能源的利用與社會(huì)發(fā)展

1、一、人類開發(fā)利用能源的歷史一、人類開發(fā)利用能源的歷史 1、早在四五十萬年前，人類學(xué)會(huì)摩擦取火、早在四五十萬年前，人類學(xué)會(huì)摩擦取火 機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 2、人類學(xué)會(huì)了利用蓄力、風(fēng)力和水力來運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)械、人類學(xué)會(huì)了利用蓄力、風(fēng)力和水力來運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)械、 驅(qū)動(dòng)車船。驅(qū)動(dòng)車船。 機(jī)械能中的勢(shì)能和動(dòng)能相互轉(zhuǎn)化的過程機(jī)械能中的勢(shì)能和動(dòng)能相互轉(zhuǎn)化的過程 （尚未沖破機(jī)械運(yùn)動(dòng)的界限）（尚未沖破機(jī)械運(yùn)動(dòng)的界限） 3、在蒸汽機(jī)發(fā)明之前，人類的認(rèn)識(shí)還只停留在機(jī)械運(yùn)、在蒸汽機(jī)發(fā)明之前，人類的認(rèn)識(shí)還只停留在機(jī)械運(yùn) 動(dòng)的范圍內(nèi)，到了動(dòng)的范圍內(nèi)，到了18世紀(jì)蒸汽機(jī)發(fā)明之后，才真正世紀(jì)蒸汽機(jī)發(fā)明之后，才真正 完成了完成了熱

2、（內(nèi)能）與機(jī)械運(yùn)動(dòng)（機(jī)械能）相互轉(zhuǎn)化熱（內(nèi)能）與機(jī)械運(yùn)動(dòng)（機(jī)械能）相互轉(zhuǎn)化 的辨證過程。的辨證過程。 4、18世紀(jì)，意大利人伏打發(fā)明了電池。世紀(jì)，意大利人伏打發(fā)明了電池。 化學(xué)能向電能的轉(zhuǎn)化化學(xué)能向電能的轉(zhuǎn)化 5、人們利用伏打電流，進(jìn)行水和硫酸銅溶液的電解，、人們利用伏打電流，進(jìn)行水和硫酸銅溶液的電解， 發(fā)現(xiàn)了電的化學(xué)效應(yīng)。發(fā)現(xiàn)了電的化學(xué)效應(yīng)。 電能向化學(xué)能的轉(zhuǎn)化電能向化學(xué)能的轉(zhuǎn)化 6、19世紀(jì)世紀(jì)20年代初，人們發(fā)現(xiàn)了溫差電偶和電流通過年代初，人們發(fā)現(xiàn)了溫差電偶和電流通過 導(dǎo)線發(fā)熱的現(xiàn)象。導(dǎo)線發(fā)熱的現(xiàn)象。 電能和熱能的相互轉(zhuǎn)化電能和熱能的相互轉(zhuǎn)化 7、1820年，丹麥物理學(xué)家奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流

3、的磁效應(yīng)年，丹麥物理學(xué)家奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng) 電能向機(jī)械能的轉(zhuǎn)化電能向機(jī)械能的轉(zhuǎn)化 8、1831年，英國(guó)物理學(xué)家法拉第發(fā)現(xiàn)了感應(yīng)電流。年，英國(guó)物理學(xué)家法拉第發(fā)現(xiàn)了感應(yīng)電流。 機(jī)械能向電能的轉(zhuǎn)化機(jī)械能向電能的轉(zhuǎn)化 能源的分類能源的分類 按轉(zhuǎn)換和傳遞分按轉(zhuǎn)換和傳遞分 按能源的性質(zhì)分按能源的性質(zhì)分 按利用技術(shù)狀況按利用技術(shù)狀況 按對(duì)環(huán)境污染情況概況分按對(duì)環(huán)境污染情況概況分 一次能源一次能源 二次能源二次能源 可再生能源可再生能源 不可再生能源不可再生能源 常規(guī)能源常規(guī)能源 新能源新能源 清潔能源清潔能源 非清潔能源非清潔能源 三、評(píng)價(jià)示例：三、評(píng)價(jià)示例： 1、下列能源中，屬于可再生能源的是（、下

4、列能源中，屬于可再生能源的是（ 無解）無解） A、煤、煤 B、石油、石油 C、氫氣、氫氣 D、天然氣、天然氣 2、說出下列過程中，能量轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移情況、說出下列過程中，能量轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移情況 （1）人曬太陽感到暖和）人曬太陽感到暖和 （2）電烙鐵通電發(fā)熱）電烙鐵通電發(fā)熱 （3）燒開的水將壺蓋頂起來）燒開的水將壺蓋頂起來 （4）一杯水慢慢變涼）一杯水慢慢變涼 3 3、人類社會(huì)的進(jìn)化發(fā)展過程就是一部開發(fā)、利、人類社會(huì)的進(jìn)化發(fā)展過程就是一部開發(fā)、利 用能源的歷史四五十萬年前，用能源的歷史四五十萬年前，_揭揭 開了人類利用能源的序幕；開了人類利用能源的序幕；1818世紀(jì)世紀(jì)_ 的發(fā)明，引發(fā)了世界性的工業(yè)革命

5、；的發(fā)明，引發(fā)了世界性的工業(yè)革命；1919世紀(jì)世紀(jì) _的大量使用，將人類社會(huì)推進(jìn)到現(xiàn)代的大量使用，將人類社會(huì)推進(jìn)到現(xiàn)代 文明時(shí)代，文明時(shí)代，2020世紀(jì)初世紀(jì)初_的發(fā)現(xiàn)和利的發(fā)現(xiàn)和利 用為人類的明天描繪了燦爛的藍(lán)圖用為人類的明天描繪了燦爛的藍(lán)圖 火的利用火的利用 蒸汽機(jī)蒸汽機(jī) 電能電能 核能核能 盧瑟福大膽假設(shè) 創(chuàng)造性的思維 在原子的中心有一個(gè)很小的在原子的中心有一個(gè)很小的 核，叫做原子核，原子的全部核，叫做原子核，原子的全部 正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中 在原子核里，帶負(fù)電的電子在在原子核里，帶負(fù)電的電子在 核外的空間運(yùn)動(dòng)。核外的空間運(yùn)動(dòng)。 原子核的發(fā)現(xiàn)意義重大，開辟

6、了原子核物理的新 領(lǐng)域，盧瑟福被人們尊稱為原子核物理之父。 原子直徑原子直徑 數(shù)量級(jí)數(shù)量級(jí)10 10 m 原子核直徑原子核直徑 數(shù)量級(jí)數(shù)量級(jí)1015 m 原子核直徑是原子直徑的十萬分之一原子核直徑是原子直徑的十萬分之一 原子、原子核的大小原子、原子核的大小 原子內(nèi)部原子內(nèi)部 十分空虛十分空虛 原子原子半徑半徑100米大球米大球 原子核原子核球中心球中心1毫米沙粒毫米沙粒 核力核力 中子中子 質(zhì)子質(zhì)子 原子核示意圖原子核示意圖 、質(zhì)子之間由于電荷存在很、質(zhì)子之間由于電荷存在很 大的相互排斥的斥力。但質(zhì)子大的相互排斥的斥力。但質(zhì)子 之間也有引力。之間也有引力。 、質(zhì)子和中子之間存在強(qiáng)大、質(zhì)子和中子

7、之間存在強(qiáng)大 的吸引力。的吸引力。 、原子核的結(jié)構(gòu)是非常牢固、原子核的結(jié)構(gòu)是非常牢固 的。的。 核子以什么力結(jié)合成原子核？核子以什么力結(jié)合成原子核？ 核力：使核子結(jié)合在一起的強(qiáng)相互作用核力：使核子結(jié)合在一起的強(qiáng)相互作用 核力是只在核力是只在2.010 15m 距離內(nèi)起作用的短程強(qiáng)相互距離內(nèi)起作用的短程強(qiáng)相互 作用力。由于核子的大小約作用力。由于核子的大小約 為為0.810 15m，故只有相鄰 ，故只有相鄰 的核子之間才有核力作用。的核子之間才有核力作用。 中子中子 質(zhì)子質(zhì)子 原子核示意圖原子核示意圖 聚變聚變 裂變裂變 裂變和聚變裂變和聚變獲取核能的兩條途徑：獲取核能的兩條途徑： 鈾核裂變時(shí)總

8、要同時(shí)放出鈾核裂變時(shí)總要同時(shí)放出 23個(gè)中子，如果這些中個(gè)中子，如果這些中 子再引起其他鈾核裂變，子再引起其他鈾核裂變， 就可使裂變反應(yīng)不斷地進(jìn)就可使裂變反應(yīng)不斷地進(jìn) 行下去，這種反應(yīng)叫做鏈行下去，這種反應(yīng)叫做鏈 式反應(yīng)。式反應(yīng)。 用多米諾骨牌模擬鏈?zhǔn)椒磻?yīng)用多米諾骨牌模擬鏈?zhǔn)椒磻?yīng) 觀察：如圖觀察：如圖18184 4所示，將所示，將1515塊多米諾骨牌塊多米諾骨牌 排成一個(gè)三角形將第一塊多米諾骨牌推倒，排成一個(gè)三角形將第一塊多米諾骨牌推倒， 使它倒向第二排的多米諾骨牌，觀察所發(fā)生使它倒向第二排的多米諾骨牌，觀察所發(fā)生 的現(xiàn)象的現(xiàn)象 中國(guó)第一顆原子彈爆炸蘑菇云發(fā)展圖中國(guó)第一顆原子彈爆炸蘑菇云發(fā)展圖

9、 閱讀閱讀P103 原子彈爆炸時(shí)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的速度是無法控制的為原子彈爆炸時(shí)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的速度是無法控制的為 了用人工方法控制鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的速度，使核能比較平了用人工方法控制鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的速度，使核能比較平 穩(wěn)地釋放出來，人們制成了核反應(yīng)堆穩(wěn)地釋放出來，人們制成了核反應(yīng)堆 核反應(yīng)堆核反應(yīng)堆 閱讀閱讀P104 優(yōu)點(diǎn)：污染小、可采儲(chǔ)量大、比較經(jīng)濟(jì)優(yōu)點(diǎn)：污染小、可采儲(chǔ)量大、比較經(jīng)濟(jì) 缺點(diǎn)：一旦核泄露會(huì)造成嚴(yán)重污染、核廢料處缺點(diǎn)：一旦核泄露會(huì)造成嚴(yán)重污染、核廢料處 理困難理困難 核能發(fā)電的優(yōu)缺點(diǎn)核能發(fā)電的優(yōu)缺點(diǎn) 核電站核電站 主要有核反應(yīng)堆、熱交換器、汽輪機(jī)和發(fā)電機(jī)組成主要有核反應(yīng)堆、熱交換器、汽輪機(jī)和發(fā)電機(jī)組成 核

10、能發(fā)電和火力發(fā)電的區(qū)別核能發(fā)電和火力發(fā)電的區(qū)別 前者用核燃料，后者用化石燃料前者用核燃料，后者用化石燃料 u解釋太陽發(fā)出的巨大能量解釋太陽發(fā)出的巨大能量P88 u核聚變核能的優(yōu)點(diǎn)核聚變核能的優(yōu)點(diǎn)P88 u人類不能控制核聚變?nèi)祟惒荒芸刂坪司圩?太陽能太陽能 能源分類能源分類 一一 次次 能能 源源 常常 規(guī)規(guī) 能能 源源 不可再生不可再生 二次能源：汽油、焦碳、煤氣、蒸汽、電能等二次能源：汽油、焦碳、煤氣、蒸汽、電能等 石油、煤石油、煤 天然氣天然氣 生物質(zhì)能生物質(zhì)能 水能水能 可再生可再生 新新 能能 源源 不可再生：不可再生：核能核能與原子核反應(yīng)有關(guān)與原子核反應(yīng)有關(guān) 可再生可再生 太陽能太陽

11、能 風(fēng)能風(fēng)能 海洋能海洋能 地?zé)岬責(zé)?潮汐能潮汐能 波浪能波浪能 來來 自自 太太 陽陽 輻輻 射射 閱讀閱讀P105 u請(qǐng)你舉例說明能量是可以轉(zhuǎn)移或轉(zhuǎn)化的？請(qǐng)你舉例說明能量是可以轉(zhuǎn)移或轉(zhuǎn)化的？ u永動(dòng)機(jī)永動(dòng)機(jī)沒有任何消耗，卻可以永遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)沒有任何消耗，卻可以永遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng) 并對(duì)外做功，它能制成嗎？并對(duì)外做功，它能制成嗎？ u能量的基本規(guī)律是什么？能量的基本規(guī)律是什么？ u會(huì)不會(huì)有能源危機(jī)？為什么？會(huì)不會(huì)有能源危機(jī)？為什么？方向性。方向性。 u能量轉(zhuǎn)化中的效率？如何提高熱機(jī)的效率？能量轉(zhuǎn)化中的效率？如何提高熱機(jī)的效率？ u什么是可持續(xù)發(fā)展？為什么要提出可持續(xù)性什么是可持續(xù)發(fā)展？為什么要提出可持續(xù)性 發(fā)

12、展？如何實(shí)現(xiàn)？發(fā)展？如何實(shí)現(xiàn)？ 能源的分類能源的分類 按轉(zhuǎn)換和傳遞分按轉(zhuǎn)換和傳遞分 按能源的性質(zhì)分按能源的性質(zhì)分 按利用技術(shù)狀況按利用技術(shù)狀況 按對(duì)環(huán)境污染情況概況分按對(duì)環(huán)境污染情況概況分 一次能源一次能源 二次能源二次能源 可再生能源可再生能源 不可再生能源不可再生能源 常規(guī)能源常規(guī)能源 新能源新能源 清潔能源清潔能源 非清潔能源非清潔能源 用多米諾骨牌模擬鏈?zhǔn)椒磻?yīng)用多米諾骨牌模擬鏈?zhǔn)椒磻?yīng) 觀察：如圖觀察：如圖18184 4所示，將所示，將1515塊多米諾骨牌塊多米諾骨牌 排成一個(gè)三角形將第一塊多米諾骨牌推倒，排成一個(gè)三角形將第一塊多米諾骨牌推倒， 使它倒向第二排的多米諾骨牌，觀察所發(fā)生使它倒向第二排的多米諾骨牌，觀察所發(fā)生 的現(xiàn)象的現(xiàn)象 中國(guó)第一顆原子彈爆炸蘑菇云發(fā)展圖中國(guó)第一顆原子彈爆炸蘑菇云發(fā)展圖 閱讀閱讀P105 u請(qǐng)你舉例說明能量是可以轉(zhuǎn)移或轉(zhuǎn)化的？請(qǐng)你舉例說明能量是可以轉(zhuǎn)移或轉(zhuǎn)化的？ u永動(dòng)機(jī)永動(dòng)機(jī)沒有任何消耗，卻可以永遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)沒