使用方便等。如图所示,太阳能热水器将太阳能转换 内 能;其他利用太阳能的方式:太阳能电池将 为水的___
太阳能转换为电能;在植物的光合作用中,太阳能转 化学 能。 化为_____
核裂变 它是核电站获得能量 2.如图所示的核反应是_______, 可以 选填 的途径,这种核反应的链式反应速度是_____( “可以”或“不可以”)控制的。核燃料(铀矿)属于 不可再生 能源。在核电站,核反应释放的能量最终通 _________ 发电机 转化为电能。 过_______
考点1 能量的转化与守恒 1.分析某过程中能量转化的步骤: (1)明确研究的对象和所要研究的过程。
(2)物体在起始、最终位置所具有的能量的形式。
(3)物体在运动中是否有内能或其他不易察觉的能量产
生和转化。
2.理解能量守恒定律应注意以下五点:
(1)每一种运动形式都可以用一种形式的能来量度,任
何能量转化都遵循能量守重 的原子核裂变为_____ 较轻 的原子核的一 ①核裂变:_____ 原子弹 和建设_______; 核电站 种核反应,可应用于制造_______ 较轻 的原子核结合成为较重 ②核聚变:_____ _____的原子核的 氢弹 。 一种核反应,可应用于制造_____
地热能 、_______ 潮汐能 、_____ 风能 等,都能用 (3)其他新能源:_______ 于发电。
三、材料的开发和利用 1.材料的导电性: (1)分类及应用。 分类 导体 绝缘体 容易 不易 _____ _____ 特点 导电 导电 各种金属 _______ 玻璃、 _________ 实例 材料 橡胶 _____ _____ 应用 制成导线 隔离带 电物体
是守恒的。
(2)火箭加速升空过程中,机械能逐渐增大,是因为燃料
燃烧产生的内能在不断地转化为机械能。
【典例1】(2016·绥化中考)生活中能量转化的实例有 很多。下列描述中,错误的是 ( ) A.摩擦生热是把机械能转化为内能 B.摩擦起电是把电能转化为机械能
C.电动机带动水泵把水送到高处是把电能转化为机械
第二十章
能源、材料与社会
【知识互联】
【答案速填】 ①机械能、电能、内能、化学能、核能等 ②具有方向性 ③可再生能源、不可再生能源 ④太阳能、核能、地热能、潮汐能、风能等 ⑤裂变、聚变 ⑥导体、绝缘体、半导体 ⑦超导材料、纳米材料等
一、能量的转化与守恒 1.能量的种类:根据不同的展现形式和特点,可分为
很难再生 的能源, (2)不可再生能源:一旦消耗就_________
煤 、_____ 石油 、_______ 天然气 和铀矿等化石或矿物能源。 如___
2.新能源:
(1)太阳能。
相对清洁 、又_________ 取之不尽 的能源。 ①特点:是一种既_________ 电 二是光转化为___ 热。 ②两种利用方式:一是光转化为___,