【教學(xué)】三、能源：危機(jī)與希望 參考

第十六章·粒子與宇宙三、能源：危機(jī)與希望鉆木取火——人類最早的“技術(shù)革命”鉆木取火

鉆木取火是人類在能量轉(zhuǎn)化方面最早的一次技術(shù)革命，從利用自然火到利用人工火的轉(zhuǎn)變，開啟了以柴薪作為主要能源的時代的到來。新課講解一、能量轉(zhuǎn)化與守恒定律

遠(yuǎn)古時代，人類可以利用的能源只有太陽能和儲存在動植物體內(nèi)的生物質(zhì)能。蒸汽機(jī)的發(fā)明——第一次工業(yè)革命蒸汽機(jī)的能量轉(zhuǎn)變：化學(xué)能（煤）→內(nèi)能（蒸汽）→機(jī)械能（推動機(jī)械）。

蒸汽機(jī)的發(fā)明令人類成功地將燃燒獲取的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。實(shí)現(xiàn)了以機(jī)械動力大規(guī)模代替人力和畜力的新時代，人類的主要能源從柴薪轉(zhuǎn)向熱值更高的煤。新課講解化石能源——當(dāng)今世界的主要能源使用化石能源的交通工具新課講解電能的使用——第二次工業(yè)革命電能便于輸送和轉(zhuǎn)化。新課講解電能只是人類生活、生產(chǎn)活動中廣為使用的能量的一種。人類的生活、生產(chǎn)活動，無法離開能量的使用。提高上游水位增加水的高水位的水快速向下流推動水輪機(jī)轉(zhuǎn)動發(fā)電機(jī)在水輪機(jī)的帶動下旋轉(zhuǎn)發(fā)電三峽水電站的發(fā)電原理新課講解你能說出電能的產(chǎn)生到應(yīng)用中的能量轉(zhuǎn)化嗎？新課講解1.能量轉(zhuǎn)化與守恒定律：

能量既不會憑空消失，也不會憑空產(chǎn)生，它只會從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式，或者從一個物體轉(zhuǎn)移到其他物體，而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程中，能量的總量保持不變。這就是能量轉(zhuǎn)化與守恒定律。新課講解2.能量轉(zhuǎn)移和能量轉(zhuǎn)化的方向性

在熱傳遞的過程中，熱量只能自發(fā)地從高溫物體轉(zhuǎn)移到低溫物體，不能相反。如果要使熱量從低溫物體轉(zhuǎn)移到高溫物體，就需要消耗其他形式的能量。例如電冰箱就需要消耗電能。新課講解

汽車制動時，由于摩擦，動能轉(zhuǎn)化成輪胎、地面和空氣的內(nèi)能，這些消耗的能量不能再自動地被用來驅(qū)動汽車。新課講解2.能量轉(zhuǎn)移和能量轉(zhuǎn)化的方向性：自發(fā)的能量轉(zhuǎn)化過程是有一定方向性的，即自然進(jìn)行的能量轉(zhuǎn)化過程是不可逆的。新課講解金屬的冶煉、機(jī)器的運(yùn)轉(zhuǎn)、汽車和火車等交通工具的行駛需要能量，生活中燒飯、取暖、照明等也需要能量。生產(chǎn)和生活中利用的這些能量，是通過不同的能源提供的。各種能源的廣泛利用，極大地促進(jìn)了人類文明的發(fā)展。能夠提供熱、光、機(jī)械能和電能等各種形式的能量來源就叫能源。

二、能量與能源新課講解

1.物質(zhì)與能量的關(guān)系式：E=mc2三、物質(zhì)與能量2.科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)用中子轟擊鈾235時，鈾核會分裂成大小差不多的兩部分，這種現(xiàn)象叫做核裂變。

（1）1kg鈾中的鈾核如果全部發(fā)生裂變，釋放出的能量大約相當(dāng)于2500t的標(biāo)準(zhǔn)煤完全燃燒所放出能量。新課講解在人類實(shí)現(xiàn)可控核裂變大約三年后，即1945年，利用不加控制的核裂變制造的毀滅性武器——原子彈爆炸了。（2）核武器——原子彈新課講解

氘核與氚核在超高溫下結(jié)合形成氦核和一個中子，能釋放大量核能。這一過程就是核聚變。3.核聚變（1）發(fā)生聚變的條件新課講解

氘核和氚核都