第十七章能源与可持续发展ppt.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2012.2.19,172,教学网 发布,*,能源与可持续发展,能源和环境是两个全球所关注的问题，能源是现代社会生活的重要物质基础，而常规能源的有限储藏量与人类的需求存在矛盾，同时大量消耗常规能源带来了环境问题，正确地协调和解决这一矛盾和问题是生活在地球上每一个人的职责。,2012.2.19,172,教学网 发布,一、能源家族,化石能源,:,煤,石油,天然气,2012.2.19,172,教学网 发布,一、能源家族,1.,化石能源,定义：,是指,古代动植物被埋在地下经过长期的地质年代演变而来,的能源,.,目前人们主要使用的化石能源有：,煤 石油 天然气 生命质,能,生命质能的定义：,由生命物质提供的能量称为生物质能。,2012.2.19,172,教学网 发布,一次能源：,化石能源，风能、太阳能、地热能,核能,二次能源：,汽油、,电能,、煤气、焦碳、激光、沼气等,可直接从自然界获取的能源,必须消耗一次能源才能得到的能源,2012.2.19,172,教学网 发布,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,2012.2.19,172,教学网 发布,一、能源家族,2.,一次能源与二次能源：,可以从自然界直接获取的能源统称为,，如：,、,_,、,_,。,无法从自然界直接获取，必须通过一次能源的消耗才能得到，统称为,，如：,；,3.,不可再生能源和可再生能源,越用越少，不可能在短期内从自然界得到补充，叫,能源，如：,_,、,_,。可以在自然界里源源不断地得到的能源叫,，如：,、,_,。,风能,一次能源,化石能源,太阳能,电能,二次能源,生物质能,不可再生能源,化石能源,核能,可再生能源,太阳能,2012.2.19,172,教学网 发布,新能源时代的呼唤,2012.2.19,172,教学网 发布,核能,2012.2.19,172,教学网 发布,二核能：,1.,核能：,科学家发现原子核是可以改变的，在改变过程中有可能,，这种能量叫做,能，获得核能的途经是,_,和,。,裂变,：,_,_,叫做裂变。,这种变化不断地继续下去的现象叫做,。,裂变的应用,：,核电站中的核心设备是核反应堆，核反应堆中的链式反应是可以控制的。原子弹中的链式反应是不加控制的。,原子核的聚变,释放巨大的能量,核,原子核的裂变,用中子轰击较大的原子核，使其变成两个中等大小的原子核，同时释放出巨大的能量,链式反应,2012.2.19,172,教学网 发布,2012.2.19,172,教学网 发布,原子弹爆炸,2012.2.19,172,教学网 发布,2,、核电站与环境,核电厂在环境上优于火电厂，不会放出二氧化碳、二氧化硫等，,不会造成温室 效应和酸雨，从而保护了环境。,核电是清洁的能源,2012.2.19,172,教学网 发布,秦山,核电站,2012.2.19,172,教学网 发布,大亚湾核电站,2012.2.19,172,教学网 发布,核电站原理图,2012.2.19,172,教学网 发布,核能的和平利用,核电站,思考：在电站工作过程中，能是如何转化的？,核能内能机械能电能,2012.2.19,172,教学网 发布,二核能,：,1.,核能：,聚变：,定义：,将,质量很小的原子核，在超高温下结合成新的原子核,，会释放出,更大,的核能，称为聚变。也称为,热核反应,。,应用：,聚变时会释放更大的能量。在军事上，根据这一原理制成了杀伤力和破坏力更大的,。,氢弹,2012.2.19,172,教学网 发布,2012.2.19,172,教学网 发布,氢弹,2012.2.19,172,教学网 发布,你知道我们现在使用的,化石能源,-,煤、,石油,和,天然气,与太阳能有,怎样,的关系吗？,【,阅读,思考,】,海洋,生物,陆地,生物,泥炭,煤炭,石油,天然,气,太阳能,化学能,光合作用,（压力、化学变化）,2012.2.19,172,教学网 发布,太阳能是,太阳内部,或者表面的黑子连续不断的,核聚变,反应过程产生的能量。,三、太阳能：,2012.2.19,172,教学网 发布,三、太阳能,在太阳内部，氢原子核在超高温下发生,聚变,，释放出巨大的能量,2012.2.19172,教学网 发布,三、太阳能：,1,、能量来源：,在太阳内部，氢原子核在超高温下发生聚变，释放出巨大的核能，并不断向宇宙空间辐射出巨大能量。,2,、,太阳是人类能源的宝库：,如化石能源，从根本上说也是远古以来贮存下来的太阳能；地球上的风能、水能。生物质能等都是来源于太阳。,3,、,直接利用太阳能的方式有两种：,一种,是集热器把水等物质加热，,另一种,是用太阳能电池把太阳能转化成电能。,2012.2.19,172,教学网 发布,把太阳能转化成内能以供利用,2012.2.19,172,教学网 发布,通过光电转换装置把太阳能直接转化成电能,2012.2.19,172,教学网 发布,太阳能的利用光,-,热转换,光,-,电转换,光,-,化学转换,2012.2.19,172,教学网 发布,自然界中的热核反应,自然界中，太阳内部的温度高达摄氏,1,千万度以上，在那里就进行着大规模的,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,.,2012.2.19,172,教学网 发布,请同学们,举出,生活中利用太阳能的,实际例子,：,2012.2.19,172,教学网 发布,太阳能,太阳能发电装置,2012.2.19,172,教学网 发布,太阳能,太阳能计算器,2012.2.19,172,教学网 发布,太阳能,太阳能发电站2012.2.19,172,教学网 发布,三、太阳能,4,、太阳能的优点,普遍性,：,太阳能分布广阔，获取方便,洁净性,：使用太阳能安全、不污染环境,数量大,：太阳能十分巨大,长久性,：太阳能取之不尽，用之不竭,2012.2.19,172,教学网 发布,5,、太阳能的缺点,不稳定,：随季节、时间变化，受到天气状况的影响,强度弱,：实际投射到地球表面的太阳辐射功率小，要有较大的接受面积和收集转换设备,不连续,：每个地方只有在白昼才能接受到太阳辐射能,2012.2.19,172,教学网 发布,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一百兆兆瓦,(10,14,MW),，其中可用来发电的达一千万兆瓦,(10,7,MW),，在燃料日益短缺的今天，风能自然不容忽视。,科学与人类,2012.2.19,172,教学网 发布,地热能,地热能是来自地球深处的可再生能源。它来源于地球的熔融岩浆和放射性物质的衰变。,科学与人类,2012.2.19,172,教学网 发布,地热能的最大应用潜力在于发电，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。地热能除了用于发电以外，还可以直接用于采暖、制冷、医疗洗浴、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,科学与人类,2012.219,172,教学网 发布,波浪能,中国江厦潮汐发电站,科学与人类,2012.2.19,172,教学网 发布,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。氢能资源丰富，氢气可以由水制取，而水是地球上最为丰富的资源，是自然物质循环利用、持续发展的典范,。,科学与人类,2012.2.19,172,教学网 发布,四、能源革命与未来理想能源,2012.2.19,172,教学网 发布,三次能源革命,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,2012.2.19,172,教学网 发布,四、能源革命与未来理想能源,（,2未来的理想能源必须满足如下条件：,足够,丰富,，可以保证长期使用；,足够,便宜,，可以保证多数人用得起；,相关技术,成熟,，可以保证大规模使用；,足够,安全、清洁,，可以保证不会严重影响环境。,2012.2.19,172,教学网 发布,灾害失控的能量释放,2012.2.19,172,教学网 发布,3、能量转移和能量转化的方向性,能量的转化和转移是有,_,的，在能,量的转化和转移的过程中,_,，,因此不是什么能量都可以利用，能量的,利用是有,_,的，也是有,_,的,。,方向性,利用能量,条件,代价,2012.2.19,172,教学网 发布,火灾,2012.2.19,172,教学网 发布,2012.2.19,172,教学网 发布,伊朗大地震,2012.2.19,172,教学网 发布,雪崩,2012.2.19,172,教学网 发布,海啸,2012.2.19,172,教学网 发布,雷电,2012.2.19,172,教学网 发布,能源与可持续发展,2012.2.19,172,教学网 发布,1,、,21,世纪的能源趋势,由于世界人口的急剧增加和经济的不断发展，能源的消耗持续增长。特别是近三四十年来，能耗量增长速度明显加快。同学们看下，了解一下一个多世纪来，人类能源消耗的情况。,五、,21,世纪的能源趋势和,消耗对环境的影响,2012.2.19,172,教学网 发布,2012.2.19,172,教学网 发布,在耗用各种能源时，对环境是否会造成破坏呢？,石油和天然气,煤,水力发电,核能,柴薪,空气污染,废物,有害辐射,水土流失和沙漠化,环境问题,能源种类,x,x,x,x,x,x,x,x,x,x,x,2,、消耗对环境的影响,2012.2.19,172,教学网 发布,2,、消耗对环境的影响：,大气污染,大气污染,2012.2.19,172,教学网 发布,2,、消耗对环境的影响：,水土流失,水土流失,2012.2.19,172,教学网 发布,一座,10 x10,6,KW,的燃煤厂，每年燃煤约,3.5X10,6,t,向大气排放二氧化碳，二氧化硫、微尘及其他致病的有害物质可达,1.09X106,t,。,2012.2.19,172,教学网 发布,人类活动排入大气的酸性气体形成的酸雨，可至水、土壤酸化，对植物、建筑物、金属构件造成危害。图上的汉白玉柱已严重腐蚀。,2012.2.19,172,教学网 发布,2012.2.19,172,教学网 发布,学习目标回顾,3,能说出功的原理，知道使用任何机械都不省功。,当堂检测,2012.2.19,172,教学网 发布,中考试题赏析,例,1.2011,年,3,月,11,日，日本发生了里氏,9,级强烈地震，引发海啸，导致福岛核电站受损,.,核电站是通过核,（选填“裂变”或“聚变”）获得巨大能量，从而转化为电能,.,该核电站的核反应堆受损,已经发生造成了严重污染,.,答案：裂变 核泄漏,例,2.,目前释放核能的方式有两种：一是使原子核裂变，二是使原子核。,1938,年，科学家首次用（选填“电子”、“中子”或“质子”）轰击比较大的原子核，使其发生裂变，变成两个中等大小的原子核，同时释放出巨大的能量。,1Kg,铀核全部裂变释放的能量超过,2000t,煤完全燃烧释放的能量,.,如果煤的热值为,3X10,7,J/kg,，那么,1kg,铀全部裂变释放的能量至少为,J.,答案：聚变 中子,610,13,J,2012.2.19,172,教学网 发布,中考试题赏析,例,3,、利用太阳能的方式之一是用太阳电池把,能转化成,能；另一种方式是用集热器加热。从改变物体内能的途径来看，太阳能热水器是通过,来增加水的内能，一台太阳能热水器储有,300kg,的水，若水温从,20,升到,70,，这些水吸收了,J,热量（水的比热容,4.210,3,J/(kg),）,答案：,太阳；电；热传递；,6.310,7,J,2012.2.19,172,教学网 发布,中考试题赏析,例,4,天然气是一种清洁燃料，沈阳市部分公交车和出租车开始使用天然气来代替柴抽或汽油。天然气是,_(,填“可再生”或“不可再生”,),能源，它燃烧时释放的内能转化为汽车的,_,能。已知天然气的热值为,710,7,J/m,3,，某汽车消耗,2L,天然气所释放的热量为,_J(,假设天然气完全燃烧,),。,答案：,不可再生；机械（动）；,1.410,5,2012.2.19,172,教学网 发布,中考试题赏析,例,5,、如图是我国在宁夏建造的一座试验性发电站的示意图阳光穿过透明的集热棚顶使棚内空气变热，热空气从烟囱中上冲，带动发电机发电这种发电站利用的能源是,能这种发电站,（填“能”或“不能”）将获得的能量完全转化为电能这种发电方式与火力发电相比优点是,（写出一条即可）,答案：太阳（光）不能,清洁（经济等）,2012.2.19,172,教学网 发布,练一练,1,、下列哪组物质属于不可再生能源,?(),A,、风能、核能、太阳能,B,、煤、沼气、石油,C,、石油、天然气、煤,D,、太阳能、地热、能核能,C,2012.2.19,172,教学网 发布,2,、目前许多城市的居民使用煤气、天然气为燃料,.,关于煤气、天然气，下列说法正确的是（）,A,是一次能源，是可再生能源,B,是一次能源，是不可再生能源,C,是二次能源，是可再生能源,D,是二次能源，是不可再生能源,B,2012.2.19,172,教学网 发布,