(共22张PPT)
第十一章 物理学与能源技术
第5节 能源开发与可持续发展
复习
现在人们利用的主要能源是什么?
煤
石油
天然气
问题
在利用这些能源的过程中,有哪些问题
新知导入
1.了解能源利用中的问题及相应对策。
2.认识新能源的开发与利用。
学习目标
1.能源利用中的问题主要包括三个方面
(1)能源危机
传统能源煤、石油、天然气随着不断开采会逐渐枯竭。
煤
天然气
石油
新知学习
01 能源利用中的问题及其相应对策
(2)环境污染
能源利用中硫化物、碳氧化合物和粉尘的大量排放造成对环境及生态的破坏。
①化石能源通过燃烧转化为内能,相当一部分内能没有被有效利用,
造成了热污染。
②汽车尾气造成空气污染和城市热岛效应。
③燃料燃烧产生的大量二氧化碳,加剧了地球的温室效应。
生物圈平衡遭到破坏,生物难以生存。
海平面上升,近海岸和岛国居民将面临失去家园的危机。
④燃料燃烧生成的二氧化硫、氮氧化物排放到大气中,会生成酸性物质,溶在雨水中便形成了酸雨。
酸雨侵蚀后的树木
(3)能源利用中的安全问题
由于突发事件引起能源短缺或能量供应中断——能源安全问题。
2008年我国南方地区出现的“冰灾”
2003年发生在美国和加拿大的“大停电”
2.解决能源问题的方法
(1)一方面必须形成全民节能意识,注重技术创新,提高能源利用效率,减少废气、废物排放;
(2)另一方面依靠科学技术创新开发核能、太阳能、风能、地热能等清洁型能源,加强能源利用中的防护措施,提高能源使用的安全性。
那理想的新能源须满足的条件是什么
安全清洁、足够丰富、技术成熟、足够便宜。
寻找新能源成为人类可持续发展重大课题,20世纪70年代以来,新能源的开发与利用在以下几个方面取得了长足进展。
重核裂变释放能量,少量的核原料在核反应堆中持续释放巨大的能量。
只要做好技术保护,核能是没有污染的。
1.核能的开发与利用
(1)核裂变发电
现在核(裂变)发电技术已经成熟,秦山核电站是中国自行设计、
建造和运营管理的第一座30万千瓦压水堆核电站。
02 新能源的开发与利用
秦山核电站
大亚湾核电站
田湾核电站
(2)可控核聚变发电
要从根本上满足人类对能源的需求,还期待物理学在可控核聚变
研究中实现质的突破。 核聚变的原料(氘)在海水中的含量约为4.0×1013t,可满足人类数十亿年。
我国的核聚变实验装置
2.太阳能的开发与利用
太阳能每年投放在地球上的能量是人类现在利用的能量的10000多倍,
太阳能的利用具有巨大的潜力。
①太阳跟踪系统
双轴跟踪
定日镜追着太阳转
②各种太阳能收集装置
真空管集热器
透镜式聚光集光器
太阳灶
③太阳能电池
硅太阳能电池
太阳能路灯
卫星的太阳能电池
④太空太阳能发电站
太空太阳能发电站的设想早在1968年就有人提出,但直到最近人类才开始
真正将之付诸行动。
在太空建太阳能发电站,无论气候如何,均可利用太阳能发电,
这与在地球上建立太阳能发电站的情况不同。
太阳能的综合利用正进入建筑设计专家的蓝图并付诸实施。把绿色能源和现代建筑结构融为一体可形成环保型建筑。
太阳能汽车
绿色建筑
2010年上海世博会中国馆采用了大量先进的太阳能科技,整座世博园的太阳能发电装置每年预计节电约420 万千瓦时,减排二氧化碳约4100 吨。
3.地热能的开发与利用
(1)地热资源:是指地球陆地表面以下10 km深度以内,温度为15~400 0C的地热能量。
(2)地热类型
水热型、地压型、热干岩型、岩浆型。
针对不同的地热类型采用不同的研究方法。
4.其他新能源的开发与利用
风能
生物质能
海洋能
除了核能、太阳能和地热能外,世界各国正竞相开发风能、海洋能、
生物能和氢能等绿色能源。
氢燃料电池
能源开发与可持续发展
能源利用中的问题及其相应对策
新能源的开发与利用
1.能源危机
2.环境污染
3.能源利用中的安全问题
4.解决能源问题的方法
1.核能的开发与利用
2.太阳能的开发与利用
3.地热能的开发与利用
4.其他新能源的开发与利用
课堂总结
1.如图所示是一种利用新能源的路灯,它“头顶”小风扇,“肩扛”太阳能电池板。这种设计最合理的应用是( )
A.小风扇是一个美化城市的时尚装饰
B.小风扇是用来给太阳能电池散热的
C.太阳能电池同时向小风扇和路灯供电
D.小风扇是小型风力发电机,它和太阳能电池共同向路灯供电
D
课堂检测
2.在核电站的发电过程中,核能的获取途径及能量转化顺序正确的是( )
A.聚变:核能→内能→化学能→电能
B.聚变:核能→内能→机械能→电能
C.裂变:核能→内能→机械能→电能
D.裂变:核能→内能→化学能→电能
C
3.开发新能源是本世纪人类关注的热点之一,除了开发新能源,我们还应该从节约身边的能源做起,下列符合节约能源且安全的做法是( )
A.冰箱开门后不及时关门
B.白天尽量采用自然光
C.用燃气炉取暖
D.用洗衣机每次洗一件衣服
B