18.5 能源與可持續(xù)發(fā)展,能量轉(zhuǎn)化與效率,白熾燈工作時(shí)的能量怎樣轉(zhuǎn)化?,能量轉(zhuǎn)化與效率,你知道白熾燈正常工作時(shí)消耗的電能中有多少轉(zhuǎn)化成光能嗎?,它的效率有多大?,能量轉(zhuǎn)化與效率,能量轉(zhuǎn)化與效率,一輛行駛的小轎車的能量怎樣轉(zhuǎn)化?,能量轉(zhuǎn)化與效率,它的效率有多大?,它的效率=,300J,2000J,=15%,能量轉(zhuǎn)化與效率,1、能量轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(jī)的效率,世界能源生產(chǎn)的變化有什么特點(diǎn)？,按現(xiàn)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(nèi)逐漸耗盡。,大氣污染,大氣污染,環(huán)境污染造成動(dòng)物畸形,酸雨,酸雨的形成,溫室效應(yīng),我國(guó)人均能源可開采量與世界平均水平的比較,2、我國(guó)的能源結(jié)構(gòu)以化石燃料為主,這必然使我們面臨著兩個(gè)嚴(yán)峻的問題:P100,一是化石燃料的蘊(yùn)藏量有限,社會(huì)對(duì)能源的大量需求導(dǎo)致能源的枯竭; 二是大量化石燃料的生產(chǎn)和消費(fèi)導(dǎo)致嚴(yán)重的環(huán)境污染和生態(tài)破壞.,3、能源與可持續(xù)發(fā)展要求:,依靠科技進(jìn)步改變能源結(jié)構(gòu)、開發(fā)和推廣清潔的可再生能源、提高能源利用效率、減少環(huán)境污染。,我國(guó)能源生產(chǎn)的變化有什么特點(diǎn)？,2006年全球可再生能源生產(chǎn)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(nèi)的生物質(zhì)能占47.5%，風(fēng)能為3.8%，地?zé)崮?.1%。,水力發(fā)電,垃圾焚燒發(fā)電,風(fēng)力發(fā)電,地?zé)?云南措普溝,地?zé)釃?guó)-洱源,地?zé)崮?用廢鋁生產(chǎn)鋁材所耗的電僅相當(dāng)于從礦石中提煉鋁耗電量的5%，回收一個(gè)易拉罐節(jié)約的電夠20英寸電視用3小時(shí)。,廢品回收節(jié)能環(huán)保,美國(guó)沙漠地區(qū)的太陽能發(fā)電站,清華大學(xué)的燃料電池“863號(hào)”城市客車,太陽能公廁落戶北京,太陽能汽車,一種能夠連續(xù)數(shù)月逗留在高空中的飛行器原型,它的最高時(shí)速可達(dá)每小時(shí)145公里，這部車輛曾經(jīng)僅靠太陽能在一天內(nèi)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(shí)利用太陽能電池將接收到的太陽能轉(zhuǎn)化為電能，再利用電動(dòng)機(jī)來驅(qū)動(dòng)汽車設(shè)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(duì)著太陽時(shí)產(chǎn)生的電壓為160 V，并對(duì)車上的電動(dòng)機(jī)提供10 A的電流，請(qǐng)你求出： (1)在這種情況下電動(dòng)機(jī)消耗的電功率是多大? (2)太陽能電池將太陽能轉(zhuǎn)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(shí)，受到的摩擦阻力為120 N，則這輛汽車的電動(dòng)機(jī)將電能最終轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率為多少?(4)你認(rèn)為太陽能汽車與我們現(xiàn)在使用的汽車相比，有什么優(yōu)點(diǎn)?,例2、有一種太陽能路燈(電路如圖Z172)，光控開關(guān)S1，白天與觸點(diǎn)a接觸，太陽能電池板為蓄電池充電，晚上與觸點(diǎn)b接觸，給路燈供電。時(shí)控開關(guān)S2，晚上12點(diǎn)前與觸點(diǎn)c接觸，主燈發(fā)光，晚上12點(diǎn)后與觸點(diǎn)d接觸，副燈發(fā)光。主燈為“24 V15 W”的節(jié)能燈，副燈為“24 V10 W”的節(jié)能燈，平均每天各工作6小時(shí)。,(1)路燈正常工作一天消耗的電能是多少千瓦時(shí)？ (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(shí)能使路燈正常工作5天，求太陽能電池板光電轉(zhuǎn)化效率。 (3)請(qǐng)舉出這種太陽能路燈的兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)。,練習(xí)1、熱機(jī)的發(fā)明和普遍使用，在為人們服務(wù)的同時(shí)，造成的環(huán)境污染也相當(dāng)嚴(yán)重，熱機(jī)的使用產(chǎn)生的主要是________污染，與熱機(jī)相比，電動(dòng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是________、________(寫兩條) 練習(xí)2、某電動(dòng)機(jī)標(biāo)有“220V l0A”字樣，線圈電阻為3 ，則正常工作時(shí)的電功率為_________W；熱功率___________W；效率為___________ 練習(xí)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(jié)能燈工作這種照明燈正常發(fā)光時(shí)的電流是_________A，它消耗的電能________能轉(zhuǎn)化而來。如果陽光照射太陽能電池板一天，電子節(jié)能燈可正常發(fā)光10小時(shí)，則太陽能電池板提供的電能是____________J,練習(xí)4、“光電互補(bǔ)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(nèi)盛有150 kg的水，當(dāng)水溫由20：升高到60時(shí)，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(shí)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(shí)(kWh)