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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(chǎn)、科技社會中的價值，增強學習興趣，培養(yǎng)良好的科學態(tài)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(chǎn)、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(huán)境

常規(guī)能源的大量消耗帶來了諸多環(huán)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(chǎn)生的溫室效應氣體(CO₂)少？

『同學回答：

質量相同的燃料，CH₄產(chǎn)生的溫室氣體最少。』

解決常規(guī)能源帶來的環(huán)境問題，要靠新能源的開發(fā)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?yōu)閮饶?/p>

　　 B．在火力發(fā)電機中，燃氣的內能能全部變?yōu)殡娔?/p>

　　 C．熱機中，燃氣內能不可能全部變?yōu)闄C械能

D．在熱傳導中，熱量有可能自發(fā)地從低溫物體傳遞給高溫度物體

[答案：C]

2、據(jù)《中國環(huán)境報》報道：從一份科技攻關課題研究結果顯示，我國酸雨區(qū)已占國土面積的40%以上，研究結果還表明，我國農(nóng)業(yè)每年因遭受酸雨而造成的經(jīng)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(qū)和二氧化硫污染控制區(qū)劃分方案》等法規(guī)。

(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(fā)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(huán)境保護的角度，分析這種作法是否可取？說其理由。_______________________________________________________

(2)用傳統(tǒng)的煤、石油做燃料，其主要缺點是什么？

(3) 水能可以用來發(fā)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(fā)電效率為 η，則發(fā)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(chǎn)生的SO₂ 、NO_X 等嚴重污染大氣，進而形成酸雨，燃燒后產(chǎn)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(fā)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(yōu)缺點，并說明節(jié)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(jù)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(jié)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(jù)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(fā)到溫度較低的環(huán)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(xiàn)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(huán)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(huán)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(huán)境中成為環(huán)境的內能．汽車的動能通過摩擦轉化為環(huán)境的內能．氣缸內氣體的內能還有一部分通過汽車發(fā)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(huán)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(xiàn)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(fā)電量為500億千瓦時，則相當于幾個三峽水電站一年的發(fā)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(fā)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(xiàn)什么現(xiàn)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(fā)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(xiàn)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(fā)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(fā)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(fā)地進行，但是向相反方向卻不能自發(fā)地進行。要實現(xiàn)相反方向的過程，必須借助外界的幫助，因而產(chǎn)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(qū)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(tǒng)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(fā)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(fā)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?yōu)橹圃爝@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(fā)發(fā)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(tài)，一定會對外界產(chǎn)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？