能量和可持续发展

第十七章能源与可持续发展,第一节：能源家族第二节：核能,能源家族,各抒己见：,1、由我们的食物分析能量的转化与能量的来源；,2、由我们电器的工作分析能量的转化与来源。,一、多种形式的能量：,1、回顾复习我们常见的能量形式：,机械能（动能、重力势能、弹性势能）内能、电能、化学能等,2、能量之间的转化与转移：,小朋友从滑梯上下滑时，臀部感觉发热，在此过程中的能量是如何转化的？,重力势能转化为动能和内能,运动员在拉弓射箭的过程中的能量转化有哪些？,放开箭的瞬间：,弹性势能转化为动能,箭在向上飞行：,动能转化为重力势能；,电风扇工作时的能量转化是什么样的？,电能转化为机械能和内能,3、能量守恒定律：,能量既不能消灭，也不会创生，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而能的总量不变。,二、能源及其分类：,（一）什么是能源？,（1）能源就是向自然界提供能量转化的物质；,（2）能源是人类活动的物质基础。,（3）人类社会的发展离不开优质能源的出现和先进能源技术的使用。,（二）能源的分类：,1、化石能源：,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。,煤、石油、天燃气,2、一次能源与二次能源：,（1）一次能源：,化石能源、风能、太阳能、地热能、核能等,可以从自然界直接获取的能源，统称为一次能源；,（2）二次能源：,无法从自然界直接获取，必须通过一次能源的消耗才能得到的称之为二次能源；,汽油、柴油、电能等,3、生物质能：,（1）由生命物质提供的能量称为生物质能。（2）是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式，即以生物质为载体的能量。,木柴燃烧，木柴就提供了生物质能。,4、可再生能源与不可再生能源：,（1）可再生能源：,风能、水能、太阳能、生物质能等,A、可以在自然界里源源不断地得到的能源；B、可以长期提供或者可以再生的能源。,（2）不可再生能源：,化石能源、核能等,A、越用越少，不可能在短期内从自然界得到补充的能源；B、一旦消耗就很难再生的能源。,核能,一、原子、原子核：,1、原子的组成：,2、原子核的组成：,由中心的原子核与核外电子组成,由质子和中子组成,二、核能：,1、什么是核能？,2、获得核能的两种途径：,（1）重核的裂变,（2）轻核的聚变,在原子核发生变化时放出的能量,三、核裂变：,1、什么是核裂变：,用中子轰击较大原子核，使其变成两个中等大小的原子核，同时释放巨大能量的过程。,1kg铀中的铀核如果全部发生裂变，释放出的能量大约相当于2500t的标准煤完全燃烧所放出能量.,科学家们发现用中子轰击铀235时，铀核会分裂成大小差不多的两部分，这种现象叫做裂变,2、链式反应：,用中子轰击铀核,铀核发生裂变，放出能量.铀核分裂的同时放出23个中子，又可以轰击其它铀核，使它们也发生裂变.于是裂变反应便会链锁式地自行持续下去.这种现象叫做链式反应.,四、核电站：,1、核电站的组成：,核反应堆、热交换器、汽轮机、发电机等,2、核电站的工作原理：,利用原子核裂变的链式反应产生的能量来发电。,核电站的核心是核反应堆，它以铀为核燃料，反应堆中放出的核能转化为高温蒸汽的内能，通过汽轮发电机转化为电能。,3、核电站的优缺点：,（1）核电站只需消耗很少的核燃料，就可以产生大量的电能。,（2）核电站不排放烟尘和二氧化碳、二氧化硫等有害气体，对环境的污染比火力发电站小得多。,（3）从长远看，核能发电成本低于火力发电。,优点：,现在世界上运行的核电站都是通过受控裂变释放的能量发电的，但是，核裂变使用的核燃料储量非常有限，开采成本高，存在着临界事故和放射性物质泄露等潜在问题，且核裂变所生成的核废料可能对环境造成污染。,缺点：,五、核聚变：,1、什么是核聚变：,（1）质量较小的原子核结合成质量较大的原子核时，也能释放出核能，这种现象叫做核聚变，简称聚变.,（2）由于聚变必须在极高的温度和压强下才能进行，所以核聚变也叫热核反应。,2、核聚变的过程：,一个氘核由一个质子和一个中子组成，一个氚核由一个质子和二个中子组成，它们发生聚变反应结合成由二个质子和二个中子组成的氦核时，要放出一个中子，并释放出核能.,（1）利用轻核聚变可制成氢弹（其威力比原子弹更为巨大）,引爆,裂变反应,聚变反应,氢弹引爆示意图,3、聚变的应用,（2）太阳内部进行着大规模的聚变，释放的核能以电磁波的形式从太阳辐射出来。（自然界中的核聚变）,（3）受控核聚变的优点：,一是核燃料丰富且价格低廉；二是不污染环境。,四、链接中考：,1、（2010天津）人类大量使用下列能源，会造成空气污染加剧的是（）A化石能源B太阳能C风能D地热能,A,2、（2010广州市）下列能源中属于可再生能源的是（）A风能B核能C石油D天然气,3（2010江苏宿迁）有的能源可直接从自然界获取，该类能源叫一次能源；有的不能直接从自然界获取，此类能源叫二次能源下列属于二次能源的是（）A煤B石油C天然气D电能,A,D,4（2010年广西桂林）如图是一种利用新能源的路灯，它“头顶”小风扇，“肩扛”太阳能电池板。这种设计最合理的应用是（）A小风扇是一个美化城市的时尚装饰B小风扇是用来给太阳能电池散热的C太阳能电池同时向小风扇和路灯供电D小风扇是小型风力发电机，它和太阳能电池共同向路灯供电,D,5（2010四川省成都）下列对能量转化分析错误的是（）A水电站主要将机械能转化为电能B核电站主要将核能转化为电能C太阳能热水器主要将太阳能转化为内能D热机主要将机械能转化为电能,D,6、（2010山东烟台）原子弹和核电都是利