第十八章_能源与可持续发展(全章内容).ppt

能源与可持续发展,我们只有一个地球,1、火的利用,一、能源的利用与社会发展,2、化石能源的利用,3、电能的利用,4、核能的发现,一、人类开发利用能源的历史1、早在四五十万年前，人类学会摩擦取火机械能转化为内能2、人类学会了利用畜力、风力和水力来运转机械、驱动车船。机械能中的势能和动能相互转化的过程3、在蒸汽机发明之前，人类的认识还只停留在机械运动的范围内，到了18世纪蒸汽机发明之后，才真正完成了热（内能）与机械运动（机械能）相互转化的辨证过程。,4、18世纪，意大利人伏打发明了电池。化学能向电能的转化5、人们利用伏打电流，进行水和硫酸铜溶液的电解，发现了电的化学效应。电能向化学能的转化6、19世纪20年代初，人们发现了温差电偶和电流通过导线发热的现象。电能和内能的相互转化7、1820年，丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应电能向机械能的转化8、1831年，英国物理学家法拉第发现了感应电流。机械能向电能的转化,能源的分类,1、一次能源和二次能源,2、可再生能源和不可再生能源,3、常规能源和新能源,4、清洁能源和非清洁能源,能源的分类,按转换和传递分,按能源的性质分,按利用技术状况,按对环境污染情况概况分,一次能源,二次能源,可再生能源,不可再生能源,常规能源,新能源,清洁能源,非清洁能源,,,,,,三、评价示例1、下列能源中，属于可再生能源的是（）A、煤B、石油C、风能D、天然气2、说出下列过程中，能量转化或转移情况（1）人晒太阳感到暖和（2）电烙铁通电发热（3）烧开的水将壶盖顶起来（4）一杯水慢慢变凉,3、人类社会的进化发展过程就是一部开发、利用能源的历史．四五十万年前，_________揭开了人类利用能源的序幕；18世纪__________的发明，引发了世界性的工业革命；19世纪________的大量使用，将人类社会推进到现代文明时代，20世纪初___________的发现和利用．为人类的明天描绘了灿烂的蓝图,火的利用,蒸汽机,电能,核能,P83练习,18、2核能,卢瑟福大胆假设,创造性的思维,在原子的中心有一个很小的核，叫做原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外的空间运动。,原子核的发现意义重大，开辟了原子核物理的新领域，卢瑟福被人们尊称为原子核物理之父。,,原子直径数量级10–10m原子核直径数量级10–15m原子核直径是原子直径的十万分之一,原子、原子核的大小,原子内部,十分空虚,原子,半径100米大球,原子核,球中心1毫米沙粒,,,,核力,原子核示意图,１、质子之间由于电荷存在很大的相互排斥的斥力。但质子之间也有引力。２、质子和中子之间存在强大的吸引力。３、原子核的结构是非常牢固的。核子以什么力结合成原子核,核力使核子结合在一起的强相互作用,核力是只在2.010－15m距离内起作用的短程强相互作用力。由于核子的大小约为0.810－15m，故只有相邻的核子之间才有核力作用。,原子核示意图,物理学中把重核分裂成质量较小的核，释放核能的反应叫做裂变．把轻核结合成质量较大的核，释放出核能的反应叫做聚变．,,〓,,,聚变,裂变和聚变,获取核能的两条途径,1939年12月，德国物理学家哈恩和他的助手斯特拉斯曼发现，用中子轰击铀核时，铀核发生了裂变，释放出的中子又引起了其他铀核的裂变，也就是链式反应．,铀核的裂变,,铀核裂变时总要同时放出23个中子，如果这些中子再引起其他铀核裂变，就可使裂变反应不断地进行下去，这种反应叫做链式反应。,核裂变,中国第一颗原子弹爆炸蘑菇云发展图,原子弹,,美国原子弹突袭广岛和长崎造成了巨大的毁伤．在长崎投掷的原子弹爆炸后形成的蘑菇状云团，爆炸产生的气流、烟尘直冲云天，高达12英里多．广岛市区80的建筑化为灰烬，64000人丧生，72000人受伤，伤亡总人数占全市总人口的53．长崎市60的建筑物被摧毁，伤亡86000人，占全市37．,原子弹,阅读P103,原子弹爆炸时链式反应的速度是无法控制的．为了用人工方法控制链式反应的速度，使核能比较平稳地释放出来，人们制成了核反应堆．,核反应堆,阅读P104,,核电站,优点污染小、可采储量大、比较经济缺点一旦核泄漏会造成严重污染、核废料处理困难,核能发电的优缺点,核电站,主要有核反应堆、热交换器、汽轮机和发电机组成,核聚变,核聚变,核聚变条件极高的温度和压强热核反应,解释太阳发出的巨大能量P87核聚变核能的优点P88人类不能控制核聚变,活动,18.1发表你的观点,P90练习,1.在利用核能发电的过程中,有哪些形式的能量转换,2.核电站和一般火力发电站的工作原理有哪些异同,前者用核燃料，后者用化石燃料,3.核电站与原子弹的工作原理有哪些不同,原子弹爆炸时链式反应的速度是无法控制的．核电站用人工方法控制链式反应的速度，使核能比较平稳地释放出来．,18、3太阳能,能源分类,一次能源,常规能源,不可再生,汽油、焦碳、煤气、蒸汽、电能等,,,,石油、煤,天然气,,生物质能,水能,可再生,新能源,,,核能与原子核反应有关,可再生,,太阳能,风能,海洋能,地热,,潮汐能,波浪能,,来自太阳辐射,不可再生,二次能源,,P93练习,1.太阳能发电装置所涉及到哪些形式的能量转化过程,三种利用太阳能的方式,,,,,,,,18、4能量转化的基本规律,一、能量守恒定律,1、请你举例说明能量是可以转移或转化的,2、永动机没有任何消耗，却可以永远运动并对外做功，它能制成吗,3、能量的基本规律是什么,能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生，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，而在转化或转移的过程中，其总量保持不变。,能量转移和转化的方向性,会不会有能源危机为什么,P98练习,1.滚摆上升高度逐渐减小，为什么,因为有一部分机械能克服绳子和空气阻力做功,转化为内能.但机械能和内能的总和是不变的.并不与能量守恒定律相矛盾.,2.高处水槽中水的势能共转化成哪几种形式的能这个机器是否能够永远运动下去,下落时,水的势能转化为水的动能、水轮机和砂轮的动能、在克服摩擦力做功的过程中转化为内能以及向上抽水的过程中再次转化为水的势能。机器不能永远运动下去。,3.浮力做功的机器能实现吗,什么是可持续发展为什么要提出可持续性发展如何实现,18、5能源与可持续发展,什么是可持续发展为什么要提出可持续性发展如何实现,能量转化与效率,P101练习,