22.1能源、22.2核能(共32张PPT) 2023-2024学年人教版物理九年级下册

(共32张PPT)
第1、2节 能源 核能
生活生产中各方面都需要能量，这些能量是通过不同的能源提供的。各种能源的利用，极大促进了人类文明的发展
新课引入
1.能列举出不同历史时期人类利用的主要能源
2.结合实际，说出能源与人类生存和社会发展的关系
3.常识性了解什么是一次能源、二次能源及其特点
4.了解我国和世界的能源状况以及21世纪的能源趋势
5.了解原子、原子核的结构
6.知道核能的优点和可能带来的问题，了解我国和世界核能利用新进展
7.了解核裂变、核聚变
学习目标
蒸汽机的利用——人类进入工业化社会
钻木取火——人类最早的“技术革命”
一、人类利用能源的历程
新知学习
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
煤
石油
天然气
像化石能源这样可以直接从自然界获取的能源称为一次能源。
风能
太阳能
地热能
核能
能源的分类：
由一次能源经过加工得到的能源称为二次能源，如电能等
风能、太阳能、地热能以及核能等均属于一次能源。
分类标准 分类 解释
产生方式 一次能源 可以直接从自然界获取的能源。
例如：煤、石油、天然气、风能、太阳能、地热能、核能、潮汐能
二次能源 无法直接从自然界获取、必须通过消耗一次能源才能得到的能源。比如在产生电能时消耗了机械能、在用蒸馏法提取汽油时消耗了内能
是否 可再生 可再生 能源 ①可以长期提供能量的能源。例如：太阳能
②可以再生的能源。例如：风能、水能等
不可再生 能源 消耗后，很难再生，
例如：煤、石油、天然气、铀矿等
二、21世纪的能源趋势
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
化石能源属于不可再生的资源，是目前人类主要能源，储量并不丰富，如果长期大规模开采，总有使用殆尽的一天。
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
能源
定义
21世纪的能源趋势
分类
能够提供能量的物质资源
化石能源：煤、石油、天然气
水能
风能
二次能源
一次能源
电能
能源危机
开发利用新能源
课堂小结
1. 以下列出了各种形式的能源：柴薪、煤、石油、天然气、风能、水能、电能、太阳能、地热能。在这些能源中哪些是化石能源？哪些是一次能源？哪些是二次能源？请填在以下表格中。
一次能源
二次能源
化石能源
地热能
电能
柴薪
太阳能
水能
风能
天然气
石油
煤
煤
天然气
石油
随堂练习
2. 在倡导“节能环保”“低碳生活”的今天，人类非常重视新能源的开发和利用。下列能源中属于新能源的是（ ）
A．煤炭
B．石油
C．太阳能
D．天然气
C
3.2022年6月2日，我国发布了“十四五”可再生能源发展规划，确立了到2025年实现可再生能源年发电量达到3.3万亿千瓦时的目标，为此需要逐步减少（　　）
A. 煤炭、天然气发电
B. 太阳能、风力发电
C. 海水涨落的潮汐发电
D. 水力发电
A
4. 关于能源，下列说法正确的是(　　)
A. 核能是绿色环保，取之不尽的新能源
B. 水能、风能和汽油都是一次能源
C. “可燃冰”(天然气水合物)燃烧后几乎不产生残渣和废气，被誉为“绿色能源”
D. 由于能量是守恒的，所以不需要节约能源
C
不可再生能源;利用核能发电后产生的核废料具有放射性，会污染环境
汽油是由一次能源石油转化来，是二次能源
燃烧后仅生成少量的二氧化碳和水
1964年10月16日15时，我国第一颗原子弹爆炸成功。你知道原子弹为什么会突然放出那么大的能量的呢
1967年6月17日上午8时20分，我国西部地区新疆罗布泊上空，我国第一颗氢弹爆炸试验获得完全的成功，氢弹和原子弹的原理相同吗
原子核（正）
核外电子（负）
质子（正）
中子（不带电）
原子的结构
原子核
质子
中子
电子
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极其困难。一旦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，就有可能释放出惊人的能量，这就是核能
获得核能有两种途径：裂变和聚变
三、核能
核裂变是较重的原子核裂变为较轻的原子核的一种核反应
四、裂变
铀矿石
用中子轰击铀235原子核，铀核分裂时释放出核能，同时还会产生几个新的中子，这些中子又会轰击其他铀核，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
用火柴模拟链式反应
链式反应示意图
链式反应如果是在一瞬间进行，那将是剧烈的爆炸
原子弹的爆炸就是铀核或钚核裂变发生链式反应的结果
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
1942 年，人类利用核反应堆第一次实现了可控制的铀核裂变
核电站中的反应堆
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
秦山核电站
大亚湾核电站
田湾核电站
岭奥核电站
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
知识拓展
与火力发电相比，核能发电具有三个优点：
1.只需消耗很少的核燃料就可以产生大量的电能；
2.核电站不排放烟尘和 CO2、SO2（二氧化硫）等有害气体，对环境的污染比火力发电站小得多；
3.从长远看，核能发电的成本低于火力发电。
火力发电
核能发电
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
氢弹利用的就是聚变在瞬间释放的能量
五、聚变
核聚变是较轻的原子核结合为较重的原子核的一种核反应
太阳内部的温度高达摄氏1千万度以上，在那里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，地球上的人类每天都享用着聚变释放出的能量
通过可控核聚变来利用核能，有望彻底解决人类能源问题，中国在利用受控核聚变“种太阳”方面已经走在世界前列.
核能
原子
核能
裂变：
聚变：
质子(正)
中子(不带电)
原子核
核外电子
定义：
链式反应
应用：原子弹、核电站
定义：
应用：氢弹
课堂小结
1.（多选）以下属于核聚变反应的是 （ ）
A．氢弹爆炸 B．原子弹爆炸
C．太阳内部发生的核反应 D．连续发生的剧烈化学反应
AC
随堂练习
2. 以下属于链式反应的是（ ）
A.氢弹爆炸 B.木柴燃烧
C. 原子弹爆炸 D. 太阳内部发生的核反应
C
3.2021年1月30日，全球第一台“华龙一号”核电机组福清核电5号机组投入商业运行，标志着我国在三代核电技术领域跻身世界前列，下列关于核能的说法正确的是（ ）
A. 核电站使用的核燃料是石油或天然气
B. 核反应堆种发生的链式反应是不可控制的
C. 核电站发电的能量转化过程是：核能→内能→机械能→电能
D. 核能开发绝对安全，即使有核泄漏也是清洁无污染的
C
4.中国“人造太阳”——大型核实验装置（EAST）取得重大突破，奠定了我国在核聚变研究领域的世界领先地位．EAST利用氘、氚原子核，在超高温下结合成氦原子核，同时释放出巨大的核能．这与我国正在运行的核电站获得核能的方式______（选填“相同”或“不同”）.结合成氦原子核时，带正电的氘、氚原子核间具有很强的静电　　（选填“引”或“斥”）力．在利用核能过程中，能量的转移和转化具有　　　（选填“方向”或“可逆”）性．
不同
斥
方向