第十七章能源與可持續(xù)發(fā)展課件

能源與可持續(xù)發(fā)展

能源和環(huán)境是兩個(gè)全球所關(guān)注的問題，能源是現(xiàn)代社會(huì)生活的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，而常規(guī)能源的有限儲(chǔ)藏量與人類的需求存在矛盾，同時(shí)大量消耗常規(guī)能源帶來了環(huán)境問題，正確地協(xié)調(diào)和解決這一矛盾和問題是生活在地球上每一個(gè)人的職責(zé)。2012.2.19172教學(xué)網(wǎng)發(fā)布一、能源家族化石能源:煤石油天然氣2012.2.19172教學(xué)網(wǎng)發(fā)布一、能源家族1.化石能源定義：是指古代動(dòng)植物被埋在地下經(jīng)過長期的地質(zhì)年代演變而來的能源.

目前人們主要使用的化石能源有：煤石油天然氣生命質(zhì)能生命質(zhì)能的定義：由生命物質(zhì)提供的能量稱為生物質(zhì)能。2012.2.19172教學(xué)網(wǎng)發(fā)布一次能源：化石能源，風(fēng)能、太陽能、地?zé)崮芎四芏文茉矗浩?、電能、煤氣、焦碳、激光、沼氣等可直接從自然界獲取的能源必須消耗一次能源才能得到的能源2012.2.19172教學(xué)網(wǎng)發(fā)布可再生能源：例：水能、風(fēng)能、太陽能、地?zé)崮?、潮汐能等不可再生能源?/p>

例：煤炭、石油、天然氣等2012.2.19172教學(xué)網(wǎng)發(fā)布一、能源家族2.一次能源與二次能源：可以從自然界直接獲取的能源統(tǒng)稱為

，如：

、_______、_______。無法從自然界直接獲取，必須通過一次能源的消耗才能得到，統(tǒng)稱為

，如：

；3.不可再生能源和可再生能源越用越少，不可能在短期內(nèi)從自然界得到補(bǔ)充，叫

能源，如：______、_______。可以在自然界里源源不斷地得到的能源叫

，如：

、_______。

風(fēng)能一次能源化石能源太陽能電能二次能源生物質(zhì)能

不可再生能源化石能源核能可再生能源太陽能2012.2.19172教學(xué)網(wǎng)發(fā)布新能源——時(shí)代的呼喚2012.2.19172教學(xué)網(wǎng)發(fā)布核能2012.2.19172教學(xué)網(wǎng)發(fā)布二．核能：1.核能：科學(xué)家發(fā)現(xiàn)原子核是可以改變的，在改變過程中有可能

，這種能量叫做

能，獲得核能的途經(jīng)是_______和

。

①裂變：

__

____________________叫做裂變。這種變化不斷地繼續(xù)下去的現(xiàn)象叫做

。

裂變的應(yīng)用：核電站中的核心設(shè)備是核反應(yīng)堆，核反應(yīng)堆中的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)是可以控制的。原子彈中的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)是不加控制的。原子核的聚變

釋放巨大的能量核原子核的裂變

用中子轟擊較大的原子核，使其變成兩個(gè)中等大小的原子核，同時(shí)釋放出巨大的能量鏈?zhǔn)椒磻?yīng)2012.2.19172教學(xué)網(wǎng)發(fā)布2012.2.19172教學(xué)網(wǎng)發(fā)布原子彈爆炸2012.2.19172教學(xué)網(wǎng)發(fā)布2、核電站與環(huán)境核電廠在環(huán)境上優(yōu)于火電廠，不會(huì)放出二氧化碳、二氧化硫等，不會(huì)造成溫室效應(yīng)和酸雨，從而保護(hù)了環(huán)境?！穗娛乔鍧嵉哪茉?012.2.19172教學(xué)網(wǎng)發(fā)布秦山核電站2012.2.19172教學(xué)網(wǎng)發(fā)布大亞灣核電站2012.2.19172教學(xué)網(wǎng)發(fā)布核電站原理圖2012.2.19172教學(xué)網(wǎng)發(fā)布核能的和平利用――核電站

思考：在電站工作過程中，能是如何轉(zhuǎn)化的？核能→內(nèi)能→機(jī)械能→電能2012.2.19172教學(xué)網(wǎng)發(fā)布二．核能：1.核能：

②聚變：定義：

將質(zhì)量很小的原子核，在超高溫下結(jié)合成新的原子核，會(huì)釋放出更大的核能，稱為聚變。也稱為熱核反應(yīng)。

應(yīng)用：聚變時(shí)會(huì)釋放更大的能量。在軍事上，根據(jù)這一原理制成了殺傷力和破壞力更大的

。氫彈

2012.2.19172教學(xué)網(wǎng)發(fā)布2012.2.19172教學(xué)網(wǎng)發(fā)布?xì)鋸?012.2.19172教學(xué)網(wǎng)發(fā)布你知道我們現(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？【閱讀·思考】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）2012.2.19172教學(xué)網(wǎng)發(fā)布太陽能是太陽內(nèi)部或者表面的黑子連續(xù)不斷的核聚變反應(yīng)過程產(chǎn)生的能量。三、太陽能：

2012.2.19172教學(xué)網(wǎng)發(fā)布三、太陽能在太陽內(nèi)部，氫原子核在超高溫下發(fā)生聚變，釋放出巨大的能量2012.2.19172教學(xué)網(wǎng)發(fā)布三、太陽能：

1、能量來源：

在太陽內(nèi)部，氫原子核在超高溫下發(fā)生聚變，釋放出巨大的核能，并不斷向宇宙空間輻射出巨大能量。2、太陽是人類能源的寶庫：

如化石能源，從根本上說也是遠(yuǎn)古以來貯存下來的太陽能；地球上的風(fēng)能、水能。生物質(zhì)能等都是來源于太陽。3、直接利用太陽能的方式有兩種：

一種是集熱器把水等物質(zhì)加熱，另一種是用太陽能電池把太陽能轉(zhuǎn)化成電能。2012.2.19172教學(xué)網(wǎng)發(fā)布

①把太陽能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能以供利用2012.2.19172教學(xué)網(wǎng)發(fā)布②通過光電轉(zhuǎn)換裝置把太陽能直接轉(zhuǎn)化成電能2012.2.19172教學(xué)網(wǎng)發(fā)布太陽能的利用光-熱轉(zhuǎn)換光-電轉(zhuǎn)換光-化學(xué)轉(zhuǎn)換2012.2.19172教學(xué)網(wǎng)發(fā)布自然界中的熱核反應(yīng)自然界中，太陽內(nèi)部的溫度高達(dá)攝氏1千萬度以上，在那里就進(jìn)行著大規(guī)模的聚變反應(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.可以說，地球上的人類每天都享用著聚變釋放出的能量.

2012.2.19172教學(xué)網(wǎng)發(fā)布請同學(xué)們舉出生活中利用太陽能的實(shí)際例子：

2012.2.19172教學(xué)網(wǎng)發(fā)布太陽能太陽能發(fā)電裝置2012.2.19172教學(xué)網(wǎng)發(fā)布太陽能太陽能計(jì)算器2012.2.19172教學(xué)網(wǎng)發(fā)布太陽能太陽能發(fā)電站2012.2.19172教學(xué)網(wǎng)發(fā)布三、太陽能4、太陽能的優(yōu)點(diǎn)①普遍性：太陽能分布廣闊，獲取方便②潔凈性：使用太陽能安全、不污染環(huán)境

③數(shù)量大：太陽能十分巨大④長久性：太陽能取之不盡，用之不竭2012.2.19172教學(xué)網(wǎng)發(fā)布5、太陽能的缺點(diǎn)①不穩(wěn)定：隨季節(jié)、時(shí)間變化，受到天氣狀況的影響②強(qiáng)度弱：實(shí)際投射到地球表面的太陽輻射功率小，要有較大的接受面積和收集轉(zhuǎn)換設(shè)備③不連續(xù)：每個(gè)地方只有在白晝才能接受到太陽輻射能2012.2.19172教學(xué)網(wǎng)發(fā)布風(fēng)能風(fēng)能和陽光一樣，是取之不盡、用之不竭的天然(再生)能源，全世界的風(fēng)能蘊(yùn)含量達(dá)一百兆兆瓦(1014MW)，其中可用來發(fā)電的達(dá)一千萬兆瓦(107MW)，在燃料日益短缺的今天，風(fēng)能自然不容忽視。科學(xué)與人類2012.2.19172教學(xué)網(wǎng)發(fā)布地?zé)崮艿責(zé)崮苁莵碜缘厍蛏钐幍目稍偕茉础Ｋ鼇碓从诘厍虻娜廴趲r漿和放射性物質(zhì)的衰變?？茖W(xué)與人類2012.2.19172教學(xué)網(wǎng)發(fā)布地?zé)崮艿淖畲髴?yīng)用潛力在于發(fā)電，地?zé)崮芤话惴譃槲宸N類型：蒸汽型、熱水型、地壓型、干熱巖型和巖漿型。

地?zé)崮艹擞糜诎l(fā)電以外，還可以直接用于采暖、制冷、醫(yī)療洗浴、各種形式的工農(nóng)業(yè)用熱，以及水產(chǎn)養(yǎng)殖。地?zé)崮茉跍厥?、干燥、制冷、養(yǎng)殖等方面也陸續(xù)在世界各國得到了應(yīng)用。

地?zé)崮芸茖W(xué)與人類2012.2.19172教學(xué)網(wǎng)發(fā)布波浪能中國江廈潮汐發(fā)電站科學(xué)與人類2012.2.19172教學(xué)網(wǎng)發(fā)布?xì)淠軞淠艿闹饕獌?yōu)點(diǎn)有：燃燒熱值高，燃燒的產(chǎn)物是水，是世界上最干凈的能源。氫能資源豐富，氫氣可以由水制取，而水是地球上最為豐富的資源，是自然物質(zhì)循環(huán)利用、持續(xù)發(fā)展的典范。科學(xué)與人類2012.2.19172教學(xué)網(wǎng)發(fā)布四、能源革命與未來理想能源2012.2.19172教學(xué)網(wǎng)發(fā)布三次能源革命人工取火蒸汽機(jī)核能第一次第二次第三次以柴薪為燃料化石燃料鈾一萬年二百年幾十年2012.2.19172教學(xué)網(wǎng)發(fā)布四、能源革命與未來理想能源（2）未來的理想能源必須滿足如下條件：

①足夠豐富，可以保證長期使用；

②足夠便宜，可以保證多數(shù)人用得起；

③相關(guān)技術(shù)成熟，可以保證大規(guī)模使用；

④足夠安全、清潔，可以保證不會(huì)嚴(yán)重影響環(huán)境。

2012.2.19172教學(xué)網(wǎng)發(fā)布災(zāi)害——失控的能量釋放2012.2.19172教學(xué)網(wǎng)發(fā)布3、能量轉(zhuǎn)移和能量轉(zhuǎn)化的方向性能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移是有______的，在能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程中__________，因此不是什么能量都可以利用，能量的利用是有_______的，也是有_____的。方向性利用能量條件代價(jià)2012.2.19172教學(xué)網(wǎng)發(fā)布火災(zāi)2012.2.19172教學(xué)網(wǎng)發(fā)布2012.2.19172教學(xué)網(wǎng)發(fā)布伊朗大地震2012.2.19172教學(xué)網(wǎng)發(fā)布雪崩2012.2.19172教學(xué)網(wǎng)發(fā)布海嘯2012.2.19172教學(xué)網(wǎng)發(fā)布雷電2012.2.19172教學(xué)網(wǎng)發(fā)布能源與可持續(xù)發(fā)展2012.2.19172教學(xué)網(wǎng)發(fā)布1、21世紀(jì)的能源趨勢

由于世界人口的急劇增加和經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，能源的消耗持續(xù)增長。特別是近三四十年來，能耗量增長速度明顯加快。同學(xué)們看下，了解一下一個(gè)多世紀(jì)來，人類能源消耗的情況。五、21世紀(jì)的能源趨勢和消耗對環(huán)境的影響2012.2.19172教學(xué)網(wǎng)發(fā)布2012.2.19172教學(xué)網(wǎng)發(fā)布在耗用各種能源時(shí)，對環(huán)境是否會(huì)造成破壞呢？石油和天然氣煤水力發(fā)電核能柴薪空氣污染廢物有害輻射水土流失和沙漠化環(huán)境問題能源種類√√xx√√xxxxxx√x√x√√√x√2、消耗對環(huán)境的影響2012.2.19172教學(xué)網(wǎng)發(fā)布2、消耗對環(huán)境的影響：大氣污染大氣污染2012.2.19172教學(xué)網(wǎng)發(fā)布2、消耗對環(huán)境的影響：水土流失水土流失2012.2.19172教學(xué)網(wǎng)發(fā)布

一座10x106KW的燃煤廠，每年燃煤約3.5X106t,向大氣排放二氧化碳，二氧化硫、微塵及其他致病的有害物質(zhì)可達(dá)1.09X106t。2012.2.19172教學(xué)網(wǎng)發(fā)布人類活動(dòng)排入大氣的酸性氣體形成的酸雨，可至水、土壤酸化，對植物、建筑物、金屬構(gòu)件造成危害。圖上的漢白玉柱已嚴(yán)重腐蝕。2012.2.19172教學(xué)網(wǎng)發(fā)布2012.2.19172教學(xué)網(wǎng)發(fā)布學(xué)習(xí)目標(biāo)回顧3．能說出功的原理，知道使用任何機(jī)械都不省功。當(dāng)堂檢測2012.2.19172教學(xué)網(wǎng)發(fā)布中考試題賞析例1.2011年3月11日，日本發(fā)生了里氏9級(jí)強(qiáng)烈地震，引發(fā)海嘯，導(dǎo)致福島核電站受損.核電站是通過核

（選填“裂變”或“聚變”）獲得巨大能量，從而轉(zhuǎn)化為電能.該核電站的核反應(yīng)堆受損,已經(jīng)發(fā)生

,造成了嚴(yán)重污染.

答案：裂變核泄漏例2.目前釋放核能的方式有兩種：一是使原子核裂變，二是使原子核＿＿＿。1938年，科學(xué)家首次用＿＿＿（選填“電子”、“中子”或“質(zhì)子”）轟擊比較大的原子核，使其發(fā)生裂變，變成兩個(gè)中等大小的原子核，同時(shí)釋放出巨大的能量。

1Kg鈾核全部裂變釋放的能量超過2000t煤完全燃燒釋放的能量.如果煤的熱值為3X107J/kg，那么1kg鈾全部裂變釋放的能量至少為＿＿＿J.

答案：聚變中子6×1013J2012.2.19172教學(xué)網(wǎng)發(fā)布中考試題賞析例3、利用太陽能的方式之一是用太陽電池把

能轉(zhuǎn)化成

能；另一種方式是用集熱器加熱。從改變物體內(nèi)能的途徑來看，太陽能熱水器是通過

來增加水的內(nèi)能，一臺(tái)太陽能熱水器儲(chǔ)有300kg的水，若水溫從20℃升到70℃，這些水吸收了

J熱量．（水的比熱容4.2×103J/(kg·℃)）答案：太陽；電；熱傳遞；6.3×107J2012.2.19172教學(xué)網(wǎng)發(fā)布中考試題賞析例4．天然氣是一種清潔燃料，沈陽市部分公交車和出租車開始使用天然氣來代替柴抽或汽油。天然氣是________(填“可再生”或