九年級物理第22章能源與可持續(xù)發(fā)展全章課件

第22章能源與可持續(xù)發(fā)展

本章結(jié)構(gòu)22.1能源；22.2核能；22.3太陽能；22.4能源與可持續(xù)發(fā)展

2第一節(jié)能源

2012年7月4日，三峽水電站32臺機(jī)組全部投入工作。自2003年三峽工程正式開始發(fā)電，到2012年7月之間，三峽電站發(fā)電量累計達(dá)到5648億千瓦時，相當(dāng)于從滾滾長江中撈起了近2億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，減排二氧化碳4億噸、二氧化硫500多萬噸。三峽水電站是如何發(fā)電的呢？電能只是人類生活、生產(chǎn)活動中廣為使用的能量的一種。人類的生活、生產(chǎn)活動，無法離開能量的使用。提高上游水位增加水的勢能高水位的水快速向下流推動水輪機(jī)轉(zhuǎn)動發(fā)電機(jī)在水輪機(jī)的帶動下旋轉(zhuǎn)發(fā)電三峽水電站的發(fā)電原理能源家族能源化石能源一次能源和二次能源可再生能源和不可再生能源

能夠提供熱、光、機(jī)械能和電能等各種形式的能量來源就叫能源。金屬的冶煉、機(jī)器的運(yùn)轉(zhuǎn)、汽車和火車等交通工具的行駛需要能量，生活中燒飯、取暖、照明等也需要能量。生產(chǎn)和生活中利用的這些能量，是通過不同的能源提供的。各種能源的廣泛利用，極大地促進(jìn)了人類文明的發(fā)展。

一、能源概念地球上的能源是否是無盡的呢？我們的生活中都用到哪些能源呢？什么是能源?像煤、天然氣、汽油、水流、風(fēng)、電、太陽光等能夠提供能量的物質(zhì)資源，我們把它們都叫做能源.能源家族

鉆木取火這項(xiàng)技術(shù)的出現(xiàn)，使人類實(shí)現(xiàn)了從利用自然火到利用人工火的轉(zhuǎn)變。開啟了人類以柴薪為主要能源的時代。

柴薪主要通過砍伐森林獲得，大面積的砍伐森林嚴(yán)重破壞地球的生態(tài)平衡。同時由于燃燒柴薪獲取能量的效率較低，人類仍需要開發(fā)其他的能源。二、人類利用能源的歷程

蒸汽機(jī)的發(fā)明令人類成功地將燃燒獲取的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。實(shí)現(xiàn)了以機(jī)械動力大規(guī)模代替人力和畜力的新時代，人類的主要能源從柴薪轉(zhuǎn)向熱值更高的煤。煤、石油、天然氣是千百萬年前埋在地下的動、植物經(jīng)過漫長的地質(zhì)年代形成的，所以稱為化石能源。這三種能源是當(dāng)今世界一次能源的三大支柱。

1．能直接從自然界獲取的能源稱為一次能源煤石油風(fēng)能地?zé)崮芩苋?、能源的類型天然?．由一次能源經(jīng)過加工得到的能源稱為二次能源汽油、柴油風(fēng)力發(fā)電水力發(fā)電太陽能發(fā)電地?zé)岚l(fā)電電能的利用一次能源二次能源天然氣化石能源煤石油核能電能汽油風(fēng)能太陽能水能地?zé)崮懿裼湍茉捶诸惾绻讶澜绲哪茉聪牧空酆铣蔁嶂禐?.93×107J/kg的標(biāo)準(zhǔn)煤來計算，1950年為26億噸，1987年為110多億噸，2003年接近140億噸，2007年達(dá)到160億噸。四、21世紀(jì)的能源趨勢

化石能源是現(xiàn)代人類文明所需的主要能源。由于其屬于不可再生的資源，所以總有使用殆盡的一天。而且在開采化石能源的過程中因意外而對環(huán)境的破壞也十分嚴(yán)重。所以開發(fā)新能源、更好地利用已知能源是全球范圍的重要課題。

20世紀(jì)40年代，科學(xué)家發(fā)明了可以控制核能釋放的裝置——核反應(yīng)堆，拉開了以核能為代表的新能源利用的序幕。第二節(jié)核能我國用了短短4年時間完成了原子彈的研制工作，并于1964年10月16日成功地爆炸了第一顆原子彈.1967年6月17日又成功地爆炸了第一顆氫彈，完成了其他國家要十幾年或幾十年才完成的工作.核能原子彈和氫彈為什么會具有這么大的威力呢？因?yàn)樗鼈兌祭昧撕四?化學(xué)能是在分子發(fā)生變化時放出的能量核能是在原子核發(fā)生變化時放出的能量.原子結(jié)構(gòu)示意圖一切物質(zhì)由分子組成，分子又由原子組成。原子又有居于原子中心的原子核和核外電子組成，原子核由質(zhì)子和中子組成。質(zhì)子帶正電荷，電子帶負(fù)電荷，中子不帶電。1、核能：核

和核

是獲得核能的兩種主要形式。2、核裂變裂變聚變裂變用中子轟擊鈾核，鈾核才能發(fā)生裂變，放出能量。實(shí)驗(yàn)表明，鈾核裂變時，還同時放出2～3個中子，放出的中子又可以轟擊其他鈾核，使它們也發(fā)生裂變。這樣，裂變將不斷地自行繼續(xù)下去，這種現(xiàn)象叫

。原子彈與核反應(yīng)堆原子彈對裂變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)不加控制，在極短的時間內(nèi)就會放出巨大的核能，發(fā)生猛烈爆炸，原子彈就是根據(jù)這個原理制成的核反應(yīng)堆控制鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的速度，使核能慢慢地平穩(wěn)釋放出來，便于和平利用。能夠緩慢、平穩(wěn)地釋放核能的裝置，叫做核

，用于核能發(fā)電反應(yīng)堆鏈?zhǔn)椒磻?yīng)我國第一顆原子彈3、聚變又叫熱核反應(yīng)一個氘核和一個氚核發(fā)生聚變反應(yīng)結(jié)合成氦核時，要放出一個中子，并釋放出核能.一定質(zhì)量的氘核和氚核聚變時放出的能量要比等量的鈾核裂變時放出的能量大幾倍.聚變需要在幾百萬攝氏度的高溫下才能發(fā)生，因此聚變又叫熱核反應(yīng).自然界中，太陽內(nèi)部的溫度高達(dá)攝氏1千萬度以上，在那里就進(jìn)行著大規(guī)模的聚變反應(yīng).太陽輻射出的光和熱，正是由聚變反應(yīng)釋放的核能轉(zhuǎn)化而來的.可以說，地球上的人類每天都享用著聚變釋放出的能量.氫彈就是利用氫核聚變制成的。氫彈是一種比原子彈威力更為巨大的核武器。聚變在氫彈里面包含了一顆原子彈，利用原子彈引爆的能量，將氘（重氫）和氚融合成氦分子，然后將過程中微量的質(zhì)量損失轉(zhuǎn)化成龐大的能量我國第一顆氫彈原子彈核能的和平利用:核反應(yīng)堆和核電站我國大陸已建成:浙江秦山、廣東大亞灣和嶺澳建設(shè)中:江蘇田灣核反應(yīng)堆外圍包裹著厚厚的混凝土罩以吸收輻射水在核反應(yīng)堆中心循環(huán)流動，吸收在核反應(yīng)中產(chǎn)生的熱量，并將這部分內(nèi)能傳遞給蒸汽發(fā)生器內(nèi)的水吸收了熱量的水汽化變成蒸汽蒸汽推動發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，將蒸汽的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能核能發(fā)電的原理二次能源電能不造成空氣污染不排放CO2消耗核能源少發(fā)電成本低產(chǎn)生放射性廢料排熱量大建廠成本大核泄漏污染大核能發(fā)電的利弊第三節(jié)太陽能太陽能太陽能的利用光-熱轉(zhuǎn)換光-電轉(zhuǎn)換光-化學(xué)轉(zhuǎn)換1、太陽能：在太陽內(nèi)部，氫原子核在超高溫下發(fā)生聚變，釋放出巨大的核能。2、利用太陽能的方式①間接利用：化石能源②直接利用：a集熱b太陽能電池(1)利用太陽能的四個渠道①通過植物的光合作用把太陽能轉(zhuǎn)化和儲存起來，再以草木、沼氣、煤、石油、天然氣等燃料的形式釋放出來。第11章能源與可持續(xù)發(fā)展┃回眸教材析知識②通過大氣和水分的升騰循環(huán)，再通過風(fēng)、流水、波浪、海流等釋放出來。③被海洋吸收，成為海洋內(nèi)能。④被人們直接利用，如太陽能熱水器等。(2)直接利用太陽能的兩種方式①將太陽能直接轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，如：太陽能熱水器等。②將太陽能直接轉(zhuǎn)化成電能，如：太陽能電池等。太陽能的特點(diǎn)1、普遍

2、清潔無污染

3、可長期持續(xù)利用4、能量巨大物理·新課標(biāo)（RJ）第四節(jié)、能源與可持續(xù)發(fā)展兔子吃草草人吃兔子太陽太陽能草的能量兔子的能量人或其他動物能量光合作用兔子吃草人或其他動物吃兔三次能源革命人工取火蒸汽機(jī)核能第一次第二次第三次以柴薪為燃料化石燃料鈾一萬年二百年幾十年發(fā)電機(jī)輸電電燈電扇空調(diào)電車電力機(jī)車電能的優(yōu)點(diǎn)：便于輸送和轉(zhuǎn)化物理·新課標(biāo)（RJ）開發(fā)新能源和能源利用中的主要污染在開采和使用化石能源時，會排放二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物以及磷、氟、汞、砷、鉛等有害物質(zhì)和粉塵等，這些有害物質(zhì)造成的危害主要有

效應(yīng)、酸雨和對人體的直接傷害等。溫室災(zāi)害——失控的能量釋放火災(zāi)伊朗大地震雪崩海嘯雷電能源消耗對環(huán)境的影響空氣污染、固體廢物污染、有害輻射、水土流失和沙漠化未來的理想能源必須滿足的條件：第一，必須足夠豐富，可以保證長期使用；第二，必須足夠便宜，可以保證多數(shù)人用得起；第三，相關(guān)的技術(shù)必須成熟，可以保證大規(guī)模使用；第四，必須足夠安全、清潔，可以保證不會嚴(yán)重影響環(huán)境。小結(jié)：1、能源革命①第一次能源革命：鉆木取火②第二次能源革命：蒸汽機(jī)的發(fā)明③第三次能源革命：核能的利用2、能量轉(zhuǎn)移的方向性能量的轉(zhuǎn)化、能量的轉(zhuǎn)移，都是有方向性的。

堂堂清練習(xí)鞏固1關(guān)于原子核和核能的利用，下列說法中正確的是

A．原子核是由質(zhì)子和電子組成的

B．原子核占據(jù)了原子的大部分空間

C．現(xiàn)階段的核電站主要是利用原子核裂變時釋放出的能量

D.核能屬于可再生能源

[答案]C物理·新課標(biāo)（RJ）2、目前，核電站只能利用原子________變釋放的核能來發(fā)電?，F(xiàn)在世界都在關(guān)注節(jié)能減排問題，太陽能被人們列入使用的新能源。直接利用太陽能的方式：①太陽能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，②太陽能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能；③太陽能轉(zhuǎn)化成________能。太陽能是________(選填“可再生”或“不可再生”)能源。[答案]核裂電可再生中考鏈接3關(guān)于能量和能源的利用，下列說法中正確的是【】

A.人類大量使用太陽能會導(dǎo)致溫室效應(yīng)

B.因?yàn)槟芰渴鞘睾愕模圆淮嬖谀茉次C(jī)

C核能的利用會造成放射性污染，所以應(yīng)該關(guān)閉核電站

D現(xiàn)在人類社會使用的主要能源是煤、石油和天然氣[答案]D4關(guān)于能源的開發(fā)和利用，下列說法中正確的是A．天然氣是可再生能源B．可通過太陽能電池把光能轉(zhuǎn)化成電能C．煤和石油的大量燃燒不會導(dǎo)致溫室效應(yīng)D．秦山核電站利用的是核聚變釋放的能量[答案]B中考鏈接物理·新課標(biāo)（RJ）5．如圖Z17－3所示是一種利用新能源的路燈，它“頭頂”小風(fēng)扇，“肩扛”太陽能電池板。這種設(shè)計最合理的應(yīng)用是(

)A．小風(fēng)扇是一個美化城市的時尚裝飾 B．小風(fēng)扇是用來給太陽能電池散熱