《能源与可持续发展》PPT课件.ppt

第17章能源与可持续发能源家族 什么是能源 像煤 天然气 汽油 水流 风 电 太阳光等能够提供能量的物质资源 我们把它们都叫做能源 人们的生活 生产 科研都离不开能源 那么能源大致可以分为哪几类呢 讨论 煤 石油 天然气都是由远古的动物 植物经过长时间的地质变迁形成的 称为化石能源 二 能源的分类 按能源的来源分 按是否可以再生来分 按利用时间来分 一次能源和二次能源 一次能源 从自然界直接获取的能源 二次能源 无法从自然界直接获取 必须要消耗一次能源才能得到 能源的来源分 常见的一次能源 煤 石油 天然气 风能 水能 地热能 核能等 常见的二次能源 电能等 是否可以再生来分 不可再生能源 不可能在短期内从自然界得到补充 可再生能源 可以在自然界里源源不不断地得到 如 化石能源 核能 如 水能 风能 太阳能 生物质能 按利用时间来分 常规能源 人类已利用多年的能源 可再生能源 最近才开发利用的能源 如 化石能源 水能 风能 如 太阳能 地热能 潮汐能 我国主要能源分布情况 第二节核能 按现在的能源消耗 世界上的石油 天然气和煤等生物化石能源将在几十年至200年内逐渐耗尽 新能源 时代的呼唤 一 核能 在原子核分裂或聚合时释放出的能量叫做核能 二 获得核能的途径 获得核能的两条途径是 1 裂变 原子弹 核电站 2 聚变 氢弹 核能的产生原理 链式反应 原子弹 根据核裂变的原理制成 属于不可控制的链式反应的结果 核裂变的应用 原子弹的核装药一般为钚 239 铀 235 这些物质的原子核在热中子轰击下 分裂为两个或若干个裂片和若干个中子 同时释放出巨大的能量 新产生的中子又去轰击其它原子核 如此连续发展下去 核分裂的数量就会急剧增加 形成链式反应 仅在百分之几秒内就会出现猛烈爆炸 并放出非常大的能量 1公斤铀释放出的能量相当于2万吨梯恩梯炸药爆炸时释放出的能量 原子弹 氚核 氘核 氦核 一个中子 随能量释放 氢核的聚变 聚变 2个质量较小的原子核结合成质量较大的新核 同时释放出能量的过程 这种核聚变反应要在数千万度高温和超高压条件下才能进行 单位质量所释放出来的能量一般为核裂变反应的4倍以上 能产生更大的破坏作用 通常又称这种聚变反应为热核反应 氢弹 根据核聚变的原理制成 威力比原子弹还大 氢弹的原理 氢弹的结构比原子弹复杂得多 它要装一个小型原子弹做引爆装置 由于热核材料不受临界质量限制 氢弹可以制成比原子弹威力大得多的核武器 现代氢弹威力可以做到几万吨 几百万吨和几千万吨TNT 如果使原子核的裂变和聚变在可控制的条件下缓慢进行 释放的核能就可有效地利用 核反应堆 1 核反应堆堆芯内进行核裂变并稳定地释放热能 由于采用稳压器提高系统内的水压 一回路的水受热后不会沸腾 这些高压水随之将堆芯内产生的热能带走 核电站的工作过程1 核电站的工作过程2 2 带热能的高压水经蒸气发生器 热交换器 内数以千计的传热管将热能传到管外二回路系统的水内 二回路系统与一回路是完全分隔的 核电站的工作过程3 3 二回路水随即受热沸腾变成蒸汽 然后推动汽轮机 发电机组发电 核电站的工作过程4 4 蒸气自汽轮机排出 被三回路的海水冷却后再循至蒸气发生器加热 核电站的优点1 核电站 右 一年仅需补充30吨核燃料 一辆重型车即可拉走 煤电厂 左 一年消耗300万吨原煤 相当于每天要右一列40节车厢的火车为它拉煤 1 核电是高效能源 消耗资源少 核电站的优点2 2 核电站的清洁能源 环境影响小 核电站的优点3 3 核电是安全能源 发生事故的可能性小 核电站各部分的运行状况在中央控制室内一目了然 自然界中的热核反应 自然界中 太阳内部的温度高达摄氏1千万度以上 在那里就进行着大规模的聚变反应 太阳辐射出的光和热 正是由聚变反应释放的核能转化而来的 可以说 地球上的人类每天都享用着聚变释放出的能量 三太阳能 太阳能是地球上最基本的能源 无论是生物质能 风能 还是水力 温差和潮汐能 归根结底都是太阳能的转化形式 矿物燃料蕴藏的能量 也是来自远古时期生物体所吸收利用的太阳能 你知道吗 太阳能的利用方式 光能热能 光能电能 光能化学能 光能生物质能 反射式太阳灶 太阳能的利用 光能 热能 太阳能住宅 太阳能的利用 光能 热能 太阳能塑料菜棚 太阳能的利用 光能 热能 太阳能热水器 太阳能的利用 光能 热能 美国无人驾驶太阳能飞机 利用太阳能的电动车 太阳能的利用 光能 电能 太阳能汽车 太阳能的利用 光能 电能 阿姆斯特丹附近的 太阳能村 位于阿姆斯福特市 是一个近年建成的以建筑节能为中心的 装机容量名列世界前茅的太阳能发电居住区 也是当今荷兰住宅建设的示范项目 荷兰的新建住宅 太阳能的利用 光能 电能 是洁净能源 不污染环境取之不尽 用之不竭 是最廉价的能源 交流与讨论 太阳能的优点有哪些 据专家估计 辐射到地球表面的太阳能相当于全世界目前发电总量的八万倍 我国有三分之二的国土面积每年的日照时间在2200小时以上 如果将这些太阳能全都用于发电 约等于上万个三峡工程发电量的总和 17 4能源革命 人教版新教材同步教学课件 17 4能源革命 人类历史上不断进行着能量转化技术的进步 这就是所谓的能源革命 三次能源革命 人工取火 蒸汽机 核能 第一次 第二次 第三次 以柴薪为燃料 化石燃料 铀 一万年 二百年 几十年 太阳能 草的能量 兔子的能量 人或其他动物能量 光合作用 兔子吃草 人或其他动物吃兔 见课本161页想想议议图17 4 7所示 豆子生长过程 不过次序已经打乱 请你按照正确的顺序排列 正确的顺序排列 B A C F E D 问题1 豆子的生长是否可逆 电影技术能否做到 问题2 火炉把自己的内能传递给房间里的空气 供人取暖 到了春天 能否把这些内能重新收集起来 来年再用 问题3 汽车制动 由于摩擦 动能转化为地面和空气的内能 这些能量能够自动开汽车吗 能量转移和能量转化的方向性 能量的转化和转移是有 的 在能量的转化和转移的过程中 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 条件 代价 灾害 失控的能量释放 火灾 伊朗大地震 雪崩 海啸 雷电 17 5能源与可持续发展 1 世纪的能源趋势2 能源消耗对环境的影响3 未来的理想能源 1 21世纪的能源趋势 说明 世界人口急剧增加 能源的消耗持续增长 见课本164页图17 5 1 2 能源消耗对环境的影响 空气污染 固体废物污染 有害辐射 水土流失和沙漠化 见课本165页表 3 未来的理想能源必须满足的条件 1 必须足够丰富 可以保证长期使用 2 必须足够便宜 可以保证多数人用得起 3 相关的技术必须成熟 可以保证大规模使用 4 必须足够安全 清洁 可以保证不会严重影响环境 见课本165页 三次能源革命 人工取火 蒸汽机 核能 第一次 第二次 第三次 以柴薪为燃料 化石燃料 铀 一万年 二百年 几十年 发电机 输电 电灯 电扇 空调 电车 电力机车 电能的优点 便于输送和转化 问题1 豆子的生长是否可逆 电影技术能否做到 问题2 你能否再举一例 问题3 火炉把自己的内能传递给房间里的空气 供人取暖 到了春天 能否把这些内能重新收集起来 来年再