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九年九年级第二十二章第二十二章电能只是人类生活、生产活动中广为使用的能量的一种。人类的生活、生产活动，无法离开能量的使用。电能只是人类生活、生产活动中广为使用的能量的一种。人类的生活、生产活动，无法离开能量的使用。提高上游水位增加水的势提高上游水位增加水的势能能高水位的水快速向下流推高水位的水快速向下流推动水轮机转动动水轮机转动发电机在水轮机的带动下旋发电机在水轮机的带动下旋转发电转发电三峡水电站的发电原理三峡水电站的发电原理能够提供热、光、机械能和电能等各种形式的能量来源就叫能源。能够提供热、光、机械能和电能等各种形式的能量来源就叫能源。一、能源概念一、能源概念钻木取火这项技术的出现，使人类实现了从利用自然火到利用人工钻木取火这项技术的出现，使人类实现了从利用自然火到利用人工火的转变。开启了人类以柴薪为主要能源的时代。火的转变。开启了人类以柴薪为主要能源的时代。柴薪主要通过砍伐森林获得，大面积的砍伐森林严重破坏地球的柴薪主要通过砍伐森林获得，大面积的砍伐森林严重破坏地球的生态平衡。同时由于燃烧柴薪获取能量的效率较低，人类仍需要开发生态平衡。同时由于燃烧柴薪获取能量的效率较低，人类仍需要开发其他的能源。其他的能源。二、人类利用能源的历程二、人类利用能源的历程蒸汽机的发明令人类成功地将燃烧获取的内能转化为机械能。实蒸汽机的发明令人类成功地将燃烧获取的内能转化为机械能。实现了以机械动力大规模代替人力和畜力的新时代，人类的主要能源从现了以机械动力大规模代替人力和畜力的新时代，人类的主要能源从柴薪转向热值更高的煤。柴薪转向热值更高的煤。煤、石油、天然气是煤、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。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这三种能源是当今世界一次能源的三大支柱。三大支柱。1能直接从自然界获取的能源称为一次能源能直接从自然界获取的能源称为一次能源煤煤石油石油风能风能地热能地热能水能水能三、能源的类型三、能源的类型2由一次能源经过加工得到的能源称为二次能源由一次能源经过加工得到的能源称为二次能源汽油、柴油汽油、柴油风力发电风力发电水力发电水力发电太阳能发电太阳能发电地热发电地热发电一次能源一次能源二次能源二次能源天然气天然气化石能源化石能源煤煤石油石油核能核能电能电能汽油风能风能太阳能太阳能水能水能地热能地热能柴油柴油能源分类能源分类核核 能能 第二十二章第二十二章 第节第节1原子结构原子结构H2O分分子子以水分子为例：它由一个氧原子和两个氢原子组成。以水分子为例：它由一个氧原子和两个氢原子组成。一、核能一、核能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。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。2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。1938年，科学家用中子轰击质量比较大的铀年，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。原子核，使其发生了裂变。1 kg铀全部裂变，释放的能量超过铀全部裂变，释放的能量超过2 000 t煤完全燃烧时释放的能量。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。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？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？1发生裂变的条件发生裂变的条件二、裂变二、裂变那么，地球上的能源是否是无尽的呢？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？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？2链式反应链式反应用中子轰击铀用中子轰击铀235原子核，铀核在分裂时，会释放出核能，同时还会产生几个新的中子，这些中子会继续轰击原子核，铀核在分裂时，会释放出核能，同时还会产生几个新的中子，这些中子会继续轰击其他铀核。于是就导致一系列铀核持续裂变，并释放出大量核能，这就是裂变中的链式反应。其他铀核。于是就导致一系列铀核持续裂变，并释放出大量核能，这就是裂变中的链式反应。想想议议想想议议核电站的核心设备是核反应堆。核反应堆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。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年，人类利用核反应堆第一次实现了可控制的铀核裂变。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。3核电站利用核能发电核电站利用核能发电不造成空气污染不造成空气污染不排放不排放CO2消耗核能源少消耗核能源少发电成本低发电成本低产生放射性废料产生放射性废料排热量大排热量大建厂成本大建厂成本大核泄漏污染大核泄漏污染大核能发电的利弊核能发电的利弊链式反应如果不加以控制，大量原子核就在一瞬间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。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，即在人类实现可控核裂变大约三年后，即1945年，利年，利用不加控制的核裂变制造的毁灭性武器用不加控制的核裂变制造的毁灭性武器原子弹爆炸原子弹爆炸了。了。将质量较小的原子核结合起来，也会释放出巨大的核能。将质量较小的原子核结合起来，也会释放出巨大的核能。氘氘氚氚氦核氦核中子中子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。这一过程就是聚变。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。这一过程就是聚变。三、聚变三、聚变能量能量聚变聚变太阳能太阳能 第二十二章第二十二章 第节第节太阳距地球太阳距地球1.5亿千米，直径大约是亿千米，直径大约是地球的地球的110倍，体积是地球的倍，体积是地球的130万倍，质万倍，质量是地球的量是地球的33万倍，核心温度高达万倍，核心温度高达1 500万摄氏度。万摄氏度。一、太阳一、太阳巨大的核能火炉巨大的核能火炉在太阳内部，氢原子核在超高温下发生聚变，释放在太阳内部，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，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太阳就像一个巨大的“核能火炉核能火炉”。太阳表面温度约太阳表面温度约6 000，太阳至今已经稳定地，太阳至今已经稳定地“燃烧燃烧”了近了近50亿年，而且还能继续亿年，而且还能继续“燃烧燃烧”50亿年。亿年。太阳向外辐射的能量中，只有约二十亿分之一太阳向外辐射的能量中，只有约二十亿分之一传递到地球。传递到地球。二、太阳是人类能源的宝库二、太阳是人类能源的宝库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。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。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。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。经过几百万年的复杂变化，变成了煤、石油、天然气。化石能源的形成化石能源的形成直接利用太阳能的方式主要有两种。直接利用太阳能的方式主要有两种。太阳能太阳能内能内能用集热器收集阳光中的能量来加热水等物质。实现用集热器收集阳光中的能量来加热水等物质。实现了把太阳能转化为内能。了把太阳能转化为内能。1光热转化光热转化三、太阳能的利用三、太阳能的利用热水热水冷水冷水水箱水箱集热器集热器太阳光太阳光集热器的原理集热器的原理太阳能太阳能电能电能 太阳能电池可以将太阳能转变为电能；太阳能电池可以将太阳能转变为电能；在航空、航在航空、航 天、交通、通信等领域中有较为广天、交通、通信等领域中有较为广泛的应用。泛的应用。2光电转化光电转化三、太阳能的利用三、太阳能的利用能源易获取能源易获取不排放不排放CO2能源量大能源量大可持续性强可持续性强能源分散能源分散受自然条件限制受自然条件限制转化效率低转化效率低成本较高成本较高太阳能技术的优缺点太阳能技术的优缺点能源与可持续发展能源与可持续发展 第二十二章第二十二章 第节第节既然能量是守恒的，那地球上的能量就不会减少了，为什么还需要节约能源既然能量是守恒的，那地球上的能量就不会减少了，为什么还需要节约能源？想想议议想想议议一、能量转移和能量转化的方向性一、能量转移和能量转化的方向性我们从石油中提炼出汽油，内燃机把能源中储备的化学能转化为汽车的机械能、内能。我们从石油中提炼出汽油，内燃机把能源中储备的化学能转化为汽车的机械能、内能。这些机械能、内能无法再转化回可以被利用的能源。这些机械能、内能无法再转化回可以被利用的能源。例例1化学能化学能内能内能内能内能机械能机械能化石能源通过燃烧转化为内能，相当一部分内能没有被有效利用。化石能源通过燃烧转化为内能，相当一部分内能没有被有效利用。二、能源消耗对环境的影响二、能源消耗对环境的影响燃料燃烧还生成二氧化硫、氮氧化物、粉尘和一氧化碳等有害物质。燃料燃烧还生成二氧化硫、氮氧化物、粉尘和一氧化碳等有害物质。酸性气体形成酸雨造成危害酸性气体形成酸雨造成危害酸雨侵蚀后的汉白玉石柱酸雨侵蚀后的汉白玉石柱1提高能源的利用率，减少在能源使用中对环境的破坏。提高能源的利用率，减少在能源使用中对环境的破坏。自自2012年年6月月1日起，北京日起，北京的机动车燃油进行了最新的机动车燃油进行了最新一轮的升级，升级后的燃一轮的升级，升级后的燃油更加环保，可以改善大油更加环保，可以改善大气质量。气质量。三、能源与可持续发展三、能源与可持续发展可再生能源：可再生能源：太阳能、风能、水能等可以在自然界里源源不断太阳能、风能、水能等可以在自然界里源源不断地得到地得到。2发展新的理想能源发展新的理想能源不可再生能源：不可再生能源：化石能源、核能等能源会越用越少。化石能源、核能等能源会越用越少。汇报结束谢谢大家!请各位批评指正