九年级第二十二章.ppt

能源 第二十二章第 节 电能只是人类生活 生产活动中广为使用的能量的一种 人类的生活 生产活动 无法离开能量的使用 提高上游水位增加水的势能 高水位的水快速向下流推动水轮机转动 发电机在水轮机的带动下旋转发电 三峡水电站的发电原理 能够提供热 光 机械能和电能等各种形式的能量来源就叫能源 一 能源概念 钻木取火这项技术的出现 使人类实现了从利用自然火到利用人工火的转变 开启了人类以柴薪为主要能源的时代 柴薪主要通过砍伐森林获得 大面积的砍伐森林严重破坏地球的生态平衡 同时由于燃烧柴薪获取能量的效率较低 人类仍需要开发其他的能源 二 人类利用能源的历程 蒸汽机的发明令人类成功地将燃烧获取的内能转化为机械能 实现了以机械动力大规模代替人力和畜力的新时代 人类的主要能源从柴薪转向热值更高的煤 煤 石油 天然气是千百万年前埋在地下的动 植物经过漫长的地质年代形成的 所以称为化石能源 这三种能源是当今世界一次能源的三大支柱 1 能直接从自然界获取的能源称为一次能源 煤 石油 风能 地热能 水能 三 能源的类型 2 由一次能源经过加工得到的能源称为二次能源 汽油 柴油 风力发电 水力发电 太阳能发电 地热发电 一次能源 二次能源 天然气 化石能源 煤 石油 核能 电能 汽油 风能 太阳能 水能 地热能 柴油 能源分类 核能 第二十二章第 节 1 原子结构 H2O分子 以水分子为例 它由一个氧原子和两个氢原子组成 一 核能 质量较大的原子核发生分裂或者质量较小的原子核相互结合时 就有可能释放出惊人的能量 这就是核能 2 核能 质子和中子依靠强大的核力紧密地结合在一起 要使它们分裂或结合都是极其困难的 1938年 科学家用中子轰击质量比较大的铀235原子核 使其发生了裂变 1kg铀全部裂变 释放的能量超过2000t煤完全燃烧时释放的能量 用中子轰击铀核 铀核才能发生裂变 放出能量 外界中子停止轰击 裂变也就停止了 怎样才能让裂变继续下去呢 1 发生裂变的条件 二 裂变 那么 地球上的能源是否是无尽的呢 将火柴搭成左下图所示结构 点燃第一根火柴后 会发生什么 2 链式反应 用中子轰击铀235原子核 铀核在分裂时 会释放出核能 同时还会产生几个新的中子 这些中子会继续轰击其他铀核 于是就导致一系列铀核持续裂变 并释放出大量核能 这就是裂变中的链式反应 想想议议 核电站的核心设备是核反应堆 核反应堆是原子核发生链式反应的场所 1942年 人类利用核反应堆第一次实现了可控制的铀核裂变 目前 全世界已经建成了几百座核电站 核电发电量接近全球发电量的1 5 3 核电站利用核能发电 不造成空气污染 不排放CO2 消耗核能源少 发电成本低 产生放射性废料 排热量大 建厂成本大 核泄漏污染大 核能发电的利弊 链式反应如果不加以控制 大量原子核就在一瞬间发生裂变 释放出极大的能量 在人类实现可控核裂变大约三年后 即1945年 利用不加控制的核裂变制造的毁灭性武器 原子弹爆炸了 将质量较小的原子核结合起来 也会释放出巨大的核能 氦核 中子 氘核与氚核在超高温下结合形成氦核和一个中子 能释放大量核能 这一过程就是聚变 三 聚变 能量 聚变 太阳能 第二十二章第 节 太阳距地球1 5亿千米 直径大约是地球的110倍 体积是地球的130万倍 质量是地球的33万倍 核心温度高达1500万摄氏度 一 太阳 巨大的核能火炉 在太阳内部 氢原子核在超高温下发生聚变 释放出巨大的核能 太阳核心每时每刻都在发生氢弹爆炸 太阳就像一个巨大的 核能火炉 太阳表面温度约6000 太阳至今已经稳定地 燃烧 了近50亿年 而且还能继续 燃烧 50亿年 太阳向外辐射的能量中 只有约二十亿分之一传递到地球 二 太阳是人类能源的宝库 今天我们开采化石燃料 实际上是在开采上亿年前地球接收的太阳能 远古时期的植物通过光合作用将太阳能转化为生物体内的化学能 经过地壳的不断运动 死后的动植物躯体埋在地下和海底 经过几百万年的复杂变化 变成了煤 石油 天然气 化石能源的形成 直接利用太阳能的方式主要有两种 用集热器收集阳光中的能量来加热水等物质 实现了把太阳能转化为内能 1 光热转化 三 太阳能的利用 热水 冷水 水箱 集热器 太阳光 集热器的原理 太阳能电池可以将太阳能转变为电能 在航空 航天 交通 通信等领域中有较为广泛的应用 2 光电转化 三 太阳能的利用 能源易获取 不排放CO2 能源量大 可持续性强 能源分散 受自然条件限制 转化效率低 成本较高 太阳能技术的优缺点 能源与可持续发展 第二十二章第 节 既然能量是守恒的 那地球上的能量就不会减少了 为什么还需要节约能源 想想议议 一 能量转移和能量转化的方向性 我们从石油中提炼出汽油 内燃机把能源中储备的化学能转化为汽车的机械能 内能 这些机械能 内能无法再转化回可以被利用的能源 例1 化石能源通过燃烧转化为内能 相当一部分内能没有被有效利用 二 能源消耗对环境的影响 燃料燃烧还生成二氧化硫 氮氧化物 粉尘和一氧化碳等有害物质 酸性气体形成酸雨造成危害 酸雨侵蚀后的汉白玉石柱 1 提高能源的利用率 减少在能源使用中对环境的破坏 自2012年6月1日起 北