【PPT课件】能源的开发和利用-物理-初中

第二十章能源、材料与社会能源的开发和利用能源与社会天然气烧水汽车行驶(汽油)太阳能热水器化学能内能内能机械能太阳能内能能源:产生能量供人类使用的物质资源。能源与社会像太阳能、风能、水能、地热能、潮汐能等这类可以长期提供或可以再生的能源属于可再生能源。像煤、石油、天燃气、核能、铀矿这类化石或矿物能源，一旦消耗就很难再生的能源属于不可再生能源。我们利用的电能，无法从自然界直接获取，而是通过一次能源的消耗才能得到，称为二次能源。化石能源、太阳能、风能、地化石能源、太阳能、风能、地热能、核能和潮汐能等可以直接从自然界获取的能源，称为一次能源。热能、核能和潮汐能等可以直接从自然界获取的能源，称为一次能源。我们利用的电能，无法从自然界直接获取，而是通过一次能源的消耗才能得到，称为二次能源。根据能源获取方式的不同煤、石油、天然气、太阳能、风能、地热能、核能和潮汐能等可以直接从自然界获取的能源，称为一次能源。我们利用的电能、汽油、柴油等，无法从自然界直接获取，而是通过一次能源的消耗才能得到，称为二次能源。能源与社会能源与社会人类利用能源的历程柴薪时代能源与社会煤炭时期“工业粮食”蒸汽机车蒸汽轮船能源与社会石油时期“工业的血液”、液体黄金化石能源、太阳能、风能、地化石能源、太阳能、风能、地热能、核能和潮汐能等可以直接从自然界获取的能源，称为一次能源。热能、核能和潮汐能等可以直接从自然界获取的能源，称为一次能源。我们利用的电能，无法从自然界直接获取，而是通过一次能源的消耗才能得到，称为二次能源。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。能源与社会第二次工业革命能源与社会电灯能源与环境煤石油天然气所含元素C、H、S、N等C、H、S、N等C、H等开发新能源-太阳能太阳：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。在太阳内部在太阳内部，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”。太阳内部在太阳内部，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”。

开发新能源-太阳能化石能源的形成：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。阳内部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。。在太阳内部地球吸收、利用太阳能的四个主要渠道1.被植物微生物直接吸收2.使大气、水升腾循环3.被海洋吸收4.直接利用

开发新能源-太阳能1.太阳能开发新能源-太阳能太阳能内能(1)光热转化：用集热器收集阳光中的能量来加热水等物质。热水冷水水箱集热器太阳光热水器的原理开发新能源-太阳能开发新能源-太阳能太阳能电能(2)光电转化：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。开发新能源-太阳能世界上最大的太阳能发电站；凡帕太阳能发电站。太阳能热发电电站

集热塔加热水，通过水蒸气推动汽轮机发电定日镜追着太阳转，反射阳光开发新能源-太阳能能源易获取不排放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开发新能源-太阳能

开发新能源-核能核能：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。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。

1．发生裂变的条件开发新能源-核能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。发现：铀原子核在中子的轰击下会产生裂变反应。每一个铀原子核的裂变除了要产生大量的热量以外，还要产生2到3个以上的中子。

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？核裂变那么，地球上的能源是否是无尽的呢？

2．链式反应

开发新能源-核能思考：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？如果放在一起的铀超过了一定质量，就会发生剧烈的核反应。一个铀原子核分裂出2至3个中子，这2至3个中子又要去轰击2至3个铀原子，使这些铀原子核也发生裂变，如此下去，就会产生系列化的越来越剧烈的反应。这种核反应被称为链式反应。开发新能源链式反应

开发新能源-核能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——原子弹在日本爆炸了。1964年10月16日,中国第一颗原子弹在罗布泊爆炸成功。

3．核电站利用核能发电开发新能源-核能

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。

氘氚氦核中子能量聚变开发新能源-核能将质量较小的原子核结合起来，也会释放出巨大的核能。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。这一过程就是核聚变。

开发新能源-核能氘核和氚核都属于氢核的一种。大量氢核的聚变，可以在瞬间释放惊人的能量。氢弹利用的就是核聚变瞬间释放的能量。可控核聚变尚未实现，海水中蕴藏着丰富的氘核，科学家预言，通过可控核聚变来利用核能，将有望彻底解决人类能源问题。原理：利用涨潮退潮的水位差来发电。开发新能源-潮汐能

潮汐电站开发新能源-潮汐能月球、太阳对地球的引力作用产生了潮汐。每天，涨潮与落潮蕴藏着巨大的能量，这种能量可以用来发电。涨潮时：潮水从导流管流入水库的同时推动水轮机转动，水轮机带动发电机发电。随着潮水的不断涌入，水库水位逐渐上涨，储存能量。开发新能源-风能风具有很大的能量。人们很早就学会了利用风能，行船、抽水、磨谷……风能还可以用来发电。新疆达板城风电厂是中国第一个大型风电厂,也是亚洲最大的风力发电站。开发新能源-地热能2017年5月，我国率先成功试采了可燃冰，在新能源利用上又飞跃了一步，没过多久，又一个捷报传来，科学家在青海共和盆地首次钻获了236度的高温干热岩。这次储量可是相当于17万亿吨煤，是石油的几十倍，可用4000年。这一突破，或许将改变能源利用的版图。课堂小结像太阳能、风能、水能、地热能、潮汐能等这类可以长期提供或可以再生的能源属于可再生能源。像煤、石油、天燃气、核能、铀矿这类化石或矿物能源，一旦消耗就很难再生的能源属于不可再生能源。人类利用能源的历程：柴新时期-煤炭时期-石油时期-多元化时期新能源：太阳能、核能、地热能、潮汐能、风能核能：核裂变（原子弹、核电站）核聚变（氢弹）开发新能源-地热能2017年5月，我国率先成功试采了可燃冰，在新能源利用上又飞跃了一步，没过多久，又一个捷报传来，科学家在青海共和盆地首次钻获了236度的高温干热岩。这次储量可是相当于17万亿吨煤，是石油的几十倍，可用4000年。这一突破，改变了能源利用的版图。1.自然界有些能源一旦消耗就很难再生，因此我们

要节约能源.下列能源属于不可再生能源的是

（）A.石油B.风能C.水能D.太阳能人类在能量转化方面最早的“技术革命”是

；

的发明是人类利用能量的里程碑。随堂练习3.下列能源中属于可再生能源的是（）

A.煤B.石油C.天然气D.太阳能D4.“PM2.5”是指大气中直径小于或等于2.5μm的颗粒物，吸入人体后会对人体造成危害．我们国家现在已经开始对PM2.5进行检测，防止空气污染．下列能源中广泛使用会造成空气污染的是（

）

A.