第十八章_能源與可持續(xù)發(fā)展(全章內(nèi)容)

1、能能源源與與可可持持續(xù)續(xù)發(fā)發(fā)展展我們只有一個地球！我們只有一個地球！1、火的利用、火的利用一、能源的利用與社會發(fā)展一、能源的利用與社會發(fā)展2、化石能源的利用、化石能源的利用3、電能的利用、電能的利用4、核能的發(fā)現(xiàn)、核能的發(fā)現(xiàn)一、人類開發(fā)利用能源的歷史一、人類開發(fā)利用能源的歷史1、早在四五十萬年前，人類學(xué)會摩擦取火、早在四五十萬年前，人類學(xué)會摩擦取火 機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 2、人類學(xué)會了利用畜力、風(fēng)力和水力來運轉(zhuǎn)機械、人類學(xué)會了利用畜力、風(fēng)力和水力來運轉(zhuǎn)機械、驅(qū)動車船。驅(qū)動車船。 機械能中的勢能和動能相互轉(zhuǎn)化的過程機械能中的勢能和動能相互轉(zhuǎn)化的過程3、在蒸汽機發(fā)明之前，人類的認(rèn)識還只

2、停留在機、在蒸汽機發(fā)明之前，人類的認(rèn)識還只停留在機械運動的范圍內(nèi)，到了械運動的范圍內(nèi)，到了18世紀(jì)蒸汽機發(fā)明之后，世紀(jì)蒸汽機發(fā)明之后，才真正完成了才真正完成了熱（內(nèi)能）與機械運動（機械能）熱（內(nèi)能）與機械運動（機械能）相互轉(zhuǎn)化的辨證過程。相互轉(zhuǎn)化的辨證過程。4 4、1818世紀(jì)，意大利人伏打發(fā)明了電池。世紀(jì)，意大利人伏打發(fā)明了電池。 化學(xué)能向電能的轉(zhuǎn)化化學(xué)能向電能的轉(zhuǎn)化5 5、人們利用伏打電流，進行水和硫酸銅溶液的電解，、人們利用伏打電流，進行水和硫酸銅溶液的電解，發(fā)現(xiàn)了電的化學(xué)效應(yīng)。發(fā)現(xiàn)了電的化學(xué)效應(yīng)。 電能向化學(xué)能的轉(zhuǎn)化電能向化學(xué)能的轉(zhuǎn)化6 6、1919世紀(jì)世紀(jì)2020年代初，人們發(fā)現(xiàn)了溫

3、差電偶和電流通年代初，人們發(fā)現(xiàn)了溫差電偶和電流通過導(dǎo)線發(fā)熱的現(xiàn)象。過導(dǎo)線發(fā)熱的現(xiàn)象。 電能和內(nèi)能的相互轉(zhuǎn)化電能和內(nèi)能的相互轉(zhuǎn)化7 7、18201820年，丹麥物理學(xué)家奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效年，丹麥物理學(xué)家奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)應(yīng) 電能向機械能的轉(zhuǎn)化電能向機械能的轉(zhuǎn)化8 8、18311831年，英國物理學(xué)家法拉第發(fā)現(xiàn)了感應(yīng)電流。年，英國物理學(xué)家法拉第發(fā)現(xiàn)了感應(yīng)電流。 機械能向電能的轉(zhuǎn)化機械能向電能的轉(zhuǎn)化能源的分類能源的分類1、一次能源和二次能源、一次能源和二次能源2、可再生能源和不可再生能源、可再生能源和不可再生能源3、常規(guī)能源和新能源、常規(guī)能源和新能源4、清潔能源和非清潔能源、清潔能源和非清

4、潔能源能源的分類能源的分類按轉(zhuǎn)換和傳遞分按轉(zhuǎn)換和傳遞分按能源的性質(zhì)分按能源的性質(zhì)分按利用技術(shù)狀況按利用技術(shù)狀況按對環(huán)境污染情況概況分按對環(huán)境污染情況概況分一次能源一次能源二次能源二次能源可再生能源可再生能源不可再生能源不可再生能源常規(guī)能源常規(guī)能源新能源新能源清潔能源清潔能源非清潔能源非清潔能源三、評價示例：三、評價示例：1、下列能源中，屬于可再生能源的是（、下列能源中，屬于可再生能源的是（ ）A、煤、煤 B、石油、石油 C、風(fēng)能、風(fēng)能 D、天然氣、天然氣2、說出下列過程中，能量轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移情況、說出下列過程中，能量轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移情況（1）人曬太陽感到暖和）人曬太陽感到暖和（2）電烙鐵通電發(fā)熱）電烙鐵

5、通電發(fā)熱（3）燒開的水將壺蓋頂起來）燒開的水將壺蓋頂起來（4）一杯水慢慢變涼）一杯水慢慢變涼3 3、人類社會的進化發(fā)展過程就是一部開發(fā)、利、人類社會的進化發(fā)展過程就是一部開發(fā)、利用能源的歷史四五十萬年前，用能源的歷史四五十萬年前，_揭揭開了人類利用能源的序幕；開了人類利用能源的序幕；1818世紀(jì)世紀(jì)_的發(fā)明，引發(fā)了世界性的工業(yè)革命；的發(fā)明，引發(fā)了世界性的工業(yè)革命；1919世紀(jì)世紀(jì)_的大量使用，將人類社會推進到現(xiàn)代的大量使用，將人類社會推進到現(xiàn)代文明時代，文明時代，2020世紀(jì)初世紀(jì)初_的發(fā)現(xiàn)和利的發(fā)現(xiàn)和利用為人類的明天描繪了燦爛的藍(lán)圖用為人類的明天描繪了燦爛的藍(lán)圖火的利用火的利用蒸汽機蒸汽機電

6、能電能核能核能P83練習(xí)練習(xí)盧瑟福大膽假設(shè)創(chuàng)造性的思維 在原子的中心有一個很小的在原子的中心有一個很小的核，叫做原子核，原子的全部核，叫做原子核，原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在原子核里，帶負(fù)電的電子在在原子核里，帶負(fù)電的電子在核外的空間運動。核外的空間運動。 原子核的發(fā)現(xiàn)意義重大，開辟了原子核物理的新領(lǐng)域，盧瑟福被人們尊稱為原子核物理之父。原子直徑原子直徑 數(shù)量級數(shù)量級10 10 m原子核直徑原子核直徑 數(shù)量級數(shù)量級1015 m原子核直徑是原子直徑的十萬分之一原子核直徑是原子直徑的十萬分之一原子、原子核的大小原子、原子核的大小原子內(nèi)部原子內(nèi)部十分空虛十分空虛原

7、子原子半徑半徑100米大球米大球原子核原子核球中心球中心1毫米沙粒毫米沙粒核力核力中子中子質(zhì)子質(zhì)子原子核示意圖原子核示意圖、質(zhì)子之間由于電荷存在很、質(zhì)子之間由于電荷存在很大的相互排斥的斥力。但質(zhì)子大的相互排斥的斥力。但質(zhì)子之間也有引力。之間也有引力。、質(zhì)子和中子之間存在強大、質(zhì)子和中子之間存在強大的吸引力。的吸引力。、原子核的結(jié)構(gòu)是非常牢固、原子核的結(jié)構(gòu)是非常牢固的。的。核子以什么力結(jié)合成原子核？核子以什么力結(jié)合成原子核？核力：使核子結(jié)合在一起的強相互作用核力：使核子結(jié)合在一起的強相互作用 核力是只在核力是只在2.01015m距離內(nèi)起作用的短程強相互距離內(nèi)起作用的短程強相互作用力。由于核子的大

8、小約作用力。由于核子的大小約為為0.81015m，故只有相鄰，故只有相鄰的核子之間才有核力作用。的核子之間才有核力作用。 中子中子質(zhì)子質(zhì)子原子核示意圖原子核示意圖聚變聚變裂變裂變裂變和聚變裂變和聚變獲取核能的兩條途徑：獲取核能的兩條途徑：鈾核裂變時總要同時放出鈾核裂變時總要同時放出23個中子，如果這些中個中子，如果這些中子再引起其他鈾核裂變，子再引起其他鈾核裂變，就可使裂變反應(yīng)不斷地進就可使裂變反應(yīng)不斷地進行下去，這種反應(yīng)叫做鏈行下去，這種反應(yīng)叫做鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。式反應(yīng)。核裂變核裂變中國第一顆原子彈爆炸蘑菇云發(fā)展圖中國第一顆原子彈爆炸蘑菇云發(fā)展圖閱讀閱讀P103 原子彈爆炸時鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的速度是無法控制

9、的為原子彈爆炸時鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的速度是無法控制的為了用人工方法控制鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的速度，使核能比較平了用人工方法控制鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的速度，使核能比較平穩(wěn)地釋放出來，人們制成了核反應(yīng)堆穩(wěn)地釋放出來，人們制成了核反應(yīng)堆核反應(yīng)堆核反應(yīng)堆閱讀閱讀P104核電站核電站優(yōu)點：污染小、可采儲量大、比較經(jīng)濟優(yōu)點：污染小、可采儲量大、比較經(jīng)濟缺點：一旦核泄漏會造成嚴(yán)重污染、核廢料處缺點：一旦核泄漏會造成嚴(yán)重污染、核廢料處理困難理困難核能發(fā)電的優(yōu)缺點核能發(fā)電的優(yōu)缺點核電站核電站主要有核反應(yīng)堆、熱交換器、汽輪機和發(fā)電機組成主要有核反應(yīng)堆、熱交換器、汽輪機和發(fā)電機組成核聚變核聚變u解釋太陽發(fā)出的巨大能量解釋太陽發(fā)出的巨大能量P87u核

10、聚變核能的優(yōu)點核聚變核能的優(yōu)點P88u人類不能控制核聚變?nèi)祟惒荒芸刂坪司圩兓顒?8.1 發(fā)表你的觀點P90練習(xí)練習(xí)1.在利用核能發(fā)電的過程中在利用核能發(fā)電的過程中,有哪些形有哪些形式的能量轉(zhuǎn)換式的能量轉(zhuǎn)換?2.核電站和一般火力發(fā)電站的核電站和一般火力發(fā)電站的工作原理有哪些異同工作原理有哪些異同?前者用核燃料，后者用化石燃料前者用核燃料，后者用化石燃料3.核電站與原子彈的工作原理核電站與原子彈的工作原理有哪些不同有哪些不同?原子彈爆炸時鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的速度是無法控制的原子彈爆炸時鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的速度是無法控制的核電站用人工方法控制鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的速度，使核核電站用人工方法控制鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的速度，使核能比較平穩(wěn)地釋放出

11、來能比較平穩(wěn)地釋放出來太陽能太陽能能源分類能源分類一一次次能能源源常常規(guī)規(guī)能能源源不可再生不可再生汽油、焦碳、煤氣、蒸汽、電能等汽油、焦碳、煤氣、蒸汽、電能等石油、煤石油、煤天然氣天然氣生物質(zhì)能生物質(zhì)能水能水能可再生可再生新新能能源源核能核能與原子核反應(yīng)有關(guān)與原子核反應(yīng)有關(guān)可再生可再生太陽能太陽能風(fēng)能風(fēng)能海洋能海洋能地?zé)岬責(zé)岢毕艹毕懿ɡ四懿ɡ四軄韥碜宰蕴栮栞椵椛渖洳豢稍偕憾文茉矗憾文茉矗篜93練習(xí)練習(xí)1.太陽能發(fā)電裝置所涉及到哪些形式太陽能發(fā)電裝置所涉及到哪些形式的能量轉(zhuǎn)化過程的能量轉(zhuǎn)化過程?一、能量守恒定律一、能量守恒定律1、請你舉例說明能量是可以轉(zhuǎn)移、請你舉例說明能量是可以轉(zhuǎn)

12、移或轉(zhuǎn)化的？或轉(zhuǎn)化的？2、永動機、永動機沒有任何消耗，沒有任何消耗，卻可以永遠(yuǎn)運動并對外做功，它卻可以永遠(yuǎn)運動并對外做功，它能制成嗎？能制成嗎？3、能量的基本規(guī)律是什么？、能量的基本規(guī)律是什么？ 能量既不會憑空消滅，也能量既不會憑空消滅，也不會憑空產(chǎn)生，它只會從一種不會憑空產(chǎn)生，它只會從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，或者形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，或者從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，而在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程中，其而在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程中，其總量保持不變?？偭勘３植蛔儭Ｄ芰哭D(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化的方向性能量轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化的方向性會不會有能源危機？為什么？會不會有能源危機？為什么？P98練習(xí)練習(xí)1.滾擺上

13、升高度逐漸減小，為什么？滾擺上升高度逐漸減小，為什么？因為有一部分機械能克服繩子和空氣阻力做功因為有一部分機械能克服繩子和空氣阻力做功,轉(zhuǎn)化為內(nèi)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能.但機械能和內(nèi)能的總和是不變的但機械能和內(nèi)能的總和是不變的.并并不與能量守恒定律相矛盾不與能量守恒定律相矛盾.2.高處水槽中水的勢能共轉(zhuǎn)化成哪幾高處水槽中水的勢能共轉(zhuǎn)化成哪幾種形式的能種形式的能?這個機器是否能夠永遠(yuǎn)運這個機器是否能夠永遠(yuǎn)運動下去動下去?下落時下落時,水的勢能轉(zhuǎn)化為水的動能、水輪機和砂輪水的勢能轉(zhuǎn)化為水的動能、水輪機和砂輪的動能、在克服摩擦力做功的過程中轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的動能、在克服摩擦力做功的過程中轉(zhuǎn)化為內(nèi)能以及向上抽水的過程中再次轉(zhuǎn)化為水的勢