能源与可持续发展ppt课件.ppt

第4节能源与可持续发展 高中物理必修2 1 能量是守恒的 不能被创造或消灭 只能从一个物体转移到另一个物体 或者从一种形式转化为另一种形式 那么 1 为什么我们还要提倡节约能源 寻找新能源呢 2 汽车行驶需的能量是从何而来 有多少有用 又流向何方呢 2 手握冰块 内能从手转移到冰块 3 机械能完全转化为内能 4 汽车由飞驰到静止 其动能转化成内能散发到周围的空间中 这些散发出去的内能不可能自动地全部聚集起来 使汽车重新开动 5 一 能量转化和转移的方向性 1 内能总是自动地从高温物体向低温物体转移 2 机械能可以完全转化为内能 而内能不可能自动地 并不引起任何变化地完全变为机械能 3 自然界实际进行的与热现象有关的一切宏观过程都是有方向性不可逆的过程 6 7 能量的转化效率为了衡量机器能将多少输入能量转化为有用的能量 提出了 能量转化效率 它是转化为有用功的能量跟输入能量的比值 转化效率 100 8 蒸汽机的效率非常低 仅有3 9 二 能源开发与可持续发展 10 11 化石燃料的开发和利用 火力发电厂 海上石油平台 12 浓烟滚滚的工厂 酸雨毁坏的森林 13 未来的理想能源 第一 必须足够丰富 可以保证长期使用 第二 必须足够便宜 可以保证多数人用得起 第三 相关的技术必须成熟 可以保证大规模使用 第四 必须足够安全 清洁 可以保证不会严重影响环境 14 开发新能源 迫在眉睫 你知道哪些新能源 15 开发新能源 太阳能 氢能 沼气 地热 潮汐 可燃冰 16 太阳能 太阳灶 航天器 太阳能热水器 太阳能发电装置 1 你能说说太阳能的特点吗 2 目前利用太阳能的主要方法有哪些 17 1 太阳能 太阳能是一种可广泛利用的清洁能源 我们目前的利用方式主要是两种一是将阳光聚焦 将光能转化为热能 在日照充分的地方 人们在生产和生活中已大量使用太阳灶 干燥器和太阳能热水器 二是将太阳能转化为化学能 再用化学能发电 比较常见的光电池是硅电池 它能将13 20 的日光能转化为电能 许多电子计算器和其他小型电子仪器现在已经采用太阳能电池供电 人造卫星和宇宙飞船更是主要依靠太阳能电池来提供电力 遗憾 经过大气的反射 散射和吸收 能量损失较大 受阴天 昼夜变化和雨雪等降水过程的影响 新能源的的开发和利用 18 19 2 水能 水作为能量的载体 被太阳能驱动地球上三栖 水 陆 空 循环 地表水的流动时 在落差大 流量大的地区 形成可利用的水能资源 目前世界上水力发电还处于起步阶段 我国建有葛洲坝 三峡水力发电站等设施利用水能 遗憾 受地域 气候影响较大 干旱缺水地区无法应用 新能源的的开发和利用 20 新能源的的开发和利用 水力发电站 21 3 海洋能 由于地球受月球和太阳引力的周期性不均衡 海水发生非气候性的涨潮和落潮现象 形成潮汐 潮汐蕴含着巨大能量 既可以用来推动机械装置 又可以用来发电 此外 由于海水表层和深层间的存在很大的温差 利用这种温差也可以发电 法国已经建成了世界上第一座温差发电站 发电容量为14 000kW 遗憾 受地域影响较大 内陆地区无法应用 新能源的的开发和利用 22 潮汐能 潮汐的形成 浙江温岭江厦潮汐发电站 是世界第三大潮汐发电站 23 4 风能 利用风的机械能发电 风能是一种重要的自然能源 据有关专家估算 在全球边界层内的总能量为1 3 1015瓦 一年中约为1 4 1016千瓦时电力的能量 相当于目前全世界每年所燃烧能量的3000倍 其中1 10为可取用的极限量 风能的优点是 总能量巨大 利用简单 无污染 可再生 遗憾 能量密度低 稳定性 连续性 可靠性差 时空分布不均匀 新能源的的开发和利用 24 风力发电站 新能源的的开发和利用 25 5 生物质能 沼气 利用厌氧微生物在密闭条件下分解 废弃 有机物 产生沼气 沼气具有很高的热值 燃烧后生成二氧化碳和水 不污染空气 不危害农作物和人畜健康 生成沼气的原料本身就是各种废弃物 生产过程可以减少 有机物 垃圾的数量 在农村到处可以看到许多生物质的废弃物 如人畜粪便 秸秆 杂草和不能食用的果蔬 等等 将这些废弃物收集起来 经过细菌发酵可以产生沼气 用沼气做燃料和照明 也可以发电 遗憾 机械化程度低 规模化生产受限制 在城市难以普及应用 新能源的的开发和利用 26 沼气能源 什么地区适合发展沼气能源 沼气是怎么得到的 沼气能源的使用应注意什么 27 6 地热能 用地热采暖 将地热用于农业 水产养殖业 工业生产等 在全世界范围内受到关注 从直接利用地热的规模来说 最常用的是地热水淋浴 占总利用量的1 3以上 其次是地热水养殖和种植约占20 地热采暖约占13 地热能工业利用约占2 据美国地热资源委员会 GRC 1990年的调查 世界上18个国家有地热发电 总装机容量5827 55兆瓦 装机容量在100兆瓦以上的国家有美国 菲律宾 墨西哥 意大利 新西兰 日本和印尼 我国的地热资源也很丰富 但开发利用程度很低 主要分布在云南 西藏 河北等省区 除以上利用外 从热水中还可提取盐类 有益化学成分和硫磺等 遗憾 很大程度上受地域因素的制约 新能源的的开发和利用 28 地热能 冰岛地热 西藏羊八井地热电站 是我国最大的地热电站 29 7 核能 主要利用物是铀 钍 钚等发射性元素铀在自然界中有三种放射性同位素 U235 U238 U234 在衰变过程中放出热量 在军事上铀主要用来制造核武器和核动力燃料 铀的和平用途十分广泛 其中最主要的是用作核电反应堆的燃料 核电具有发电成本低 对环境污染小和安全等优点 我国已建成秦山 大亚湾核电站 目前还有多处正在筹建 遗憾 核反应过程中的射线辐射及产生的废料具有高度危害性 投资成本太大 较易引发政治纷争 新能源的的开发和利用 30 可控核裂变 核反应堆 核能 高效 清洁 安全的能源 新能源的的开发和利用 大亚湾核电站 31 不可控核裂变 原子弹爆炸 我国用了短短4年时间完成了原子弹的研制工作 并于1964年10月16日成功地爆炸了第一颗原子弹 32 不可控核聚变 氢弹的爆炸 1967年6月17日又成功地爆炸了第一颗氢弹 完成了其他国家要十几年或几十年才完成的工作 33 核武器给人类带来的伤害 34 1 内能总是自动地从高温物体向低温物体转移 3 自然界实际进行的与热现象有关的一切宏观过程都是有方向性不可逆