16.3 能源：危机与希望 课件- 2024-2025学年北师大版物理九年级全一册

第3节 能源：危机与希望 第十六章 粒子和宇宙 西机学校：王永岐 教学重点： 知道能源和能源的分类，几种重要 的能源和应用 认识核裂变和核聚变的不同 教学难点 教学目标： 1.知道各种形式的能是可以相互转化的，能举出日常生活中能量守恒的实例 2.了解什么是能源和能源的分类， 了解几种重要的能源和应用 问: 1. 什么是能量？什么是能源？ 2.生活中有哪些属于能量？哪些可以称为能源呢?   思考：我们学过有哪些形式的能？ 资源 草、木材 煤、煤油、蜡、汽油等 空气 水 电流 燃烧 内能、光能、化学能 流动 机械能 通过做功 其它形式的能 一、能量与能源 1、能量：能够对外做功。与物质及其运动相联系的机 械能、电磁能、内能、化学能等。 2、能源：凡是能提供能量的物质资源 都可以叫做能源。 （4）核能的发现 注：人类利用能源经历了三个时期: 柴草时期 煤炭时期 石油时期 能源发展历史 （1）火的利用 机械能—内能 （2）化石能源的利用 内能---机械能 （3）电能的利用 电能---其它形式 核能→内能→机械能→电能 3.能量转化与守恒定律 大量事实表明：能量既不会凭空消失，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其他物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。这就是能量转化和守恒定律。 4.能量转移和转化的方向性 能量与能源之间 在热传递的过程中，热量只能自发地从高温物体转移到低温物体，不能自发地向相反方向进行。如果要使热量从低温物体转移到高温物体，就需要消耗其他形式的能量。 1905年，爱因斯坦发现了物质与能量E的关系，得出了物质和能量的方程式 E=mc2 1、核裂变 用中子轰击铀，使铀核分裂成两块中等质量的原子核的反应叫做核裂变. 二、物质和能量 如果核裂变产生的中子继续轰击其它铀核，就会导致一系列铀核持续裂变。 注：1kg铀全部裂变时放出的能量相当于2500t优质煤燃烧时放出的能量。 原子核的链式反应： （1）和平 核电站 大亚湾核电站 秦山核电站 利用原子核裂变时产生的大量热量，使水变成蒸汽，推动汽轮机运转，再带动发电机发电。 核能→内能→机械能→电能 工作原理 (3)运行可靠，利于环境保护。核电站不排放二氧化硫、二氧化碳及二氧化氮等有害的污染物，不产生煤灰。核燃料的安全屏障以及严格的监督和控制，保证不会发生核泄漏。 核电站的特点是： (1)消耗的燃料最少。与同功率的火电厂相比较，一座100万千瓦的火力发电厂每年约耗用300万吨煤，一座100万千瓦的核电站仅耗用30吨浓缩铀，而且可以再生使用。 (2)发电成本低。根据国外的报道，核电站的建厂投资比燃煤电厂高20％—50％，但是经济效益明显，发电成本低于火电厂。 把轻核聚合成质量较大的核的反应称为核聚变。 2、核聚变: 举例：氘核和氚核在超高温下聚合成氦核，同时放出大量能量。 氢弹―根据核聚变的原理制成。 应用： （1） 军事 氢弹 在太阳的光谱中，存在着能够发生聚变反应的轻元素，灼热的太阳内部原子之间的热碰撞使聚变反应激烈地进行，从而辐射出巨大的光和热。 太阳向外辐射能量时，也发生着核聚变形式。 （2）太阳辐射 中国“环流器”装置 (3) 和平受控热核反应实验利用 使用核聚变反应平稳受控进行 1. 太阳能 太阳能热水器 太阳能草坪灯 植物的光合作用 三、科学与人类 太阳能 太阳能电站 内能 太阳能热水器 电能 太阳能电池 化学能 植物的光合作用 2. 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MW﹝1014 MW﹞，其中可用来发电的达一千万MW﹝107 MW﹞，在燃料日益短缺的今天，此能源自然不容忽视。 3. 地热能 地热能的最大利用潜力在于发电，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。目前，全球地热发电总量已近800万千瓦。地热能除了用于发电以外，更大量地直接用于采暖、制冷、医疗洗浴和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。 地热能是来自地球深处的可再生热能。它来源于地球的熔融岩浆和放射性物质的衰变。 4. 潮汐能 中国·江厦潮汐发电站 5. 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。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，演义了自然物质循环利用、持续发展的经典过程。 2005年10月24日消息，最近一家名为E以色列公司发明了一种能够在汽车内产生氢气的技术系统，而且只需要使用镁和铝等普通金属。这一技术将完全解决汽车在氢气制造、运输和储存方面的所有相关难点。 能源的分类： 按能源的获取方式分为： 可再生能源和不可再生能源 按能源利用的先后分为： 一次能源和二次能源 常规能源和新能源 按能源能否不断地从 自然界中得到补充分为： 清洁能源和非清洁能源 按能源是否环保分为： 一、一次能源 由自然界提供的能源。 如：化石能源、水能、风能 二、二次能源 由一次能源转化而来的能源。 如：电能、煤气 三、可再生能源 以天体物理运动为基础的能源。 如：太阳能、风能、潮汐能、水能、地热能 四、不可再生能源 不可能在短期内从自然界中得到补充的能源。 如：化石能源、核能 五、常规能源 人类已经使用多年的能源。 如：化石能源、水能 六、新能源 近几年人类开发和利用的能源。 如：核能、太阳能、风能、潮汐能、地热能 小结 大量事实表明：能量既不会凭空消失，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其他物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。这就是能量转化和守恒定律。 二、能量转移和转化的方向性 在热传递的过程中，热量只能自发地从高温物体转移到低温物体，不能自发地向相反方向进行。如果要使热量从低温物体转移到高温物体，就需要消耗其他形式的能量。 1.能够提供化学能、光能、机械能和电能等各种形式能量的资源就叫能源。 2．能源的类型 （1）一次能源 （3）不可再生能源 （4）可再生能源 （2）二次能源 [学习巩固] 1．列举几种不同形式的能量 ; 获得核能的方式有 。 2．下列措施与保护环境无关的是（ ） A.退耕还林，退耕还草 B.回收并集中处理废旧电池 C.用含碘食盐代替食盐 D.用天然气代替煤作生活燃料 3.下列能源在利用中对环境污染最厉害的是（） A.太阳能 B.核能 C.煤 D.潮汐能 化学能、太阳能、核能 裂变聚变 C C 反馈检测 1. 下列能源中不属于新能源的是( ) A.水能 B.核能 C.潮汐能 D.太阳能 2. 下列能源中与太阳能无关的是（ ） A.水能和风能 B. 煤和石油 C. 潮汐能 D. 干木柴 3. 属于裂变的是 属于聚变的是 （1）轻弹 （2）原子（3）太阳释放能量 （4）核能发电 4. 节约能源的重要意义是（ ） A.可提高经济效益，降低成本 B.能缓解能源紧张局面 C.可提高能源利用率 D.可减少对化石燃料的开采 A C 2、4 1、3 c 5.以下能源中，属于一次能源的是 ABCDEFHI 属于可再生的能源的是 ABCH 属于新能源的是 ACHI 属于非清洁能源的是 DEFG A 太阳能 B 水能 C 风能 D 煤 E 石油 F 天然气 G 煤气 H 潮汐能 I 核能 $$