18.5 能源與可持續發展,能量轉化與效率,白熾燈工作時的能量怎樣轉化?,能量轉化與效率,你知道白熾燈正常工作時消耗的電能中有多少轉化成光能嗎?,它的效率有多大?,能量轉化與效率,能量轉化與效率,一輛行駛的小轎車的能量怎樣轉化?,能量轉化與效率,它的效率有多大?,它的效率=,300J,2000J,=15%,能量轉化與效率,1、能量轉化裝置的效率公式為:P98,輸出的有用能量,輸入的總能量,效率=,能量轉化與效率,白熾燈正常工作的效率僅10%,小轎車的效率僅15%,熱機的效率,世界能源生產的變化有什么特點？,按現在的能源消耗，世界上的石油、天然氣和煤等生物化石能源將在幾十年至200年內逐漸耗盡。,大氣污染,大氣污染,環境污染造成動物畸形,酸雨,酸雨的形成,溫室效應,我國人均能源可開采量與世界平均水平的比較,2、我國的能源結構以化石燃料為主,這必然使我們面臨著兩個嚴峻的問題:P100,一是化石燃料的蘊藏量有限,社會對能源的大量需求導致能源的枯竭; 二是大量化石燃料的生產和消費導致嚴重的環境污染和生態破壞.,3、能源與可持續發展要求:,依靠科技進步改變能源結構、開發和推廣清潔的可再生能源、提高能源利用效率、減少環境污染。,我國能源生產的變化有什么特點？,2006年全球可再生能源生產中，水電為42.5%，太陽能與光伏電池為10.3%，包括木材、廢物、乙醇燃料在內的生物質能占47.5%，風能為3.8%，地熱能5.1%。,水力發電,垃圾焚燒發電,風力發電,地熱-云南措普溝,地熱國-洱源,地熱能,用廢鋁生產鋁材所耗的電僅相當于從礦石中提煉鋁耗電量的5%，回收一個易拉罐節約的電夠20英寸電視用3小時。,廢品回收節能環保,美國沙漠地區的太陽能發電站,清華大學的燃料電池“863號”城市客車,太陽能公廁落戶北京,太陽能汽車,一種能夠連續數月逗留在高空中的飛行器原型,它的最高時速可達每小時145公里，這部車輛曾經僅靠太陽能在一天內行駛了780公里。,曙光101太陽能車,例1、某新型太陽能汽車，工作時利用太陽能電池將接收到的太陽能轉化為電能，再利用電動機來驅動汽車設太陽光照射到電池板上的輻射功率為8 kW在晴朗的天氣，電池對著太陽時產生的電壓為160 V，并對車上的電動機提供10 A的電流，請你求出： (1)在這種情況下電動機消耗的電功率是多大? (2)太陽能電池將太陽能轉化為電能的效率是多少? (3)如果這輛汽車在水平路面上以10 ms的速度勻速行駛時，受到的摩擦阻力為120 N，則這輛汽車的電動機將電能最終轉化為機械能的效率為多少?(4)你認為太陽能汽車與我們現在使用的汽車相比，有什么優點?,例2、有一種太陽能路燈(電路如圖Z172)，光控開關S1，白天與觸點a接觸，太陽能電池板為蓄電池充電，晚上與觸點b接觸，給路燈供電。時控開關S2，晚上12點前與觸點c接觸，主燈發光，晚上12點后與觸點d接觸，副燈發光。主燈為“24 V15 W”的節能燈，副燈為“24 V10 W”的節能燈，平均每天各工作6小時。,(1)路燈正常工作一天消耗的電能是多少千瓦時？ (2)已知太陽能電池板的面積為0.5 m2，每平方米平均收集功率為1.5 kW，若太陽光照射10小時能使路燈正常工作5天，求太陽能電池板光電轉化效率。 (3)請舉出這種太陽能路燈的兩個優點。,練習1、熱機的發明和普遍使用，在為人們服務的同時，造成的環境污染也相當嚴重，熱機的使用產生的主要是________污染，與熱機相比，電動機的優點是________、________(寫兩條) 練習2、某電動機標有“220V l0A”字樣，線圈電阻為3 ，則正常工作時的電功率為_________W；熱功率___________W；效率為___________ 練習3、某太陽能照明燈利用太陽能電池板供一只“12V 9 W”的電子節能燈工作這種照明燈正常發光時的電流是_________A，它消耗的電能________能轉化而來。如果陽光照射太陽能電池板一天，電子節能燈可正常發光10小時，則太陽能電池板提供的電能是____________J,練習4、“光電互補型”太陽能熱水器，晴天以吸收太陽能作為加熱方式，陰雨天可用電加熱方式 (1)某太陽能熱水器的水箱內盛有150 kg的水，當水溫由20：升高到60時，這些水吸收的熱量是多少?已知水的比熱容c=42103J(kg) (2)若該熱水器采用電加熱方式工作時的效率為75 ，則要使150 kg的水由20升高到60消耗的電能是多少千瓦時(kWh)