课件16张PPT。第1节 能源一、什么是能源问题:
我们每天要吃饭、喝水,用什么来煮饭、烧水呢?
回答:
煤,煤气,柴草、天然气……
问题:
要开动汽车、火车、飞机等交通工具 需要消耗什么呢?
回答:
汽油或者柴油、煤油等
问题:
煤,煤气,柴草、天然气、汽油、煤油或者柴油等它们在起什么作用?
答案:
它们在以上工作的作用就是提供能量.
问题:
你知道还有什么可以提供能量吗?
回答:
江河里的水流、流动的空气、电、太阳光.
什么是能源?像煤、天然气、汽油、水流、风、电、太阳光等能够提供能量的物质资源,我们把它们都叫做能源.
二、人类利用能源的历程人工取火蒸汽机核能第一次第二次第三次以柴薪为燃料化石燃料铀一万年二百年几十年人们的生活、生产、科研都离不开能源.那么能源包括哪些种,我们应该怎样来开发和有效地利用它们呢? 三、能源的分类按能源的来源分按是否可以再生来分按提供能源的物质来分一次能源和二次能源一次能源是自然界直接提供的能源.
由自然界提供的能源转化而来的能源是二次能源.能源的来源分:常见的一次能源煤、石油、天然气、风能、水能、
地热能、核能等常见的二次能源电能等发电机输电电灯电扇空调电车电力机车电能的优点:便于输送和转化按是否可以再生来分:不可再生能源:不可能在短期内从
自然界得到补充可再生能源:可以在自然界里源源不
断地得到如:化石能源、核能如:水能、风能、太阳能、生物质能按提供能源的物质来分:生物质能、化石能源、核能、风能、
太阳能、地热能、海洋能等等四、21世纪的能源趋势: 四、21世纪的能源趋势: 再见课件7张PPT。第2节 核能U235问题一、制造原子弹的物理原理是什么?实现原子弹爆炸需要什么条件?(1)核力、核能
核子之间存在强大核力
核子结合成原子核、原子核分裂都伴随巨大的能量变化
(2)核能计算
爱因斯坦质能方程:E=mc2 △E=△mc2(3)重核裂变
23592U+10 n ? 9038Sr+13654Xe +1010n
1千克铀全部裂变,放出的能量相当于2500吨优质煤 链式反应问题二、
核电站主要由哪几个部分组成?其核反应与原子弹爆炸的核反应有何不同? 核反应堆
热交换器
蒸汽轮机
发电机
冷凝器
水泥层核反应堆热交换器冷凝器问题三、
制造氢弹的物理原理是什么?氢弹爆炸需要什么条件?
(1)轻核的聚变
21H + 31H ? 42He + 10n (2)热核反应
轻核聚变需要满足几百万度的高温条件。
太阳内部时刻在进行着激烈的热核反应 课堂练习太阳内部持续不断地发生着四个质子聚变为一个氦的热核反应,
太阳的这 种核反应每秒钟释放出3.8×1026J的能量就是太阳的能源。
(1)写出这个核反应方程。
(2)这一核反应能释放多少能量?
(3)每秒钟太阳的质量减少多少千克?
(4)目前太阳的质量为2×1030kg,若太阳质量减少万分之三,这种
热核反应不能继续发生,计算太阳的这种热核反应能维持多少年?
(mp=1.0073u, ma=4.0015u, me=0.00055u, 1u=1.66×10-27kg)
411H ? 42He + 20+1e △E=△mc2=4.42×10-29×(3×108)2=4×10-12J△m=△E /C2=3.8×1026/(3×108)2=0.4×1010kg t =ΔM / Δm=2×1030×3×10-4 / 0.4×1010=15×1016秒=5×109年同学们再见课件23张PPT。第3节 太阳能 常规能源有: 等化石能源和 等,可以开发利用的新能源有:
等 。煤、石油、天然气风能、水能 核能、太阳能、原子能、
地热能、潮汐能一.引入新课
人类利用的常规能源是什么?可以开发利用的新能源有哪些呢?二.进行新课
第3节:太阳能
★太阳能的优点
请看一组数据吧:
太阳深处的极高温度是1500万℃和极高压力
约2×1016Pa,据粗略估计,太阳向地球表面辐
射的功率为1.7×1017w,相当于12000亿吨标准
煤释放的能量。看了数据再请同学们计算一下:太阳每小时辐射到地球的总能量有多少 ?1.7×1017W×3600s=6.1×1020J①太阳能十分巨大. 请同学们计算一下:
太阳能以光和热的形式向四周辐射,那么它的光和热到达地球上要经过多长时间? 地球每小时从太阳获得的太阳能量有6.1×1020焦,这比目前全世界在一年内能源生产的总量还多,可见太阳能有多么巨大.
那么太阳能会不会用完呢?根据科学家推算,太阳像现在这样不停地向外辐射能量,还可以维持50亿年以上,对于人类来说,太阳能可以说是一种取之不尽,用之不竭的永久性能源,所以太阳能的第2个优点是:
②太阳能供应时间长久. 我们到哪里去取太阳能?怎样获取呢?(只要太阳能照到的地方,就有太阳能,不用专门去寻找;只要用东西接收就行了,不需要挖掘开采)
③太阳能分布广阔,获取方便. 太阳能是最干净的能源,开发、利用太阳能不会给我们带来污染.所以,太阳能的第4个优点是: ④使用太阳能安全、不污染环境. 一、太阳能的优点1、太阳能十分巨大;
2、太阳能供应时间长久;
3、太阳能分布广阔,获取方便;
4、太阳能安全、清洁、无污染。能源分类一次能源常规能源不可再生二次能源: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不可再生: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二、地球上几乎所有的能源都来自太阳能
(除:核能、地热能、潮汐能)太阳能的应用★人类直接利用太阳能有三条途径:(讲解:例如用太阳炉、太阳能热水器等装置把太阳能转化成内能来做饭、烧水等等,也可用集热器把水加热,产生水蒸气,再推动汽轮发电机发电——这就叫太阳能热电站.) ①.把太阳能转化 成内能以供利用
(讲解:例如用硅光电池——也叫太阳能电池,把太阳能直接转化成电能.太阳能电池的应用已很广泛,像人造卫星上的电源、太阳能汽车上的电源,小型电视机、计算器上的电源,城
市道路路灯的电源等等都可用太阳能电池,我国还用太阳能电池做航标灯的电源,铁路信号灯的电源等等) ②.通过光电转换装置把太阳能直接转化成电能
(讲解:万物生长靠太阳。绿色植物利用太阳光进行光合作用促使植物生长,从而将太阳能转化为化学能。) ③.通过光化转换装置把太阳能转化成化学能三种利用太阳能的方式三、利用太阳能的三种方式
1、通过光热转换,把太阳能转化为内能;
2、通过光电转换,把太阳能转化为电能;
3、通过光化转换,把太阳能转化为化学能。 既然太阳能有那么多优点,为什么不大量推广、大范围应用呢?目前还有些技术问题没有解决. (三)广泛利用太阳能的困难 (讲解:经计算,垂直投射到地面每平方米面积上的太阳能只有几百瓦,所以要大规模开发利用太阳能必须设置庞大的收集和转换能量的系统,目前造价还太高,影响推广. (由于地球的自转和气候、季节等原因,太阳能的功率变化大,不稳定,给正常连续地使用造成困难 ) (讲解:光热转换的效率为50~60%,而光电转换的效率只有10%左右.所以还要下大力气研制高转换效率的材料) 1.太阳能虽然十分巨大,但它太分散2、太阳能不稳定,不能正常使用3.目前太阳能转换器的效率不高(四)结束语
要大规模地直接利用太阳能还要做大量的研究工作,现在已取得一定成果,只要不断努力,必将会不断有新的进展,随着科学技术的进步,应用也将越来越广泛.有人预言,到21世纪,太阳能将会成为人类的重要能源之一. 课堂练习:
1、在太阳内部,氢原子核在超高温下发生________,释放出巨大的_________能
2、太阳能热水器是将太阳能转化为______能;太阳能硅光电池将太阳能转化为______能;在绿色植物的光合作用过程中太阳能被转化为_______能
讨论:
结合地理知识,讨论我国哪些地区适宜开放太阳能聚变 核 内
电
化学我国西藏、青海、新疆、甘肃、宁夏、内蒙古高原
课件18张PPT。能源与可持续发展人类进步的阶梯 钻木取火是人类在能量转化方面最早的一次技术革命
蒸汽机的发明是人类利用能量的新里程碑
反应堆,拉开了以核能为代表的第三次能源革命的序幕 能源家族能源
化石能源
一次能源和二次能源
可再生能源和不可再生能源
污染型能源和清洁型能源
常规能源和新型能源 一次能源:例:泥煤、褐煤、烟煤、无烟煤、石油、天然气、油页岩、植物秸杆、水能、风能、太阳能、地热能、核能、海洋能等二次能源:例: 汽油、电能、煤气、焦碳、激光、沼气等可再生能源 :例:水能、风能、太阳能、地热能、 潮汐能等不可再生能源: 例:煤炭、石油、天然气等污染型能源和清洁型能源:(1)污染型能源:包括煤炭、 石油等
(2)清洁型能源:包括水力、电力、太阳能、风能和核能等。常规能源 :例:煤炭、石油、天然气 新型能源:例:太阳能、风能、地热能、海洋能、生物能以及用于核能发电的核燃料等。21世纪的能源趋势 世界人口急剧增加,能源的消耗持续增长核能原子 原子核
核能
裂变
聚变原子结构示意图一切物质由分子组成,分子又由原子组成。原子又有居于原子中心的原子核和核外电子组成,原子核由质子和中子组成。质子带正电荷,电子带负电荷,中子不带电。裂变 太阳能太阳-巨大的“核能火炉”
太阳能是人类能源的宝库
太阳能的利用
太阳能的特点太阳能的利用光-热转换
光-电转换
光-化学转换 太阳能的特点1、普遍
2、清洁无污染
3、可长期持续利用
4、能量巨大能量的转移和转化的方向性能源与可持续发展
能源消耗对环境的影响
未来的理想能源能源消耗对环境的影响 空气污染、固体废物污染、有害辐射、水土流失和沙漠化 未来的理想能源必须满足的条件: 第一,必须足够丰富,可以保证长期使用;
第二,必须足够便宜,可以保证多数人用得起;
第三,相关的技术必须成熟,可以保证大规模使用;第四,必须足够安全、清洁,可以保证不会严重影响环境。