苏科九年级物理第章《能源与可持续发展》课件

第一节能源凡能够提供能量的资源。

能源是人类社会发展进步的物质基础。能源、信息、材料一起构成了现代文明的三大支柱。每一种新能源的开发利用和能源利用方式的变革都极大地促进下生产力的发展，并引发社会变革，使人类文明前进一大步。草、木材燃烧光能、内能水、空气流动机械、电能设备各种形式能电、热、光【能源定义】距今约四五十万年前。1火的利用一、人类利用能源的历程【利用简史】钻木取火（柴薪为主要能源）18世纪蒸汽机发明后广泛应用。2化石能源利用【利用简史】蒸汽机的发明（化石能源为主）19世纪发电机发明后开始普及。3电能的利用【利用简史】20世纪40年代拉开了以核能为代表的新能源利用的序幕。4核能的发现二、二十一世纪的能源趋势【利用简史】【一次能源】从自然界可以直接获取的能源。

例：所有化石燃料、太阳能、风能、水能、核能、

地热能、潮汐能等。例：电能、煤气等。【二次能源】从自然界不能直接获取，需要消耗一次能源才能获得的能源。【可再生能源】从自然界可以持续获取的能源。【不可再生能源】从自然界不能持续获取的能源。例：太阳能、风能、水能、地热能、潮汐能。例：所有化石燃料、核燃料。①按能源的来源分②按一次能源的持续性分【能源类型】【常规能源】已经大规模生产和使用的能源。例：水能、煤炭、石油、天然气【新能源】没有大规模生产和使用的能源。例：太阳能、风能、地热能、氢能【清洁能源】对环境污染很小的能源例：太阳能、水能、风能、核能、地热能【非清洁能源】对环境污染很大的能源例：所有化石燃料③按能源的使用规模分④按能源的使用后果分【能源类型】【解决途径】②开发新能源。①提高能源的利用率。①常规能源储量有限，开发不合理，浪费严重。②人类社会发展对能源的需求日益增加。【现状成因】我国能源供需紧张，制约社会发展。优先开发利用核能、太阳能、风能、地热能、潮汐能、氢能这六种新能源。一、能源利用与社会发展【能源现状】第二节核能1919年，英国卢瑟福用α粒子轰击氮时发现质子。1932年，查德威克发现中子。1934年，意大利物理学家费米用中子轰击原子核，发现原子核分裂产生能量很强。因此获38年诺贝尔物理奖。1905年，著名物理学家爱因斯坦发表了划时代的论文《论运动物体的电动力学》，提出了狭义相对论和著名的核动力公式Ｅ=mc２，为核能利用奠定了理论基础。【发现历程】【重核裂变】1939年，费米进一步提出链式反应的概念。核能释放方式①二、核能【开发应用】即一个重核可裂变为两个中等质量的核，从而获得原子能。核裂变可控的：不可控的：核能发电原子弹1945年7月16日第一颗原子弹试爆成功。【核武器研究】【应用方向】1945年8月6日，铀弹小男孩投到广岛；“小男孩”原子弹爆炸地点在广岛市中心偏西北处，爆炸威力相当于１.8万吨ＴＮＴ炸药，顷刻间产生了30万度的高温，正处于爆炸中心的外科医院所有的人和设施转瞬就化为灰烬，距爆心半径一千米范围内的花岗岩都融化了，时速高达五六十千米的强烈冲击波将距爆心半径三千米范围内的所有建筑物，几乎全部摧毁！【核武器研究】【应用方向】8月9日，钚弹胖子投在长崎。在爆心附近，没有留下任何人或物的痕迹，只是在地面上隐约残留着如同人体外形的阴影，广岛全城遍地焦土死尸枕籍相连。市中心约12平方千米方圆几乎被夷为平地，全市76,328幢建筑物中，44.8万幢全部被毁，22117幢半毁，房屋损失达70％，日本官方统计当场死亡和失踪人数达78,150人，伤51,408人。加上后来因辐射、烧伤而死亡的人数总计246,726人。【核武器研究】【应用方向】19趁54年，陡苏联课建成铃第一惠座小鲁型原贴子能角电站续。【核电鹅站建礼设】19谨42年费米在芝须加哥盏研制梳核反础应堆脊。19诊56年，候英国物建成费第一狼座小雷型原铸子能约电站黑。19守57年，籍美国女建成迷第一蛛座小紫型原县子能袖电站糖。核反应堆：

通过受控核裂变反应获得核能的装置，可控制裂变过程中产生的中子数等于各种过程消耗的中子数,以形成稳定的链式反应速度和可控的核能输出。【应用罢方向】19器91年,中国略建成团第一方座自食主研育制的艇核电饶站。秦山核电站田湾核电站三门核电站大亚湾核电站【应用趟方向】【核电茂站建痰设】对比输火力翼发电愤站②消耗煮的“衡燃料父”少①结构望相似狱，燃曾料不部同③对环压境污店染小④长远珍看，驴成本检低自苏联于1954建成世界上第一座核电站；至今已有30多个国家和地区的400多座核电站处在运行之中。右图列出2005年一些国家核电占各自总电力的百分率。核能铃的优母点与斧缺点【辨析】【优点】【应用宽方向】核废料核废料具有放射性污染，因而建设使用核电站时必须采用可靠的防护措施，防止放射性物质泄漏，避免造成放射性污染，以保证核电站的安全运行。二、匙核能【缺点】【应用课方向】核意外19鹿86年切勇尔诺纺贝利土核能电袋厂，浊因为拣运转续人员违司法进社行极的危险获的实验抵，导辉致爆逝炸。称造成乌巴克兰怪、白胜俄罗偶斯、苏俄毕地区积，至于少有九百万叨人受到熟辐射乏线影响，阵至今产尚有装数百透万人生亏活于恶污染述区内牵。白俄合罗斯何婴儿出生妙率下降50肺%。苏有俄地某区儿童淋技巴癌暖上升28姑.5洲%。【缺点】【应用康方向】想一阶想怎涌样做光可以袋使释子放出馆来的糊能量繁更大防？核聚率变：氢弹核军佳备竞唉赛盟国授冷战跑开始19锐45年8月，堆斯大旷林下证令抓侵紧研叮制原骨子弹笨。19凉49年8月，出苏联搂成功很地进六行了扫核实母验。19气52年10月3日，否英国犬研制休成功兔原子微弹。19催60年2月13日，教法国武研制俩成功滔核弹断。19湿64年10月16日，羞中国帐试爆渣成功浑原子畅弹。如何喷有效幅地控冠制核界能，删安全丹和平很利用幸核能上呢？19散52年11月1日，纺美国殃试爆水第一队颗氢戒弹。19究53年8月，怜苏联靠研制南氢弹狡成功隔。19自67年6月17日，竿中国絮试爆万成功叛氢弹梯。原子阀弹核裂变鸣，驰氢弹核聚变二、馅核能【核武拨器研屡究】【应用别方向】【思考】第三虑节峰太漫阳能【结构摇特点】太阳是一颗恒星，与地球相距1.5亿千米，太阳的直径是地球直径的109倍多。太阳每秒钟照射到地球上的能量相当于500万吨煤。天文学家认为，迄今为止，太阳照耀地球已有50亿年，并且还会继续照耀50亿年。太阳嫌内部愁的温稼度高隔达1千万蜡摄氏妈度以悄上，点在那避里就进雁行着政大规欣模的核聚祸变反应蝇。太辈阳辐废射出仅的光含和热正绣是由礼聚变粱反应首释放由的核春能转植化而提来的垮。三、汽太阳区能【产生贵本质】

地球上的风能、水能、海洋温差能、波浪能和生物质能等能源都是来源于太阳；即使是地球上的化石燃料（如煤、石油、天然气等）从根本上说也是远古以来贮存下来的太阳能。地球上除了核能、地热能和潮汐能其余几乎都来自太阳。三、祸太阳歼能【能源轰之母】①太阳酒能十士分巨萝大，雀供应程时间怠长。②太阳售能分另布广绳阔，窝获取萄方便甘。③太阳嫌能安皆全清夕洁，薪取之万不尽廉，用浩之不仔竭。④利用枯太阳撇能不鲁征收棵任何“税”，经高济划旱算。地球上太阳能资源的分布与各地的纬度、海拔高度、地理状况和气候条件有关。因地而异，因时而变，这是开发太阳能面临的主要问题。三、碌太阳禁能【利用瞧优势】【开发肥难度】①光热扮转换A、如气何提昼高太串阳能培直接迅转化突内能绢的效粗率？太阳吼能热阅水器太阳作灶三、嚼太阳系能【利用锹途径】【思考】B、能户进一旷步开财发利垦用这疑一内早能吗番？【结构自组件】聚光加装置笔集热绪装置蓄热秒装置殖汽轮悦发电编装置①光热牧转换三、阿太阳口能【利用讨途径】太阳能热发电系统【工作原理】太阳孕能内能机械能电能①光热屿转换三、果太阳怒能【利用诞途径】思考：太阳能能否直接转化为电能呢？②光电酸转换太阳能电池及原理18抖87年，央赫兹的（M.具He议rt铜z）首程次发蒙现的患光照芬能使半导聋体材品料的疮不同骡部位男之间谜产生慨电压造。这举种现孕象后来被鸟称为“光伏控效应”。光电怨转换膛实现轨了太效阳能直接向电押能的着转化竖，再通根过蓄售电池服以化归学能岛的方仗式储咏存。三、职太阳钓能【利用善途径】【总结】19塌54年美把国贝识尔实浩验室趟制成沫了世谎界上略第一酬个实型用的淘太阳窃能电茎池，堆现在轰广泛修应用桨于微铃波通些讯基帽站、辨电台膝、野劫外活苹动、枪高速岛公路驻、也雅可为后无电惑山区皇、空镇间站拌提供柄电力肢。②光电千转换三、辣太阳砖能【利用腹途径】③光化孩转换光合扑作用爬是绿许色植轧物利候用叶贤绿素驼在可芽见光慌的照怜射下胆，将威二氧狼化碳捏和水烘转化任为有稳机物刷，并余释放饮出氧卵气的饱生化暖过程唐。光化怪转换让实现究了太雀阳能直接向化且学能行的转森化。三、威太阳蔑能【利用恋途径】【总结】四、殖其他肯新能撇源植物交及其渡加工祖产品轮贮存导的能谨量。【生物决质能】理想亡的可报再生双能源①可再历生性②低污但染性③广泛摇的分丝式