第十七章能源與可持續(xù)發(fā)展

1、第十七章第十七章 能源與可持續(xù)發(fā)展能源與可持續(xù)發(fā)展 第一單元第一單元 能源及其分類能源及其分類 1、生物質能：生物質能：由生命物質提供由生命物質提供 的能量稱為生物質能。的能量稱為生物質能。 一、認識幾種能源一、認識幾種能源 2、化石能源化石能源：煤、石油、：煤、石油、 天然氣，這些埋在地下的天然氣，這些埋在地下的 動植物經過漫長地質年代動植物經過漫長地質年代 形成的。形成的。 一、認識幾種能源一、認識幾種能源 一、認識幾種能源一、認識幾種能源 一切物質由分子組成，一切物質由分子組成， 分子又由原子組成。分子又由原子組成。 原子又有居于原子中原子又有居于原子中 心的心的原子核原子核和核外和核外

2、電電 子子組成，原子核由組成，原子核由質質 子子和和中子中子組成。質子組成。質子 帶正電荷，電子帶負帶正電荷，電子帶負 電荷，中子不帶電。電荷，中子不帶電。 3、核能、核能：質子、中子依靠強大：質子、中子依靠強大 的核力緊密地結合在一起，原的核力緊密地結合在一起，原 子核十分牢靠，要使它們分裂子核十分牢靠，要使它們分裂 或重新組合，就能釋放出驚人或重新組合，就能釋放出驚人 的能量，這就是的能量，這就是核能核能 一、認識幾種能源一、認識幾種能源 太陽是一個熾熱的氣態(tài)球太陽是一個熾熱的氣態(tài)球 體，這是由于體，這是由于太陽內部持續(xù)進太陽內部持續(xù)進 行著氫聚合成氦的行著氫聚合成氦的核聚變核聚變反應反應

3、， 不斷地釋放出巨大的能量，太不斷地釋放出巨大的能量，太 陽每秒鐘照射到地球上的能量陽每秒鐘照射到地球上的能量 就相當于就相當于500萬噸煤萬噸煤。 一、認識幾種能源一、認識幾種能源 4、太陽能、太陽能：太陽能是太陽內：太陽能是太陽內 部連續(xù)不斷的部連續(xù)不斷的核聚變核聚變反應過反應過 程產生的能量。程產生的能量。 一、認識幾種能源一、認識幾種能源 狹義的太陽能：狹義的太陽能：僅限于太陽輻射能的僅限于太陽輻射能的 光熱、光電和光化學的直接轉化。光熱、光電和光化學的直接轉化。 廣義的太陽能：廣義的太陽能：包括的范圍非常大，包括的范圍非常大， 地球地球上的風能、水能、海洋溫差能、波上的風能、水能、海

4、洋溫差能、波 浪能和生物質能以及部分潮汐能都是來浪能和生物質能以及部分潮汐能都是來 源于源于太陽；地球太陽；地球上的化石燃料（如煤、上的化石燃料（如煤、 石油、天然氣等）從根本上說也是遠古石油、天然氣等）從根本上說也是遠古 以來貯存下來的以來貯存下來的太陽能。太陽能。 一、認識幾種能源一、認識幾種能源 圖17.3-3 17.34 圖17.34 二、能源的分類二、能源的分類 一次能源：一次能源： 可以直接從自然界直接獲可以直接從自然界直接獲 取的能源取的能源 例：煤例：煤、石油、天然氣、石油、天然氣、植物、植物秸桿、水能、秸桿、水能、 風能、太陽能、地熱能、核能、海洋能等風能、太陽能、地熱能、核

5、能、海洋能等 二次能源：二次能源：無法從自然界直接獲取，必無法從自然界直接獲取，必 須通過一次能源的消耗才能得到的能源須通過一次能源的消耗才能得到的能源 例：汽油、電能、煤氣、焦碳、激光、沼氣等例：汽油、電能、煤氣、焦碳、激光、沼氣等 方式一：方式一： 二、能源的分類二、能源的分類 可再生能源可再生能源 ： 例：水能、風能、太陽能、地熱能、 潮汐能、生物質能等 不可再生能源：不可再生能源： 例：煤炭、石油、天然氣、核能等 方式二：方式二： 二、能源的分類二、能源的分類 污染型污染型能源：能源：包括煤炭、石油等包括煤炭、石油等 清潔清潔型能源：型能源：包括包括水能、電能、水能、電能、太陽太陽 能

6、、風能和核能等。能、風能和核能等。 方式三：方式三： 二、能源的分類二、能源的分類 常規(guī)能源常規(guī)能源 ： 例：煤炭、石油、天然氣 新型能源：新型能源： 例：太陽能、風能、地熱能、海 洋能、生物能以及用于核能發(fā)電 的核燃料等。 方式四：方式四： 二、能源的分類二、能源的分類 練習題練習題 1、水的動能風能太陽能核能地熱 能潮汐能電能，屬于一次能源的有 _，屬于二次能源的 有 ，屬于可再生能源的 ， 屬于不可再生能源的有 。 練習題練習題 2、關于能源的利用，下列說法不正確的是( ) A由于我國煤和石油的儲量十分豐富，所以太 陽能和核能的開發(fā)在我國并不十分重要 B能源的利用過程，實質上是能的轉化和

7、傳遞 過程 C現(xiàn)在人類社會使用的能源主要是煤、石油和 天然氣 D煤、石油和天然氣的化學能歸根到底來自太 陽能 A 第二單元第二單元 能源的利用及能源革命能源的利用及能源革命 （一）核能的利用（一）核能的利用 一一、能源的利用、能源的利用 1.裂變裂變 1938年底，科學家首次用中子轟擊比較年底，科學家首次用中子轟擊比較 大的原子核，使其發(fā)生裂變，變成兩個中等大的原子核，使其發(fā)生裂變，變成兩個中等 大小的原子核，同時釋放出巨大的能量。大小的原子核，同時釋放出巨大的能量。 （1）鏈式反應）鏈式反應 原子彈是怎樣爆炸的原子彈是怎樣爆炸的 原子彈：原子彈：（不加控制的核反應）（不加控制的核反應） （一

8、）核能的利用（一）核能的利用 一一、能源的利用、能源的利用 1.裂變裂變 （1）鏈式反應）鏈式反應 （2）核反應堆）核反應堆 核電站：（核電站：（可控核反應可控核反應） （一）核能的利用（一）核能的利用 一一、能源的利用、能源的利用 2.聚變聚變 某些質量很小的原子核，某些質量很小的原子核， 在在超高溫超高溫下結合成新的原下結合成新的原 子核，會釋放出更大的核子核，會釋放出更大的核 能，這就是能，這就是聚變聚變。也叫。也叫熱熱 核反應。核反應。 STS：核電站與核廢料處理 1986年年4月月26日切爾諾貝利核電站泄漏事故，白俄羅斯共日切爾諾貝利核電站泄漏事故，白俄羅斯共 和國損失了和國損失了2

9、0%的農業(yè)用地，的農業(yè)用地，220萬人居住的土地遭到污萬人居住的土地遭到污 染，成百個村鎮(zhèn)人去屋空。烏克蘭被遺棄的禁區(qū)成了盜賊染，成百個村鎮(zhèn)人去屋空。烏克蘭被遺棄的禁區(qū)成了盜賊 的樂園和野馬的天堂，所有珍貴物品均被盜走，也因此將的樂園和野馬的天堂，所有珍貴物品均被盜走，也因此將 污染擴散到區(qū)外?？拷穗娬疚廴緮U散到區(qū)外?？拷穗娬?公里內的松樹、云杉凋萎，公里內的松樹、云杉凋萎， 1000公頃森林逐漸死亡。公頃森林逐漸死亡。30公里以外的公里以外的“安全區(qū)安全區(qū)”也不也不 安全，癌癥患者、兒童甲狀腺患者和畸型家畜急劇增加；安全，癌癥患者、兒童甲狀腺患者和畸型家畜急劇增加； 即使即使80公里外的

10、集體農莊，公里外的集體農莊，20%的小豬生下來也發(fā)現(xiàn)眼睛的小豬生下來也發(fā)現(xiàn)眼睛 不正常。上述怪癥都被稱為不正常。上述怪癥都被稱為“切爾諾貝利綜合癥切爾諾貝利綜合癥”。 土地、水源被嚴重污染，成千上萬的人被迫離開家園。土地、水源被嚴重污染，成千上萬的人被迫離開家園。 切爾諾貝利成了荒涼的不毛之地。切爾諾貝利成了荒涼的不毛之地。10年后，放射性仍在繼年后，放射性仍在繼 續(xù)危脅著白俄羅斯、烏克蘭和俄羅斯約續(xù)危脅著白俄羅斯、烏克蘭和俄羅斯約800萬人的生命和萬人的生命和 健康。專家們說，切爾諾貝利事故的后果將延續(xù)一百年。健康。專家們說，切爾諾貝利事故的后果將延續(xù)一百年。 搶救人員從泄漏區(qū)救出的一只小羊

11、搶救人員從泄漏區(qū)救出的一只小羊 在醫(yī)院接受治療的受輻射的孩子在醫(yī)院接受治療的受輻射的孩子 日本地震造日本地震造成核泄漏成核泄漏 一一、能源的利用、能源的利用 （二二）太陽能的利用）太陽能的利用 太陽能是太陽內部連續(xù)不斷的太陽能是太陽內部連續(xù)不斷的 核聚變核聚變反應過程產生的能量。反應過程產生的能量。據(jù)記據(jù)記 載，人類利用太陽能已有載，人類利用太陽能已有3000多年多年 的歷史。將太陽能作為一種能源和的歷史。將太陽能作為一種能源和 動力加以利用，只有動力加以利用，只有300多年的歷史。多年的歷史。 真正將太陽能作為真正將太陽能作為“近期急需的補近期急需的補 充能源充能源”，“未來能源結構的基未來

12、能源結構的基 礎礎”，則是近來的事。，則是近來的事。 一一、能源的利用、能源的利用 （二二）太陽能的利用）太陽能的利用 1、用集熱器把水等物質加熱、用集熱器把水等物質加熱（光光-熱轉換）熱轉換） 一一、能源的利用、能源的利用 （二二）太陽能的利用）太陽能的利用 2、用太陽能電池把太陽能轉化成電能、用太陽能電池把太陽能轉化成電能 （光光-電轉換）電轉換） 太陽能太陽能的特點的特點 1、普遍、普遍 2、清潔無污染、清潔無污染 3、可長期持續(xù)利用、可長期持續(xù)利用 4、能量巨大、能量巨大 二、能源革命二、能源革命 太陽太陽 草草兔子吃草兔子吃草人吃兔子人吃兔子 二、能源革命二、能源革命 1.鉆木取火鉆

13、木取火是人類在能量轉化方面最早是人類在能量轉化方面最早 的一次技術革命的一次技術革命(機械能轉化為內能機械能轉化為內能) 能源以柴薪 為代表 2.蒸汽機蒸汽機的發(fā)明是人類的發(fā)明是人類利用能源的利用能源的 新里程碑新里程碑 化學化學內內機械機械 以以化石能源化石能源 為代表為代表 3.發(fā)電機的發(fā)明，使人類進入了發(fā)電機的發(fā)明，使人類進入了 電氣化時代。電氣化時代。 便于便于 輸送輸送 轉化轉化 4.以以核能核能為代表的第三次能源革命為代表的第三次能源革命 三、能源的可持續(xù)發(fā)展三、能源的可持續(xù)發(fā)展 冬天，火爐把自己的內能傳遞給房間里的冬天，火爐把自己的內能傳遞給房間里的 空氣，供人們取暖；到了春天，

14、是不能把空氣，供人們取暖；到了春天，是不能把 這些內能重新收集起來，供來年使用。這些內能重新收集起來，供來年使用。 汽車制動時，由于摩擦，動能轉變成了地汽車制動時，由于摩擦，動能轉變成了地 面、空氣的內能，但這些能量不能自動地面、空氣的內能，但這些能量不能自動地 用來再次開動汽車。用來再次開動汽車。 （一）能量（一）能量轉移和轉化的方向性轉移和轉化的方向性 能量的轉化和轉移是有方向性的，我們就能量的轉化和轉移是有方向性的，我們就 是在轉化和轉移的過程中利用能量，不是是在轉化和轉移的過程中利用能量，不是 什么能量都可以利用，所以我們應該什么能量都可以利用，所以我們應該節(jié)約節(jié)約 能源能源。 （二）

15、世紀（二）世紀的能源趨勢的能源趨勢 世界人口急劇增加，能源的消耗持續(xù)增長 2000年-2005年，我國天然氣消費量 在能源革命的進程中，人類獲得了各種便在能源革命的進程中，人類獲得了各種便 利，但資源的消耗不斷增長，給人類帶來利，但資源的消耗不斷增長，給人類帶來 了不少的麻煩。不僅是資源的減少，而資了不少的麻煩。不僅是資源的減少，而資 源消耗的同時帶來的環(huán)境影響更不可忽視源消耗的同時帶來的環(huán)境影響更不可忽視 （三）能源消耗（三）能源消耗對環(huán)境的影響對環(huán)境的影響 圖17.5-2 圖17.5-3 （三）能源消耗（三）能源消耗對環(huán)境的影響對環(huán)境的影響 （三）能源消耗（三）能源消耗對環(huán)境的影響對環(huán)境的影響 STS：災害失控的能量釋放 閱讀 練習題 1、下列關于核能的一些說法，不正確的是（ ） A原子彈是利用核裂變的鏈式反應不加控制制 成的核武器 B氫彈是利用核聚變的鏈式反應不加控制，在 短時間內釋放大量能量制成的核武器 C核電站是利用原子核裂變的鏈式反應產生的 能量來發(fā)電的 D核電站能給能