能源与可持续发展 (4).ppt

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1、能源与可持续发展能源与可持续发展2012.2.19172教学网 发布 能 源 和 环 境 是能 源 和 环 境 是两个全球所关注的两个全球所关注的问题，能源是现代问题，能源是现代社会生活的重要物社会生活的重要物质基础，而常规能质基础，而常规能源的有限储藏量与源的有限储藏量与人类的需求存在矛人类的需求存在矛盾，同时大量消耗盾，同时大量消耗常规能源带来了环常规能源带来了环境问题，正确地协境问题，正确地协调和解决这一矛盾调和解决这一矛盾和问题是生活在地和问题是生活在地球上每一个人的职球上每一个人的职责。责。化石能源化石能源:煤煤石油石油天然气天然气一、能源家族一、能源家族1.化石能源化石能源 定义：

2、定义： 是指是指古代动植物被埋在地下经过长期的地质年古代动植物被埋在地下经过长期的地质年代演变而来代演变而来的能源的能源. 目前人们主要使用的化石能源有：目前人们主要使用的化石能源有： 煤煤 石油石油 天然气天然气 生命质生命质能能 生命质能的定义：生命质能的定义：由生命物质提供的能量称为生物质能。由生命物质提供的能量称为生物质能。一次能源：一次能源：化石能源，风能、太阳能、地热能化石能源，风能、太阳能、地热能核能核能二次能源：汽油、汽油、电能电能、煤气、焦碳、激光、沼气等、煤气、焦碳、激光、沼气等可直接从自然界获取的能源必须消耗一次能源才能得到的能源可再生能源可再生能源 ：例：水能、风能、太

3、阳能、地热能、潮汐能等不可再生能源：不可再生能源： 例：煤炭、石油、天然气等一、能源家族一、能源家族2. 一次能源与二次能源：一次能源与二次能源： 可以从自然界直接获取的能源统称可以从自然界直接获取的能源统称为为 ，如：，如： 、_、_。 无法从自然界直接获取，必须通过一次能无法从自然界直接获取，必须通过一次能源的消耗才能得到，统称为源的消耗才能得到，统称为 ，如：如： ；3.不可再生能源和可再生能源不可再生能源和可再生能源 越用越少，不可能在短期内从自然界得到补充，越用越少，不可能在短期内从自然界得到补充，叫叫 能源，如：能源，如：_、_。可以在自然界里源源不断地得到的能。可以在自然界里源源

4、不断地得到的能源叫源叫 ，如：，如： 、_。 风能风能一次能源一次能源化石能源化石能源太阳能太阳能电能电能二次能源二次能源生物质能生物质能 不可再生能源不可再生能源化石能源化石能源核能核能可再生能源可再生能源太阳能太阳能2012.2.19172教学网 发布二核能：二核能： 1.核能：核能： 科学家发现原子核是可以改变的，在改变过程中有可科学家发现原子核是可以改变的，在改变过程中有可能能 ，这种能量叫做，这种能量叫做 能，获得核能的能，获得核能的途经是途经是 _和和 。 裂变裂变： _ _叫做裂变。叫做裂变。 这种变化不断地继续下去的现象叫做这种变化不断地继续下去的现象叫做 。 裂变的应用裂变的

5、应用： 核电站中的核心设备是核反应堆，核反应堆中的链式反应核电站中的核心设备是核反应堆，核反应堆中的链式反应是可以控制的。原子弹中的链式反应是不加控制的。是可以控制的。原子弹中的链式反应是不加控制的。原子核的聚变原子核的聚变 释放巨大的能量释放巨大的能量核核原子核的裂变原子核的裂变 用中子轰击较大的原子核，使其变成两个中等大小用中子轰击较大的原子核，使其变成两个中等大小的原子核，同时释放出巨大的能量的原子核，同时释放出巨大的能量链式反应链式反应2012.2.19172教学网 发布原子弹爆炸原子弹爆炸2012.2.19172教学网 发布2、核电站与环境核电厂在环境上优于火电厂，不会放出二氧化碳、

6、二氧化硫等，核电厂在环境上优于火电厂，不会放出二氧化碳、二氧化硫等，不会造成温室不会造成温室 效应和酸雨，从而保护了环境。效应和酸雨，从而保护了环境。核电是清洁的能源核电是清洁的能源2012.2.19172教学网 发布秦山核电站秦山核电站2012.2.19172教学网 发布大亚湾核电站大亚湾核电站2012.2.19172教学网 发布核电站原理图2012.2.19172教学网 发布二核能二核能： 1.核能：核能：聚变：聚变：u 定义：定义： 将将质量很小的原子核，在超高温下质量很小的原子核，在超高温下结合成新的原子核结合成新的原子核，会释放出，会释放出更大更大的核的核能，称为聚变。也称为能，称为

7、聚变。也称为热核反应热核反应。u 应用：应用： 聚变时会释放更大的能量。在军事上，聚变时会释放更大的能量。在军事上，根据这一原理制成了杀伤力和破坏力更大根据这一原理制成了杀伤力和破坏力更大的的 。氢弹氢弹 2012.2.19172教学网 发布2012.2.19172教学网 发布氢弹氢弹 你知道我们现在使用的化石能源化石能源-煤、煤、石油石油和天然气天然气与太阳能有怎样怎样的关系吗？【阅读阅读思考思考】海洋海洋生物生物陆地陆地生物生物泥炭泥炭煤炭煤炭石油石油天然天然气气太阳能太阳能化学能化学能光合作用光合作用（压力、化学变化）（压力、化学变化）太阳能是太阳内部或者表面的黑子连续不断的核聚变反应过

8、程产生的能量。 三、太阳能：三、太阳能： 三、太阳能三、太阳能在太阳内部，在太阳内部，氢原子核在氢原子核在超高温下发超高温下发生生聚变聚变，释，释放出巨大的放出巨大的能量能量三、太阳能：三、太阳能： 1、能量来源：、能量来源： 在太阳内部，氢原子核在超高温下发生聚在太阳内部，氢原子核在超高温下发生聚变，释放出巨大的核能，并不断向宇宙空间变，释放出巨大的核能，并不断向宇宙空间辐射出巨大能量。辐射出巨大能量。2、太阳是人类能源的宝库：太阳是人类能源的宝库： 如化石能源，从根本上说也是远古以来如化石能源，从根本上说也是远古以来贮存下来的太阳能；地球上的风能、水能。贮存下来的太阳能；地球上的风能、水能

9、。生物质能等都是来源于太阳。生物质能等都是来源于太阳。3、直接利用太阳能的方式有两种：直接利用太阳能的方式有两种： 一种一种是集热器把水等物质加热，是集热器把水等物质加热，另一种另一种是用太阳能电池把太阳能转化成电能。是用太阳能电池把太阳能转化成电能。 把太阳能转化成内能以供利用把太阳能转化成内能以供利用通过光电转换装置把太阳能直接转化成电通过光电转换装置把太阳能直接转化成电能能太阳能的利用光-热转换光-电转换光-化学转换自然界中的热核反应 自然界中，太阳内部的温度高达摄氏1千万度以上，在那里就进行着大规模的聚变反应.太阳辐射出的光和热，正是由聚变反应释放的核能转化而来的.可以说，地球上的人类

10、每天都享用着聚变释放出的能量.2012.2.19172教学网 发布请同学们举出生活中利用太阳能的实际例子实际例子： 太阳能太阳能发电装置太阳能发电装置太阳能太阳能计算器太阳能计算器太阳能太阳能发电站太阳能发电站三、太阳能三、太阳能4、太阳能的优点、太阳能的优点普遍性普遍性：太阳能分布广阔，获取方便太阳能分布广阔，获取方便 洁净性洁净性：使用太阳能安全、不污染环境：使用太阳能安全、不污染环境 数量大数量大：太阳能十分巨大：太阳能十分巨大长久性长久性：太阳能取之不尽，用之不竭：太阳能取之不尽，用之不竭5、太阳能的缺点、太阳能的缺点不稳定不稳定 ：随季节、时间变化，受到天：随季节、时间变化，受到天气

11、状况的影响气状况的影响强度弱强度弱：实际投射到地球表面的太阳辐：实际投射到地球表面的太阳辐射功率小，要有较大的接受面积和收集转射功率小，要有较大的接受面积和收集转换设备换设备不连续不连续：每个地方只有在白昼才能接受：每个地方只有在白昼才能接受到太阳辐射能到太阳辐射能2012.2.19172教学网 发布风能风能和阳光一样，是取之不尽、用之不竭的天然(再生)能源，全世界的风能蕴含量达一百兆兆瓦(1014 MW)，其中可用来发电的达一千万兆瓦(107 MW)，在燃料日益短缺的今天，风能自然不容忽视。 科学与人类2012.2.19172教学网 发布地热能地热能是来自地球深处的可再生能源。它来源于地球的

12、熔融岩浆和放射性物质的衰变。科学与人类2012.2.19172教学网 发布地热能的最大应用潜力在于发电，地热能一般分为五种类型：蒸汽型、热水型、地压型、干热岩型和岩浆型。地热能除了用于发电以外，还可以直接用于采暖、制冷、医疗洗浴、各种形式的工农业用热，以及水产养殖。地热能在温室、干燥、制冷、养殖等方面也陆续在世界各国得到了应用。 地热能科学与人类2012.2.19172教学网 发布波浪能中国江厦潮汐发电站科学与人类2012.2.19172教学网 发布氢能氢能的主要优点有：燃烧热值高，燃烧的产物是水，是世界上最干净的能源。氢能资源丰富，氢气可以由水制取，而水是地球上最为丰富的资源，是自然物质循环

13、利用、持续发展的典范。科学与人类2012.2.19172教学网 发布四、能源革命与未来理四、能源革命与未来理想能源想能源人工取火人工取火蒸汽机蒸汽机核能核能第一次第一次第二次第二次第三次第三次以柴薪为燃料以柴薪为燃料化石燃料化石燃料铀铀一万年一万年二百年二百年几十年几十年四、能源革命与未来理想能源四、能源革命与未来理想能源（2）未来的理想能源必须满足如下条件：）未来的理想能源必须满足如下条件： 足够足够丰富丰富，可以保证长期使用；，可以保证长期使用； 足够足够便宜便宜，可以保证多数人用得起；，可以保证多数人用得起； 相关技术相关技术成熟成熟，可以保证大规模使用；，可以保证大规模使用； 足够足够

14、安全、清洁安全、清洁，可以保证不会严重影响环境。，可以保证不会严重影响环境。能量的转化和转移是有能量的转化和转移是有_的，在能的，在能量的转化和转移的过程中量的转化和转移的过程中_，因此不是什么能量都可以利用，能量的因此不是什么能量都可以利用，能量的利用是有利用是有_的，也是有的，也是有_的的。方向性方向性利用能量利用能量条件条件代价代价2012.2.19172教学网 发布火灾火灾2012.2.19172教学网 发布2012.2.19172教学网 发布伊朗大地震伊朗大地震2012.2.19172教学网 发布雪崩雪崩2012.2.19172教学网 发布海啸海啸2012.2.19172教学网 发布

15、雷电雷电2012.2.19172教学网 发布能源与可持续发展能源与可持续发展1 1、2121世纪的能源趋势世纪的能源趋势 由于世界人口的急剧增加和经济的不断发展，由于世界人口的急剧增加和经济的不断发展，能源的消耗持续增长。特别是近三四十年来，能能源的消耗持续增长。特别是近三四十年来，能耗量增长速度明显加快。同学们看下，了解一下耗量增长速度明显加快。同学们看下，了解一下一个多世纪来，人类能源消耗的情况。一个多世纪来，人类能源消耗的情况。 五、五、2121世纪的能源趋势和世纪的能源趋势和消耗对环境的影响消耗对环境的影响 在耗用各种能源时，对环境是否会造成在耗用各种能源时，对环境是否会造成破坏呢？破

16、坏呢？石油和天然气煤水力发电核能柴薪空气污染空气污染废物废物有害辐射有害辐射水土流失水土流失和沙漠化和沙漠化环境问题环境问题能源种类能源种类xxxxxxxxxx x2 2、消耗对环境的影响、消耗对环境的影响2 2、消耗对环境的影响：、消耗对环境的影响： 大气污染大气污染 大气污染大气污染 2 2、消耗对环境的影响：、消耗对环境的影响：水土流失水土流失 水土流失水土流失 一座一座10 x106KW的燃煤厂，每年燃煤约的燃煤厂，每年燃煤约3.5X106t,向大气排放二氧化碳，向大气排放二氧化碳，二氧化硫、微尘及其他致病的有害物质可达二氧化硫、微尘及其他致病的有害物质可达1.09X106t。人类活动

17、排入大气的酸性气体形成的酸雨，可人类活动排入大气的酸性气体形成的酸雨，可至水、土壤酸化，对植物、建筑物、金属构至水、土壤酸化，对植物、建筑物、金属构件造成危害。图上的汉白玉柱已严重腐蚀。件造成危害。图上的汉白玉柱已严重腐蚀。2012.2.19172教学网 发布2012.2.19172教学网 发布学习目标回顾学习目标回顾3 3能说出功的原理，知道使用任能说出功的原理，知道使用任何机械都不省功。何机械都不省功。当堂检测当堂检测中考试题赏析中考试题赏析例例1.2011年年3月月11日，日本发生了里氏日，日本发生了里氏9级强烈地震，级强烈地震，引发海啸，导致福岛核电站受损引发海啸，导致福岛核电站受损.

18、核电站是通过核核电站是通过核 （选填（选填“裂变裂变”或或“聚变聚变”）获得巨大能量，从而转化）获得巨大能量，从而转化为电能为电能.该核电站的核反应堆受损该核电站的核反应堆受损,已经发生已经发生 ,造成造成了严重污染了严重污染. 答案：裂变答案：裂变 核泄漏核泄漏例例2.目前释放核能的方式有两种：一是使原子核裂变，二目前释放核能的方式有两种：一是使原子核裂变，二是使原子核。是使原子核。1938年，科学家首次用年，科学家首次用（选填（选填“电子电子”、“中子中子”或或“质子质子”）轰击比较大的）轰击比较大的原子核，使其发生裂变，变成两个中等大小的原子核，原子核，使其发生裂变，变成两个中等大小的原

19、子核，同时释放出巨大的能量。同时释放出巨大的能量。 1Kg铀核全部裂变释放的能量超过铀核全部裂变释放的能量超过2000t煤完全燃烧煤完全燃烧释放的能量释放的能量.如果煤的热值为如果煤的热值为3X107J/kg，那么，那么1kg铀全部裂变释放的能量至少为铀全部裂变释放的能量至少为J. 答案：聚变答案：聚变 中子中子 61013J中考试题赏析中考试题赏析 例例3、利用太阳能的方式之一是用太阳电池、利用太阳能的方式之一是用太阳电池把把 能转化成能转化成 能；另一种方式是用集能；另一种方式是用集热器加热。从改变物体内能的途径来看，太热器加热。从改变物体内能的途径来看，太阳能热水器是通过阳能热水器是通过

20、 来增加水的内能，来增加水的内能，一台太阳能热水器储有一台太阳能热水器储有300kg的水，若水的水，若水温从温从20升到升到70，这些水吸收了，这些水吸收了 J热量（水的比热容热量（水的比热容4.2103J/(kg)） 答案：答案：太阳；电；热传递；太阳；电；热传递；6.3107J中考试题赏析中考试题赏析例例4天然气是一种清洁燃料，沈阳市部分公天然气是一种清洁燃料，沈阳市部分公交车和出租车开始使用天然气来代替柴抽或交车和出租车开始使用天然气来代替柴抽或汽油。天然气是汽油。天然气是_ (填填“可再生可再生”或或“不可再生不可再生”)能源，它燃烧时释放的内能源，它燃烧时释放的内能转化为汽车的能转化

21、为汽车的_能。已知天然能。已知天然气的热值为气的热值为7107J/m3，某汽车消耗，某汽车消耗2L天然气所释放的热量为天然气所释放的热量为_J(假设假设天然气完全燃烧天然气完全燃烧)。答案：答案：不可再生；机械（动）；不可再生；机械（动）；1.4105中考试题赏析中考试题赏析 例例5 、如图是我国在宁夏建造的一座试验性发电站的示意图阳光穿过透明的集热棚顶使棚内空气变热，热空气从烟囱中上冲，带动发电机发电这种发电站利用的能源是 能这种发电站 （填“能”或“不能”）将获得的能量完全转化为电能这种发电方式与火力发电相比优点是 （写出一条即可） 答案：太阳（光）不能答案：太阳（光）不能 清洁（经济等）

22、清洁（经济等）练一练练一练1 1、下列哪组物质属于不可再生能源、下列哪组物质属于不可再生能源? ( )? ( )A A、风能、核能、太阳能、风能、核能、太阳能 B B、煤、沼气、石油、煤、沼气、石油 C C、石油、天然气、煤、石油、天然气、煤 D D、太阳能、地热、能核能、太阳能、地热、能核能C C2 2、目前许多城市的居民使用煤气、天然气为燃料、目前许多城市的居民使用煤气、天然气为燃料. .关于煤气、天然气，下列说法正确的是（关于煤气、天然气，下列说法正确的是（ ）A A是一次能源，是可再生能源是一次能源，是可再生能源B B是一次能源，是不可再生能源是一次能源，是不可再生能源C C是二次能源，是可再生能源是二次能源，是可再生能源 D D是二次能源，是不可再生能源是二次能源，是不可再生能源B B