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在了解傳感器原理及應用時，知道已學知識在生活、生產、科技社會中的價值，增強學習興趣，培養良好的科學態度。

教學重點、難點

重點

各種傳感器的應用原理及結構。

難點

各種傳感器的應用原理及結構。

教學方法

實驗法、觀察法、討論法。

教學手段

駐極體話筒的工作電路示教板，示波器，學生電源，電熨斗，日光燈起動器(若干)

教學過程

通過實驗或演示實驗，了解傳感器在生產、生活中的應用。

3．了解溫度傳感器在電熨斗上的應用。

2．了解聲傳感器在話筒上的應用。

1．了解力傳感器在電子秤上的應用。

(五)能源與環境

常規能源的大量消耗帶來了諸多環境問題：溫室效應、酸雨、光化學煙霧……

問題5　 煤、石油、天然氣等能源能以熱的形式提供人類所需能量．試以它們各自的主要成分C、C_nH_2n+2、CH₄為代表，寫出它們充分燃燒時的化學反應方程式，并指出它們燃燒時，哪一種產生的溫室效應氣體(CO₂)少？

『同學回答：

質量相同的燃料，CH₄產生的溫室氣體最少。』

解決常規能源帶來的環境問題，要靠新能源的開發和利用。

Ⅲ 鞏固練習

1、對下列過程判斷正確的是( 　　　)

　　 A．電流的能不可能全部變為內能

　　 B．在火力發電機中，燃氣的內能能全部變為電能

　　 C．熱機中，燃氣內能不可能全部變為機械能

D．在熱傳導中，熱量有可能自發地從低溫物體傳遞給高溫度物體

[答案：C]

2、據《中國環境報》報道：從一份科技攻關課題研究結果顯示，我國酸雨區已占國土面積的40%以上，研究結果還表明，我國農業每年因遭受酸雨而造成的經濟損失高達15億多元。為了有效控制酸雨，目前國務院已批準《酸雨控制區和二氧化硫污染控制區劃分方案》等法規。

(1)在英國進行的一項研究結果表明：高煙囪可有效地降低地面SO₂ 濃度．在20世紀的60-70年代的10年間，由發電廠排放的SO₂增加了35%，但由于建造高煙囪的結果，地面濃度降低了30%之多。請你從全球環境保護的角度，分析這種作法是否可取？說其理由。_______________________________________________________

(2)用傳統的煤、石油做燃料，其主要缺點是什么？

(3) 水能可以用來發電，為人類提供清潔能源．若某水電站的平均流量為 Q(m³/s)，落差為h(m)，發電效率為 η，則發電機組的輸出電功率約為多少？

　[答案]：(1)不可取，因為SO₂ 的排放總量并沒有減少，進一步形成的酸雨仍會造成對全球的危害。

(2)煤、石油是不易再生的化工燃料，其資源是有限的，其次燃燒后產生的SO₂ 、NO_X 等嚴重污染大氣，進而形成酸雨，燃燒后產生的CO₂ 又會造成溫室效應。

(3)由題知，單位時間內落下的水的質量m =ρ_水Q，這些水落下時重力勢能減小mgh，它們轉化為電能，其轉化效率為η，所以發電機組的輸出電功率：P =ρ_水Qghη

3、探究活動

題目1：收集各種新能源的信息，并比較各種能源利用的優缺點，并說明節約能源的好處。

題目2：查閱相關資料，提出提高能源利用率的措施，并舉例說明。

組織：個人(2個題目任選一題)

評價：科普性、教育性

(四)能源的利用

資料1　 各種交通工具的效率

資料2　 一輛在高速公路上勻速行駛的小汽車內典型的能量流動

活動5　 根據資料1、資料2，討論如何利用能源

面對當前的能源危機問題，我們應當節能，同時利用科技進步提高能源利用率。

(三)能量的耗散與退化

根據前面的討論，我們知道將內能從物質中取出，使它轉化為機械能時，總有一部分要散發到溫度較低的環境中。只有部分內能成為有用的機械能，另一部分成了“廢品”。從這個意義上說，內能是一種低品質的能。

[板書](或投影)流散的內能無法重新收集起來加以利用的現象，稱為能量耗散。

比如：電池中的化學能轉變成電能，電能又在燈泡中轉成光能，光被墻壁吸收之后，變成周圍環境的內能；火爐把屋子烤暖，這時高溫物體的內能變成低溫物體的內能。沒有“外界的幫助”這些散失的能量永無法重復利用。

活動4　 結合下圖說明，汽車行駛時，燃燒汽油釋放的化學能通過哪些途徑轉化成了周圍環境的內能？

『同學回答：化學能變成了氣缸內氣體的內能，一部分內能轉化為汽車的動能，另一部分散失到周圍的環境中成為環境的內能．汽車的動能通過摩擦轉化為環境的內能．氣缸內氣體的內能還有一部分通過汽車發電機轉化為蓄電池內的化學能，使用蓄電池時這部分化學能轉化為電能又通過車燈轉化為光能，光照到地面空氣，轉化為環境的內能……』

設問2　 至此，我們就知道了雖然能量是守恒的，但我們仍面臨著能源危機的原因！在這種情況下，我們應思考，如何更好地利用能源？

(二)自然過程的方向性

問題2　 在初中我們學過當物體升高或降低溫度時，就要吸收或放出熱量，并且熱量計算的公式為：Q＝cmΔt，那么，現在我們計算一下這樣一個問題：地球上有大量的海水，它的總質量約為1.4×10¹⁸t，如果這些海水的溫度降低0.1℃，將要放出多少焦耳的熱量？若三峽水電站一年發電量為500億千瓦時，則相當于幾個三峽水電站一年的發電量？(海水的c＝4.2×10³J/kg℃)

『同學計算：Q ＝ 4.2×10³×1.4×10¹⁸×10³×0.1 J ＝ 5.8×10²³J；

　　　　　　 n ＝ ≈ 3.2×10^6‑(個)』

這相當于320多萬個三峽水電站一年的發電量，且不違背能量守恒定律，為什么人們不去研究這種“新能源”呢？因為，在自然界中這樣做是不可能的。

1、熱傳遞的方向性

問題3　 將一塊燒紅的鐵塊投入冷水中，會出現什么現象呢？

『同學回答：鐵塊的溫度降低，水的溫度升高，最終兩者溫度相同。』

兩個溫度不同的物體相互接觸時，熱量會自發地從高溫物體傳給低溫物體，結果使高溫物體的溫度降低，低溫物體的溫度升高。誰見過這樣的現象：將燒紅的鐵塊投入水中，結果鐵塊溫度更高，水的溫度更加低。… 也就是說，誰也沒有見過：熱量會自發地從低溫物體傳給高溫物體，使低溫物體的溫度越來越低，高溫物體的溫度越來越高。這里所說的“自發地”指的是沒有任何外界的影響或幫助。

[板書](或投影)熱傳導的過程是有方向性的，這個過程可以向一個方向自發地進行，但是向相反方向卻不能自發地進行。要實現相反方向的過程，必須借助外界的幫助，因而產生其他影響或引起其它變化。

問題4　 電工冰箱工作過程(熱量從冰箱內的低溫區傳遞到外界溫度較高的空氣中)的實際情況與上述說法是否矛盾？

『同學回答：不，因為電冰箱消耗了電能。』

這是因為電冰箱消耗了電能，對制冷系統做了功，一旦切斷電源，電冰箱就不能把其內部的熱量傳給外界的空氣了。這個過程不是自發進行的，它引起了其他變化，即消耗了電源的電能。因此它與上述說法不矛盾。

2、機械能和內能之間轉化的方向性

一個在水平地面上運動的物體，由于克服摩擦力做功，最后總要停下來，在這個過程中，物體的動能轉化成為內能，使物體和地面的溫度升高。有人提出這樣一種設想，發明一種裝置，用它把物體與地面摩擦所生的熱量都吸收過來并對物體做功，將內能全部轉化為動能，使因摩擦停止運動的物體在地面上重新運動起來，而不引起其它變化。這是一個非常誘人的設想，這種設想并不違反能量守恒定律，如果真能造出這樣的裝置，那么，我們的“能源問題”也就解決了。

其實人們為制造這類裝置作出了各種努力，最終是失敗了。這類裝置不可能制成，因為：

[板書](或投影)機械能和內能的轉化過程具有方向性，機械能可以全部轉化為內能，內能卻不能全部轉化成機械能，同時不引起其它變化。

3、其他過程的方向性

活動3　 列舉幾個自然界和日常生活中具有“方向性”過程的例子？

『同學回答：……』

[課件演示]　 氣體擴散的方向性

[板書](或投影)自然過程的方向性：

大量的事實表明，自然界中的一切實際變化過程都具有方向性，朝某個方向的變化是可以自發發生的，相反方向的變化確是受到限制的。這時如果要使變化了的事物重新回復到原來的狀態，一定會對外界產生無法消除的影響，這就是自然界的不可逆性。

(一)能源及能源的種類

1、能源

[板書](或投影)能夠提供可利用能量的物質資源叫做能源。

2、能源分類

活動2　 按照下表給出的能源分類法，填寫能源名稱。

3、世界能源的資源狀況及消耗種類比例

能源	已探明儲量	可開采年限
石油	1.36×1011t	30~40年
天然氣	1.38×1014m3	50~60年
煤	2×1011t	約300年

分析上圖表，我們可知我們面臨著嚴峻的能源危機問題！

設問1　 之前我們學習了能量守恒定律，既然能量守恒，為什么還會有能源危機？