在了解传感器原理及应用时，知道已学知识在生活、生产、科技社会中的价值，增强学习兴趣，培养良好的科学态度。

教学重点、难点

重点

各种传感器的应用原理及结构。

难点

各种传感器的应用原理及结构。

教学方法

实验法、观察法、讨论法。

教学手段

驻极体话筒的工作电路示教板，示波器，学生电源，电熨斗，日光灯起动器(若干)

教学过程

通过实验或演示实验，了解传感器在生产、生活中的应用。

3．了解温度传感器在电熨斗上的应用。

2．了解声传感器在话筒上的应用。

1．了解力传感器在电子秤上的应用。

(五)能源与环境

常规能源的大量消耗带来了诸多环境问题：温室效应、酸雨、光化学烟雾……

问题5　 煤、石油、天然气等能源能以热的形式提供人类所需能量．试以它们各自的主要成分C、C_nH_2n+2、CH₄为代表，写出它们充分燃烧时的化学反应方程式，并指出它们燃烧时，哪一种产生的温室效应气体(CO₂)少？

『同学回答：

质量相同的燃料，CH₄产生的温室气体最少。』

解决常规能源带来的环境问题，要靠新能源的开发和利用。

Ⅲ 巩固练习

1、对下列过程判断正确的是( 　　　)

　　 A．电流的能不可能全部变为内能

　　 B．在火力发电机中，燃气的内能能全部变为电能

　　 C．热机中，燃气内能不可能全部变为机械能

D．在热传导中，热量有可能自发地从低温物体传递给高温度物体

[答案：C]

2、据《中国环境报》报道：从一份科技攻关课题研究结果显示，我国酸雨区已占国土面积的40%以上，研究结果还表明，我国农业每年因遭受酸雨而造成的经济损失高达15亿多元。为了有效控制酸雨，目前国务院已批准《酸雨控制区和二氧化硫污染控制区划分方案》等法规。

(1)在英国进行的一项研究结果表明：高烟囱可有效地降低地面SO₂ 浓度．在20世纪的60-70年代的10年间，由发电厂排放的SO₂增加了35%，但由于建造高烟囱的结果，地面浓度降低了30%之多。请你从全球环境保护的角度，分析这种作法是否可取？说其理由。_______________________________________________________

(2)用传统的煤、石油做燃料，其主要缺点是什么？

(3) 水能可以用来发电，为人类提供清洁能源．若某水电站的平均流量为 Q(m³/s)，落差为h(m)，发电效率为 η，则发电机组的输出电功率约为多少？

　[答案]：(1)不可取，因为SO₂ 的排放总量并没有减少，进一步形成的酸雨仍会造成对全球的危害。

(2)煤、石油是不易再生的化工燃料，其资源是有限的，其次燃烧后产生的SO₂ 、NO_X 等严重污染大气，进而形成酸雨，燃烧后产生的CO₂ 又会造成温室效应。

(3)由题知，单位时间内落下的水的质量m =ρ_水Q，这些水落下时重力势能减小mgh，它们转化为电能，其转化效率为η，所以发电机组的输出电功率：P =ρ_水Qghη

3、探究活动

题目1：收集各种新能源的信息，并比较各种能源利用的优缺点，并说明节约能源的好处。

题目2：查阅相关资料，提出提高能源利用率的措施，并举例说明。

组织：个人(2个题目任选一题)

评价：科普性、教育性

(四)能源的利用

资料1　 各种交通工具的效率

资料2　 一辆在高速公路上匀速行驶的小汽车内典型的能量流动

活动5　 根据资料1、资料2，讨论如何利用能源

面对当前的能源危机问题，我们应当节能，同时利用科技进步提高能源利用率。

(三)能量的耗散与退化

根据前面的讨论，我们知道将内能从物质中取出，使它转化为机械能时，总有一部分要散发到温度较低的环境中。只有部分内能成为有用的机械能，另一部分成了“废品”。从这个意义上说，内能是一种低品质的能。

[板书](或投影)流散的内能无法重新收集起来加以利用的现象，称为能量耗散。

比如：电池中的化学能转变成电能，电能又在灯泡中转成光能，光被墙壁吸收之后，变成周围环境的内能；火炉把屋子烤暖，这时高温物体的内能变成低温物体的内能。没有“外界的帮助”这些散失的能量永无法重复利用。

活动4　 结合下图说明，汽车行驶时，燃烧汽油释放的化学能通过哪些途径转化成了周围环境的内能？

『同学回答：化学能变成了气缸内气体的内能，一部分内能转化为汽车的动能，另一部分散失到周围的环境中成为环境的内能．汽车的动能通过摩擦转化为环境的内能．气缸内气体的内能还有一部分通过汽车发电机转化为蓄电池内的化学能，使用蓄电池时这部分化学能转化为电能又通过车灯转化为光能，光照到地面空气，转化为环境的内能……』

设问2　 至此，我们就知道了虽然能量是守恒的，但我们仍面临着能源危机的原因！在这种情况下，我们应思考，如何更好地利用能源？

(二)自然过程的方向性

问题2　 在初中我们学过当物体升高或降低温度时，就要吸收或放出热量，并且热量计算的公式为：Q＝cmΔt，那么，现在我们计算一下这样一个问题：地球上有大量的海水，它的总质量约为1.4×10¹⁸t，如果这些海水的温度降低0.1℃，将要放出多少焦耳的热量？若三峡水电站一年发电量为500亿千瓦时，则相当于几个三峡水电站一年的发电量？(海水的c＝4.2×10³J/kg℃)

『同学计算：Q ＝ 4.2×10³×1.4×10¹⁸×10³×0.1 J ＝ 5.8×10²³J；

　　　　　　 n ＝ ≈ 3.2×10^6‑(个)』

这相当于320多万个三峡水电站一年的发电量，且不违背能量守恒定律，为什么人们不去研究这种“新能源”呢？因为，在自然界中这样做是不可能的。

1、热传递的方向性

问题3　 将一块烧红的铁块投入冷水中，会出现什么现象呢？

『同学回答：铁块的温度降低，水的温度升高，最终两者温度相同。』

两个温度不同的物体相互接触时，热量会自发地从高温物体传给低温物体，结果使高温物体的温度降低，低温物体的温度升高。谁见过这样的现象：将烧红的铁块投入水中，结果铁块温度更高，水的温度更加低。… 也就是说，谁也没有见过：热量会自发地从低温物体传给高温物体，使低温物体的温度越来越低，高温物体的温度越来越高。这里所说的“自发地”指的是没有任何外界的影响或帮助。

[板书](或投影)热传导的过程是有方向性的，这个过程可以向一个方向自发地进行，但是向相反方向却不能自发地进行。要实现相反方向的过程，必须借助外界的帮助，因而产生其他影响或引起其它变化。

问题4　 电工冰箱工作过程(热量从冰箱内的低温区传递到外界温度较高的空气中)的实际情况与上述说法是否矛盾？

『同学回答：不，因为电冰箱消耗了电能。』

这是因为电冰箱消耗了电能，对制冷系统做了功，一旦切断电源，电冰箱就不能把其内部的热量传给外界的空气了。这个过程不是自发进行的，它引起了其他变化，即消耗了电源的电能。因此它与上述说法不矛盾。

2、机械能和内能之间转化的方向性

一个在水平地面上运动的物体，由于克服摩擦力做功，最后总要停下来，在这个过程中，物体的动能转化成为内能，使物体和地面的温度升高。有人提出这样一种设想，发明一种装置，用它把物体与地面摩擦所生的热量都吸收过来并对物体做功，将内能全部转化为动能，使因摩擦停止运动的物体在地面上重新运动起来，而不引起其它变化。这是一个非常诱人的设想，这种设想并不违反能量守恒定律，如果真能造出这样的装置，那么，我们的“能源问题”也就解决了。

其实人们为制造这类装置作出了各种努力，最终是失败了。这类装置不可能制成，因为：

[板书](或投影)机械能和内能的转化过程具有方向性，机械能可以全部转化为内能，内能却不能全部转化成机械能，同时不引起其它变化。

3、其他过程的方向性

活动3　 列举几个自然界和日常生活中具有“方向性”过程的例子？

『同学回答：……』

[课件演示]　 气体扩散的方向性

[板书](或投影)自然过程的方向性：

大量的事实表明，自然界中的一切实际变化过程都具有方向性，朝某个方向的变化是可以自发发生的，相反方向的变化确是受到限制的。这时如果要使变化了的事物重新回复到原来的状态，一定会对外界产生无法消除的影响，这就是自然界的不可逆性。

(一)能源及能源的种类

1、能源

[板书](或投影)能够提供可利用能量的物质资源叫做能源。

2、能源分类

活动2　 按照下表给出的能源分类法，填写能源名称。

3、世界能源的资源状况及消耗种类比例

能源	已探明储量	可开采年限
石油	1.36×1011t	30~40年
天然气	1.38×1014m3	50~60年
煤	2×1011t	约300年

分析上图表，我们可知我们面临着严峻的能源危机问题！

设问1　 之前我们学习了能量守恒定律，既然能量守恒，为什么还会有能源危机？