18.5 能源与可持续发展,能量转化与效率,白炽灯工作时的能量怎样转化?,能量转化与效率,你知道白炽灯正常工作时消耗的电能中有多少转化成光能吗?,它的效率有多大?,能量转化与效率,能量转化与效率,一辆行驶的小轿车的能量怎样转化?,能量转化与效率,它的效率有多大?,它的效率=,300J,2000J,=15%,能量转化与效率,1、能量转化装置的效率公式为:P98,输出的有用能量,输入的总能量,效率=,能量转化与效率,白炽灯正常工作的效率仅10%,小轿车的效率仅15%,热机的效率,世界能源生产的变化有什么特点？,按现在的能源消耗，世界上的石油、天然气和煤等生物化石能源将在几十年至200年内逐渐耗尽。,大气污染,大气污染,环境污染造成动物畸形,酸雨,酸雨的形成,温室效应,我国人均能源可开采量与世界平均水平的比较,2、我国的能源结构以化石燃料为主,这必然使我们面临着两个严峻的问题:P100,一是化石燃料的蕴藏量有限,社会对能源的大量需求导致能源的枯竭; 二是大量化石燃料的生产和消费导致严重的环境污染和生态破坏.,3、能源与可持续发展要求:,依靠科技进步改变能源结构、开发和推广清洁的可再生能源、提高能源利用效率、减少环境污染。,我国能源生产的变化有什么特点？,2006年全球可再生能源生产中，水电为42.5%，太阳能与光伏电池为10.3%，包括木材、废物、乙醇燃料在内的生物质能占47.5%，风能为3.8%，地热能5.1%。,水力发电,垃圾焚烧发电,风力发电,地热-云南措普沟,地热国-洱源,地热能,用废铝生产铝材所耗的电仅相当于从矿石中提炼铝耗电量的5%，回收一个易拉罐节约的电够20英寸电视用3小时。,废品回收节能环保,美国沙漠地区的太阳能发电站,清华大学的燃料电池“863号”城市客车,太阳能公厕落户北京,太阳能汽车,一种能够连续数月逗留在高空中的飞行器原型,它的最高时速可达每小时145公里，这部车辆曾经仅靠太阳能在一天内行驶了780公里。,曙光101太阳能车,例1、某新型太阳能汽车，工作时利用太阳能电池将接收到的太阳能转化为电能，再利用电动机来驱动汽车设太阳光照射到电池板上的辐射功率为8 kW在晴朗的天气，电池对着太阳时产生的电压为160 V，并对车上的电动机提供10 A的电流，请你求出： (1)在这种情况下电动机消耗的电功率是多大? (2)太阳能电池将太阳能转化为电能的效率是多少? (3)如果这辆汽车在水平路面上以10 ms的速度匀速行驶时，受到的摩擦阻力为120 N，则这辆汽车的电动机将电能最终转化为机械能的效率为多少?(4)你认为太阳能汽车与我们现在使用的汽车相比，有什么优点?,例2、有一种太阳能路灯(电路如图Z172)，光控开关S1，白天与触点a接触，太阳能电池板为蓄电池充电，晚上与触点b接触，给路灯供电。时控开关S2，晚上12点前与触点c接触，主灯发光，晚上12点后与触点d接触，副灯发光。主灯为“24 V15 W”的节能灯，副灯为“24 V10 W”的节能灯，平均每天各工作6小时。,(1)路灯正常工作一天消耗的电能是多少千瓦时？ (2)已知太阳能电池板的面积为0.5 m2，每平方米平均收集功率为1.5 kW，若太阳光照射10小时能使路灯正常工作5天，求太阳能电池板光电转化效率。 (3)请举出这种太阳能路灯的两个优点。,练习1、热机的发明和普遍使用，在为人们服务的同时，造成的环境污染也相当严重，热机的使用产生的主要是________污染，与热机相比，电动机的优点是________、________(写两条) 练习2、某电动机标有“220V l0A”字样，线圈电阻为3 ，则正常工作时的电功率为_________W；热功率___________W；效率为___________ 练习3、某太阳能照明灯利用太阳能电池板供一只“12V 9 W”的电子节能灯工作这种照明灯正常发光时的电流是_________A，它消耗的电能________能转化而来。如果阳光照射太阳能电池板一天，电子节能灯可正常发光10小时，则太阳能电池板提供的电能是____________J,练习4、“光电互补型”太阳能热水器，晴天以吸收太阳能作为加热方式，阴雨天可用电加热方式 (1)某太阳能热水器的水箱内盛有150 kg的水，当水温由20：升高到60时，这些水吸收的热量是多少?已知水的比热容c=42103J(kg) (2)若该热水器采用电加热方式工作时的效率为75 ，则要使150 kg的水由20升高到60消耗的电能是多少千瓦时(kWh)