能源：危機與希望

三、能源：危機與希望能量轉(zhuǎn)化與守恒定律

1、能量的形式：

自然界中的物質(zhì)存在著不同的運動形式，不同的運動形式對應(yīng)著不同的能量。運動的物體具有動能；被舉高的物體具有重力勢能；發(fā)生彈性形變的物體具有彈性勢能；由大量粒子構(gòu)成的系統(tǒng)具有內(nèi)能。2、能量的轉(zhuǎn)化

仔細觀察下面的圖片，說明它們具有那種形式的能？涉及哪些形式能量之間的轉(zhuǎn)化？1.植物進行光合作用——太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能2.汽艇在海上行駛——化學(xué)能轉(zhuǎn)化為機械能3.用電照明——電能轉(zhuǎn)化為光能（電磁能）4.篝火燃燒——化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和光能我們所消耗的能量，無論是食物還是電，大部分是太陽能輻射到地球后轉(zhuǎn)化而來的。

大量事實表明：

不同形式的能量之間可以相互轉(zhuǎn)化。3、能量守恒定律

【問題1】

人們?yōu)榱藵M足生產(chǎn)對動力日益增多的需要，幻想制造一種機器，它不需要任何動力和燃料，卻能不斷地對外做功，這種機器稱為“第一類永動機”。

你認為這樣的永動機可以制造成功嗎？【問題2】

在自然界，有許多現(xiàn)象的自然發(fā)生、發(fā)展都有方向性。例如“水往低處流”。

你認為能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移是否也具有方向性呢？能量轉(zhuǎn)化與守恒定律能量既不會憑空產(chǎn)生，也不會憑空消失，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?！菊f明】1.能量守恒定律是最基本、最普遍、最重要的自然規(guī)律之一。任何形式的能量之間都可以轉(zhuǎn)化，但轉(zhuǎn)化過程并不減少它們的總量。2.自發(fā)的能量轉(zhuǎn)化過程是有一定方向性的，即自然進行的能量轉(zhuǎn)化過程是不可逆的。

同學(xué)們知道生活中有哪些可以稱為能源呢?什么是能源呢？總結(jié)：

凡是能提供能量的物質(zhì)資源都可以叫作能源。能量與能源·

能源發(fā)展歷史

（1）火的利用機械能—內(nèi)能（2）化石能源的利用內(nèi)能轉(zhuǎn)--機械能。（3）電能的利用電能---機械能

（4）核能的發(fā)現(xiàn)

物理學(xué)家用中子轟擊鈾，使鈾這種原子核分裂成兩個中等質(zhì)量的原子核，這種原子核反應(yīng)叫作核裂變。舉例：中子轟擊鈾235產(chǎn)生核能鏈?zhǔn)椒磻?yīng)：如果產(chǎn)生的中子繼續(xù)轟擊其他鈾核，就會導(dǎo)致一系列鈾核持續(xù)裂變。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！

物質(zhì)與能量

1、核裂變：

把輕核聚合成質(zhì)量較大的核的反應(yīng)稱為核聚變。舉例：氘核和氚核在超高溫下聚合成氦核，同時放出大量能量。由于聚變反應(yīng)需要在很高的溫度下才可發(fā)生，所以也叫熱核反應(yīng)。氫彈―根據(jù)核聚變的原理制成。威力比原子彈還大。設(shè)疑：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？

1、核聚變：

核電站

—利用原子核裂變時產(chǎn)生的大量熱量，使水變成蒸汽，推動汽輪機運轉(zhuǎn)，再帶動發(fā)電機發(fā)電。大亞灣核電站秦山核電站

思考：根據(jù)圖二，思考在核電站工作過程中，能是如何轉(zhuǎn)化的？

核能→內(nèi)能→機械能→電能核電站的特點是：

(1)消耗的燃料最少。與同功率的火電廠相比較，一座100萬千瓦的火力發(fā)電廠每年約耗用300萬噸煤，一座100萬千瓦的核電站僅耗用30噸濃縮鈾，而且可以再生使用。

(2)發(fā)電成本低。根據(jù)國外的報道，核電站的建廠投資比燃煤電廠高20％—50％，但是經(jīng)濟效益明顯，發(fā)電成本低于火電廠。

(3)運行可靠，利于環(huán)境保護。核電站不排放二氧化硫、二氧化碳及二氧化氮等有害的污染物，不產(chǎn)生煤灰。核燃料的安全屏障以及嚴格的監(jiān)督和控制，保證不會發(fā)生核泄漏。

[反饋檢測]

1.下列能源中不屬于新能源的是()A.水能B.核能C.潮汐能D.太陽能

2.下列能源中與太陽能無關(guān)的是（）

A.水能和風(fēng)能B.煤和石油C.潮汐能D.干木柴

3.氫彈是利用

核的

制成的；原子彈是選用

核的

制成的，氫彈是一種比原子彈威力更為巨大的核武器

4.節(jié)約能源的重要意義是（）

A.可提高經(jīng)濟效益，降低成本B.能緩解能源緊張局面

C.可提高能源利用率D.可減少對化石燃料的開采AA輕聚變重C裂變5、在各種形式的能量轉(zhuǎn)化的過程中，下列說法中正確的是（）A.機械能一定守恒B.各種形式的能量都守恒C.各種形式的能的總量一定守恒D.只有機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能C6、冰塊沿地面滑動，往往會逐漸融化，在這一過程中是

能轉(zhuǎn)化為

能,但能量的總量_______。機械內(nèi)不變①摩擦生熱

（→

）②氣體膨脹做功

（→

）③電燈發(fā)光

（→

）

④電飯鍋做飯

（→

）

⑤煤炭燃燒

（→

）⑥用洗衣機甩干衣服

（→

）

⑦手搖發(fā)電機發(fā)電

（→

）7、分析下列各現(xiàn)象中能量的轉(zhuǎn)化