第二十二章 能源和可持续发展 -2023-2024学年人教版九年级物理

能 源 第二十二章 第１节 　　2012年7月4日，三峡水电站32台机组全部投入工作。自2003年三峡工程正式开始发电，到2012年7月之间，三峡电站发电量累计达到5 648亿千瓦时，相当于从滚滚长江中捞起了近2亿吨标准煤，减排二氧化碳4亿吨、二氧化硫500多万吨。 　　三峡水电站是如何发电的呢？ 　　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能 高水位的水快速向下流推动水轮机转动 发电机在水轮机的带动下旋转发电 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。 　　金属的冶炼、机器的运转、汽车和火车等交通工具的行驶需要能量，生活中烧饭、取暖、照明等也需要能量。 　　生产和生活中利用的这些能量，是通过不同的能源提供的。各种能源的广泛利用，极大地促进了人类文明的发展。 一、能源概念 　　地球上的能源是否是无尽的呢？ 　　我们的生活中都用到哪些能源呢？ 　　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。 　　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，人类仍需要开发其他的能源。 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。 　　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三大支柱。 　　1．能直接从自然界获取的能源称为一次能源 煤 石油 风能 地热能 水能 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 汽油、柴油 风力发电 水力发电 太阳能发电 地热发电 电能的利用 一次能源 二次能源 天然气 化石能源 煤 石油 核能 电能 汽油 风能 太阳能 水能 地热能 柴油 能源分类 　　如果把全世界的能源消耗量折合成热值为2.93×107 J/kg的标准煤来计算，1950年为26 亿吨，1987年为110 多亿吨，2003年接近140 亿吨，2007年达到160 亿吨。 四、21世纪的能源趋势 　　化石能源是现代人类文明所需的主要能源。由于其属于不可再生的资源，所以总有使用殆尽的一天。 　　而且在开采化石能源的过程中因意外而对环境的破坏也十分严重。所以开发新能源、更好地利用已知能源是全球范围的重要课题。 　　20世纪40年代，科学家发明了可以控制核能释放的装置——核反应堆，拉开了以核能为代表的新能源利用的序幕。 核反应堆外围包裹着厚厚的混凝土罩以吸收辐射 水在核反应堆中心循环流动，吸收在核反应中产生的热量，并将这部分内能传递给蒸汽发生器内的水 吸收了热量的水汽化变成蒸汽 蒸汽推动发电机运转， 将蒸汽的机械能转化为电能 核能发电的原理 　二次能源 电能 不造成空气污染 不排放CO2 消耗核能源少 发电成本低 产生放射性废料 排热量大 建厂成本大 核泄漏污染大 核能发电的利弊 新能源：又称非常规能源。是指传统能源之外的各种能源形式。指刚开始开发利用或正在积极研究、有待推广的能源，如太阳能、地热能、风能、海洋能、潮汐能、氢能、生物质能和核聚变能等。 太阳能 风能 核能：核电站 槽式太阳能光热 海洋能 生物质能：修建沼气池 地热能 三峡大坝卫星图 潮汐发电 　　1．人们的生产和生活中利用能源提供能 量。 　　2．人类历史上利用的能源逐步从太阳、柴薪等转变成煤、石油、天然气等化石能源。 课堂小结 核 能 第二十二章 第２节 1．原子结构 H2O分子 　　以水分子为例：它由一个氧原子和两个氢原子组成。 一、核能 H 　　原子由原子核和核外电子组成。 　　（1）氢原子由原子核和一个核外电子组成。 　　原子核有一个质子，质子带正电荷，核外电子带负电荷。二者电荷量相同。 O 　　（2） 氧原子由原子核和八个核外电子组成。 　　原子核有八个质子和八个中子，由于中子不带电，所以正负电荷量仍然相同。 　　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 　　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。 质量亏损与质能方程 1.裂变：把重核分裂成质量较小的核，释放核能的反应叫做裂变． 2.聚变：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 1938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。 1 kg铀全部裂变，释放的能量超过2 000 t煤