物理-能源與可持續(xù)發(fā)展課件

第二十章能源與可持續(xù)發(fā)展第二十章能源與可持續(xù)發(fā)展1學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.通過實例，了解不同形式的能量。2.了解能源含義，能區(qū)分一次、二次能源，可再生、不可再生能源,知道我國的能源現(xiàn)狀。3.了解核能，了解核裂變、核聚變的過程，知道鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，能描述核能的優(yōu)點和可能帶來的問題。4.知道太陽能的特點及生活中利用太陽能的例子。學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.通過實例，了解不同形式的能量。2自主探究：1.什么是能源？2.能源有哪些不同的分類方式？3.核能獲得的兩條途徑是什么？原子彈和氫彈是核裂變還是核聚變？4.核電站發(fā)生了什么能量轉(zhuǎn)化？5.核電站有什么優(yōu)缺點？6.太陽能的本質(zhì)是核裂變還是核聚變？7.生活中哪些方面利用了太陽能？自主探究：1.什么是能源？3自主探究：1.什么是能源？2.能源有哪些不同的分類方式？3.核能獲得的兩條途徑是什么？原子彈和氫彈是核裂變還是核聚變？4.核電站發(fā)生了什么能量轉(zhuǎn)化？5.核電站有什么優(yōu)缺點？6.太陽能的本質(zhì)是核裂變還是核聚變？7.生活中哪些方面利用了太陽能？自主探究：1.什么是能源？4一、能源1.概念：能夠提供熱、光、機械能和電能等各種形式的能量來源就叫能源。一、能源1.概念：能夠提供熱、光、機械能和電能等各種形式的能5（1）能直接從自然界獲取的能源稱為一次能源煤石油風(fēng)能地?zé)崮芩?.類型（1）能直接從自然界獲取的能源稱為一次能源煤石油風(fēng)能地?zé)?（2）由一次能源經(jīng)過加工得到的能源稱為二次能源汽油、柴油風(fēng)力發(fā)電水力發(fā)電太陽能發(fā)電地?zé)岚l(fā)電（2）由一次能源經(jīng)過加工得到的能源稱為二次能源汽油、柴油風(fēng)力7一次能源二次能源天然氣化石能源煤石油核能電能汽油風(fēng)能太陽能水能地?zé)崮懿裼鸵淮文茉炊文茉刺烊粴饣茉疵菏秃四茈娔芷惋L(fēng)能太陽能水8【一次能源】能直接從自然界獲取的能源。

例：所有化石燃料、太陽能、風(fēng)能、水能、核能、

地?zé)崮堋⒊毕艿?。例：電能、煤氣等?！径文茉础坑梢淮文茉唇?jīng)過加工得到的能源?！究稍偕茉础繌淖匀唤缈梢猿掷m(xù)獲取的能源?！静豢稍偕茉础繌淖匀唤绮荒艹掷m(xù)獲取的能源。例：太陽能、風(fēng)能、水能、地?zé)崮?、潮汐能。例：所有化石燃料、核燃料。①按能源的獲取方式分②按一次能源的持續(xù)性分不同的分類方式【一次能源】能直接從自然界獲取的能源。例：所有化石燃料、太陽9【常規(guī)能源】已經(jīng)大規(guī)模生產(chǎn)和使用的能源。例：水能、煤炭、石油、天然氣【新能源】沒有大規(guī)模生產(chǎn)和使用的能源。例：太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮?、氫能【清潔能源】對環(huán)境污染很小的能源例：太陽能、水能、風(fēng)能、核能、地?zé)崮堋痉乔鍧嵞茉础繉Νh(huán)境污染很大的能源例：所有化石燃料③按能源的使用規(guī)模分④按能源的使用后果分【常規(guī)能源】已經(jīng)大規(guī)模生產(chǎn)和使用的能源。例：水能、煤炭、石油10【解決途徑】②開發(fā)新能源。①提高能源的利用率。①常規(guī)能源儲量有限，開發(fā)不合理，浪費嚴(yán)重。②人類社會發(fā)展對能源的需求日益增加?！粳F(xiàn)狀成因】我國能源供需緊張，制約社會發(fā)展。優(yōu)先開發(fā)利用核能、太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮?、潮汐能、氫能這六種新能源?！灸茉船F(xiàn)狀】【解決途徑】②開發(fā)新能源。①提高能源的利用率。①常規(guī)能源儲量11自主探究：1.什么是能源？2.能源有哪些不同的分類方式？3.核能獲得的兩條途徑是什么？原子彈和氫彈是核裂變還是核聚變？4.核電站發(fā)生了什么能量轉(zhuǎn)化？5.核電站有什么優(yōu)缺點？6.太陽能的本質(zhì)是核裂變還是核聚變？7.生活中哪些方面利用了太陽能？自主探究：1.什么是能源？12－－－原子核發(fā)生改變所產(chǎn)生的能量獲得核能有兩種途徑1、裂變2、聚變二、核能－－－原子核發(fā)生改變所產(chǎn)生的能量獲得核能有兩種途徑1、裂變13【重核裂變】1939年，費米進一步提出鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的概念。即一個重核可裂變?yōu)閮蓚€中等質(zhì)量的核，從而獲得原子能。1、核裂變【重核裂變】1939年，費米進一步提出鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的概念。即一個14核裂變原子模型1、核裂變一質(zhì)量較大的原子核在中子轟擊下分裂成2個新原子核，并釋放能量的過程－－鏈?zhǔn)椒磻?yīng)核裂變原子模型1、核裂變一質(zhì)量較大的原子核在中子轟擊下分裂成15原子彈爆炸原子彈――根據(jù)核裂變的原理制成。屬于不可控制的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的結(jié)果！原子彈爆炸原子彈――根據(jù)核裂變的原理制成。屬于不可控制的鏈?zhǔn)?62、核聚變 2個質(zhì)量較小的原子核結(jié)合成質(zhì)量較大的新核，同時釋放出能量的過程。2、核聚變 2個質(zhì)量較小的原子核結(jié)合成質(zhì)量較大的新核，同時釋17氚核氘核氦核一個中子（隨能量釋放）氚核氘核氦核一個中子氫彈――根據(jù)核聚變的原理制成。威力比原子彈還大。氫彈――根據(jù)核聚變的原理制成。威力比原子彈還大。19核能這么巨大，難道只能用于戰(zhàn)爭嗎?如何才能有效地控制核能的釋放？核能這么巨大，難道只能用于戰(zhàn)爭嗎?203.核能的利用：1991年,中國建成第一座自主研制的核電站——秦山核電站3.核能的利用：1991年,中國建成第一座自主研制的核電站21秦山核電站（浙江?。┐髞啚澈穗娬荆◤V東省）【核電站建設(shè)】遼寧紅沿河核電站（東北地區(qū)）田灣核電站（江蘇?。┙刂沟?016年，我國大陸已建成并投入商業(yè)運行的核電站有8個，分別為浙江秦山核電站，廣東大亞灣核電站和嶺澳核電站，江蘇田灣核電站，遼寧紅沿河核電站，福建寧德核電站，防城港核電站，陽江核電站秦山核電站（浙江省）大亞灣核電站（廣東?。竞穗娬窘ㄔO(shè)】遼寧22核反應(yīng)堆外圍包裹著厚厚的混凝土罩以吸收輻射水在核反應(yīng)堆中心循環(huán)流動，吸收在核反應(yīng)中產(chǎn)生的熱量，并將這部分內(nèi)能傳遞給蒸汽發(fā)生器內(nèi)的水吸收了熱量的水汽化變成蒸汽蒸汽推動發(fā)電機運轉(zhuǎn)，將蒸汽的機械能轉(zhuǎn)化為電能核能發(fā)電的原理——核裂變核能→內(nèi)能→機械能→電能核反應(yīng)堆外圍包裹著厚厚的混凝土罩以吸收輻射水在核反應(yīng)堆中心循23不造成空氣污染不排放CO2消耗核能源少發(fā)電成本低產(chǎn)生放射性廢料排熱量大建廠成本大核泄漏污染大核能發(fā)電的利弊不造成空氣污染不排放CO2消耗核能源少發(fā)電成本低產(chǎn)生放射性廢24核意外【缺點】1986年切爾諾貝利核能電廠，因為運轉(zhuǎn)人員違法進行極危險的實驗，導(dǎo)致爆炸。造成烏克蘭、白俄羅斯、蘇俄地區(qū)，至少有九百萬人受到輻射線影響，至今尚有數(shù)百萬人生活于污染區(qū)內(nèi)。白俄羅斯嬰兒出生率下降50%。蘇俄地區(qū)兒童淋巴癌上升28.5%。核意外【缺點】1986年切爾諾貝利核25－－－原子核發(fā)生改變所產(chǎn)生的能量獲得核能有兩種途徑1、裂變2、聚變－質(zhì)量較大的原子核在中子轟擊下分裂成2個新原子核，并釋放能量的過程是使２個質(zhì)量較小的原子核結(jié)合成較大的新核，并釋放能量的過程例：氫彈－－鏈?zhǔn)椒磻?yīng)－－熱核反應(yīng)3、聚變威力更大例：原子彈、核電站二、核能－－－原子核發(fā)生改變所產(chǎn)生的能量獲得核能有兩種途徑1、裂變26自主探究：1.什么是能源？2.能源有哪些不同的分類方式？3.核能獲得的兩條途徑是什么？原子彈和氫彈是核裂變還是核聚變？4.核電站發(fā)生了什么能量轉(zhuǎn)化？5.核電站有什么優(yōu)缺點？6.太陽能的本質(zhì)是核裂變還是核聚變？7.生活中哪些方面利用了太陽能？自主探究：1.什么是能源？27三、太陽能【結(jié)構(gòu)特點】太陽是一顆恒星，與地球相距1.5億千米，太陽的直徑是地球直徑的109倍多。太陽每秒鐘照射到地球上的能量相當(dāng)于500萬噸煤。天文學(xué)家認(rèn)為，迄今為止，太陽照耀地球已有50億年，并且還會繼續(xù)照耀50億年。三、太陽能【結(jié)構(gòu)特點】太陽是一顆恒星，與28

太陽內(nèi)部的溫度高達1千萬攝氏度以上，在那里就進行著大規(guī)模的核聚變反應(yīng)。太陽輻射出的光和熱正是由聚變反應(yīng)釋放的核能轉(zhuǎn)化而來的。三、太陽能【產(chǎn)生本質(zhì)】太陽內(nèi)部的溫度高達1千萬攝氏度以上，在那里三、太陽能【29

你知道我們現(xiàn)在使用的化石能源---煤、石油和天然氣與太陽能有怎樣的關(guān)系嗎？海洋生物陸地生物泥炭煤炭石油天然氣太陽能化學(xué)能光合作用（壓力、化學(xué)變化）你知道我們現(xiàn)在使用的化石能源---煤、海洋陸地泥炭煤30

地球上的風(fēng)能、水能、海洋溫差能、波浪能和生物質(zhì)能等能源都是來源于太陽；即使是地球上的化石燃料（如煤、石油、天然氣等）從根本上說也是遠(yuǎn)古以來貯存下來的太陽能。地球上除了核能、地?zé)崮芎统毕芷溆鄮缀醵紒碜蕴?。三、太陽能【能源之母】地球上的風(fēng)能、水能、海洋溫差能、波浪能和生物質(zhì)能等能31①光熱轉(zhuǎn)換A、如何提高太陽能直接轉(zhuǎn)化內(nèi)能的效率？太陽能熱水器太陽灶【利用途徑】【思考】B、能進一步開發(fā)利用這一內(nèi)能嗎？三、太陽能①光熱轉(zhuǎn)換A、如何提高太陽能直接轉(zhuǎn)化內(nèi)能的效率？太陽能熱水器32【結(jié)構(gòu)組件】①光熱轉(zhuǎn)換三、太陽能【利用途徑】太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)聚光裝置集熱裝置蓄熱裝置汽輪發(fā)電裝置【結(jié)構(gòu)組件】①光熱轉(zhuǎn)換三、太陽能【利用途徑】太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)33【工作原理】太陽能內(nèi)能

機械能

電能

①光熱轉(zhuǎn)換三、太陽能【利用途徑】思考：太陽能能否直接轉(zhuǎn)化為電能呢？【工作原理】太陽能內(nèi)能機械能電能①光熱轉(zhuǎn)換三、太陽能【34②光電轉(zhuǎn)換太陽能電池及原理光電轉(zhuǎn)換實現(xiàn)了太陽能直接向電能的轉(zhuǎn)化，再通過蓄電池以化學(xué)能的方式儲存。三、太陽能【利用途徑】【總結(jié)】1887年，赫茲首次發(fā)現(xiàn)的光照能使半導(dǎo)體材料的不同部位之間產(chǎn)生電壓。這種現(xiàn)象后來被稱為“光伏效應(yīng)”。②光電轉(zhuǎn)換太陽能電池及原理光電轉(zhuǎn)換實現(xiàn)了太陽能直接向電能的轉(zhuǎn)351954年美國貝爾實驗室制成了世界上第一個實用的太陽能電池，現(xiàn)在廣泛應(yīng)用于微波通訊基站、電臺、野外活動、高速公路、也可為無電山區(qū)、空間站提供電力。②光電轉(zhuǎn)換三、太陽能【利用途徑】1954年美國貝爾實驗室制成了世界上第一個實用的太陽能電池，36③光化轉(zhuǎn)換光合作用是綠色植物利用葉綠素在可見光的照射下，將二氧化碳和水轉(zhuǎn)化為有機物，并釋放出氧氣的生化過程。光化轉(zhuǎn)換實現(xiàn)了太陽能直接向化學(xué)能的轉(zhuǎn)化。三、太陽能【利用途徑】【總結(jié)】③光化轉(zhuǎn)換光合作用是綠色植物利用葉綠素在可見光的照射下，將二37課堂小結(jié)能源：能提供能量的物質(zhì)分類按獲取方式一次能源的持續(xù)性能源的使用規(guī)模能源的使用后果新能源二次能源一次能源不可再生能源常規(guī)能源可再生能源清潔能源非清潔能源核能太陽能核裂變：原子彈、核電站核聚變：氫彈、太陽本質(zhì)：核聚變利用：太陽能熱水器、太陽能電池板能源課堂小結(jié)能源：能提供能量的物質(zhì)分類按獲取方式一次能源的持續(xù)性381.下列能源中，既是一次能源又是可再生能源的是（）A.核能 B.柴草 C.煤 D.風(fēng)能2.下列說法正確的是()A.核能是指原子核發(fā)生變化時所釋放的能量B.煤炭、石油、天然氣、太陽能都是不可再生能源C.原子彈和氫彈都是利用核裂變D.目前核電站獲得核能的途徑是核聚變3.在核電站內(nèi)，從核能到電能，下列能量轉(zhuǎn)換的過程中，正確的途徑是()A.核能→內(nèi)能→電能B．核能→機械能→內(nèi)能→電能C.核能→內(nèi)能→機械能→電能D．核能→機械能→電能4.下列哪些能源不是來自太陽能()A．水能B．風(fēng)能C．核能D．煤、石油、天然氣5.關(guān)于能源的利用，下列說法正確的是()A.大量使用石油產(chǎn)品會造成大氣污染，所以應(yīng)該停止開采石油B.和平利用核能特別要注意防止核泄漏，以免造成環(huán)境污染C.修筑攔河壩建造水電站利用水能發(fā)電，有百利而無一害