1.2 材料的开发和利用 教案(沪科版九年级全册)
沪科版初中物理九年级全一册-第二十章 第三节 材料的开发和利用 教案 (1)
第二十章能源、材料与社会第三节材料的开发和利用【教学任务分析】教学目标知识与技能1.知道材料对人类社会发展的促进作用。
2.知道导体、绝缘体、半导体导电性能的差异,知道半导体二极管的单向导电性。
3.知道超导材料是一种电阻为零的材料,知道超导材料具有超导磁悬浮的特性。
4.了解纳米材料的有关知识。
5.了解当代的新材料发现及应用。
过程与方法经历上网、进图书室、做社会调查收集资料的过程,感悟新材料的发展对人类生活和社会发展带来的影响。
情感态度与价值观通过了解新材料的一些知识,体验科学技术的神奇力量,激发学生学习的积极性。
重点让学生通过上网、进图书馆等方式去了解新材料的性能及运用。
难点造条件让学生了解更多关于新材料及其应用的信息,培养学生用多样化的学习方式进行学习的习惯。
【教学环节安排】环节教学问题设计教学活动设计创设情境虽然社会的发展给我们带来了丰富的物品,但是为了制造物美价廉、性能更好的物品,人们正不断研究性能更好、更容易制造的新材料。
介绍金属肥皂将学生的兴趣吸引到新材料的学习中来.从而引入新课.自主学习“读书收获”:1、从什么时候开始原始人会利用天然材料?原始人会使用材料说明了什么?2、从什么时候开始人类学会了冶炼金属铜?在冶炼铜时加入了什么物质?加入这种物质后使铜的性质发生了什么变化?3、铜的性质改变给人类带来的意义是什么?4、铁的利用对人类有什么样的意义?5、材料的发展有什么意义?教师出示导学提纲,并指导学生自主学习.学生利用课前或课上5分钟左右的时间预习,并完成导学提纲.知识点1:材料与社会问题1:你周围有哪些物品?是由什么材料制成的?小结:身边的物品及材料如:文具盒、钢笔、铅笔、圆珠笔、胶水、课本、桌凳、黑板、墙壁、门窗、粉笔、电线、灯具……问题2:我们周围有形形色色的材料,你能帮助大家分分类吗?小结:根据材料不同的特点,材料可分为金属、无机非金属、有机高分子材料及复合材料.问题3:人类社会的发展与人们对材料的认识、开发和利用历教师引导学生进行交流讨论,尽可能多地列出不同的物品,教师要多进行鼓励性评价.材料的分类方法很多,可以从应用性、导电性、导热性等方面分类,只要合理即可,教师要进行激励性评价.合作共建智能应用程(1)石器时代石器时代的生产工具极其落后,人类社会的生产力也是极端低下,所以社会发展极其缓慢,人类文化也是相当简单和粗俗的.(2)陶瓷七千年以前的原始社会末期,我们的祖先开始用火烧制陶器,人类第一次有意识地创造发明了自然界没有的,并且全新性能的“新”材料。
沪科版初中物理九年级全一册-第二十章 第三节 材料的开发和利用 教案
《材料的开发和利用》教学设计资料目录1.《材料的开发和利用》教学设计—————22.《材料的开发和利用》导学案——————63.《材料的开发和利用》教学反思—————84.《材料的开发和利用》课前在线问卷———95.《材料的开发和利用》课前在线问卷统计—106.《材料的开发和利用》课内在线检验统计—12《材料的开发和利用》教学设计教学理论依据1.建构主义学习理论;多元智能理论。
3.重庆市卓越课堂建设理论;重庆市北碚区“双主共学”卓越课堂建设理念。
教学学情分析1.学生对于生活中的材料有一定的了解,对新材料有浓厚的兴趣,但缺少专题而系统的学习,关注度有待提高。
2.学生能利用智能手机通过网络搜索在线信息资源,具有一定的信息素养。
3.学生对先学后教、以学定教、问题导学从而实现以学为主的教学方式有一定的体验。
教学设计理念1.先学后教,以学定教;2.问题导学,以学为主;3.实验导学,网络助学。
教学目标知识与技能:1.学生通过自学、对学、群学了解材料与社会的发展的关系及作用。
2.学生通过自学、对学、群学了解材料的导电性和半导体材料的特性及应用。
3.学生通过自学、对学、群学了解超导材料,纳米材料等新材料在生产、生活中的应用。
过程与方法:1. 学生通过利用不同的渠道收集信息,交流信息体验收集整理信息的过程。
2.学生通过云课堂体验学习方式的改进,体验信息技术与教学整合的过程。
3.学生通过问题导学体验重庆市卓越课堂建设与北碚区“双主共学”卓越课堂建设理念。
情感态度价值观:1.学生通过学习体验自学自测、体验学习成功感。
2.学生通过了解新材料的应用,初步认识科技对社会生产、生活的影响,提高学生学习科学的兴趣,引导学生关心社会的发展。
教学重点1.学生通过学习知道材料与社会的发展的关系,材料的导电性,超导材料,纳米材料等新材料在生产、生活中的应用等。
2.让学生通过上网、进图书馆等方式去了解新材料的性能及运用。
教学难点1.造条件让学生了解更多关于新材料及其应用的信息,培养学生用多样化的学习方式进行学习的习惯。
九年级物理全册 20.3 材料的开发和利用教案 (新版)沪科版
第三节、材料的开发和利用目标确定的依据1.课程标准相关要求1 .初步了解导体、半导体、绝缘体的一些特点。
2. 初步了解超导体的一些特点3. 初步了解纳米材料的应用和发展前景2.教材分析:本节内容是以“材料”为线索,内容主要有三部分:材料与社会、材料的导电性和开发新材料。
根据课程“从生活走向物理,从物理走向社会”的基本理念,引导学生从身边认识各种材料,让学生觉得物理就在身边,对物理产生亲切感。
同时教材还介绍了探索中的新材料——超导体及纳米材料3.中招考点分析:新材料是新课程的一个亮点,从整个评价的角度来讲这部分知识的要求都比较低,属于一般考点,主要考察学生知识面。
这部分知识中招考试占1—2分,只要求学生常识性的了解一些新材料在现代社会中的应用即可,不要超出课标要求4.学情分析:同学们与本节内容——“材料”接触的比较少,同学们的抽象思维、想象能力较弱,有些内容超出他们的想象,这就容易产生探究的欲望。
学习目标:1.通过探究,使学生了解导体和绝缘体的区别并了解半导体二极管具有单向导电性,半导体三极管具有放大作用2.了解超导材料和纳米材料的应用评价任务1.分组进行实验:探究“导体与绝缘体”,尝试对实验结论进行归纳总结。
说一说导体与绝缘体的特点2.分组进行实验:让同学们自己设计实验电路探究半导体二极管的单向导电性。
这样激发学生的探究欲望。
教学过程小结:1.梳理本节知识,参与讨论、总结,指出重点、难点。
2.指出在学习过程中遇到的困难以及解决问题的方法。
当堂训练教材第210——211页5、6题。
课外作业1.收集有关超导材料、纳米材料的一些资料2.上网或查阅有关资料了解材料的开发和利用情况参考答案1.电阻为零 1~100nm2.超导输电导超导磁浮列车超导船。
沪科版物理九年级第20章第三节材料的开发和利用教案
沪科版物理九年级第20章第三节材料的开发和利用教案第三节资料的开发和应用合作共建智能运用课本、桌凳、黑板、墙壁、门窗、粉笔、电线、灯具……效果2:我们周围有五花八门的资料,你能协助大家分分类吗?小结:依据资料不同的特点,资料可分为金属、无机非金属、无机高分子资料及复合资料.效果3:人类社会的开展与人们对资料的看法、开发和应用历程小结:人类开展进程中先后阅历了石器时代、青铜时代和钢铁资料时代。
效果4:处置例1和变式练习1例1:【解析】依据所出示的物品,可以从不同角度分类,如:固体还是液体,导体还是绝缘体,金属还是非金属,测量工具还是非测量工具,学习用具不是非学习用具等.变式练习1:金属:①④无机非金属:②③无机高分子资料:⑤⑥⑧复合资料:⑦⑨知识点2:资料的导电性效果1:实验探求:物质的导电性实验电路如下图.请思索:〔1〕实验中你是如何确定待测资料是导体还是绝缘体的?〔2〕你能应用桌上的实验器材设计实验来证明哪些物质容易导电?小结:观察灯泡能否发光,假定发光,那么接入电路中的资料为导体,反之为绝缘体;按资料的导电功用,资料可分为三大类:〔1〕导体――容易导电的物质;〔2〕绝缘体――不容易导电的物质;〔3〕半导体――导电才干介于导体和绝缘体之间的物质.效果2:导体容易导电、绝缘体不容易导电的缘由是什么?效果3:处置例2和变式练习2资料的分类方法很多,可以从运用性、导电性、导热性等方面分类,只需合理即可,教员要停止鼓舞性评价.让先生了解人类开展进程中先后阅历的资料时代。
指点先生依据资料的特点和运用停止合理分类,同时说出分类的依据.讨论:如何检测资料的导电才干,怎样用桌上的实验器材设计并停止实验,找出容易导电和不容易导电的物体〔导体和绝缘体〕.应用先生对二极管导电性的验证〔有的说导电,有的说不导电〕说明有些资料的单导游电性〔半导体〕.阅读教材P206,交流讨论后回答.教员也可将导体范围扩展到酸、碱、盐溶液,从有无可自在移动的电荷角度强调.教员展现各种半导。
《材料的开发和利用》教案2
材料开发及其应用教学重点:对学生收集、整理信息的过程的指导。
教学难点:对学生整理信息、加工信息的指导以及交流过程的指导。
教学方式:教师指导下学生自主学习。
课前准备:提出问题:提前两周向学生提供如下的调查研究的问题,要求学生完成调查报告。
问题如下:1、纳米技术2、记忆合金3、单晶硅、多晶硅(太阳能电池),太阳能电池;4、钕铁硼材料;液晶材料;5、防弹衣、贫铀弹、不锈钢;6、高温超导陶瓷、航天飞机、宇航服、合成材料、稀土材料;7、交通标志和反光涂料、光导纤维、光缆以下此表格可作为参考,但又不拘一格,从以下几个方面来了解新材料分工合作:由于内容太多,对所有的同学来说,不可能在有限的时间内把所有的以上涉及的材料都查找清楚,为避免学生在自由组合过程中将一些比较内向的同学遗漏,采取按教室里的座位分成6组可7组,由学生自己选出组长,每组认领课题可以是上面的问题,也可以是与新材料有关的其李课题。
指导学生利用互联网、图书馆、音像、报刊杂志等各种渠道收集与研究问题有关的资料。
选出全班总活动的主持人。
教学过程:在课堂上每组派一名代表向同学汇报。
可以借助幻灯片等软件的方式汇报,可以用实物演示,可以演讲.每组成员汇报完毕,下面的同学可以提问、质疑。
评价的标准:评价可有教师评价和学生评价两种方式。
可以设单项评奖,也可综合评奖.或以学生选票的方式评出以下几种奖项。
例如:材料最详实的,讲解最深入浅出的(能让同学听懂的),讲解最清楚的……交流、学习学生做主持,各组选派代表汇报本组的调查情况.最后教师对整个活动做简要概括.资料的内容见媒体素材。
为了更充分地调动全体学生的参与意识,特设置以下表格,使学生更好地完成任务。
表格如下:教学反思:。
新沪科版九年级物理全一册《二十章 能源、材料与社会 第三节 材料的开发与利用》教案_4
第二十章第三节材料的开发和利用教材分析《材料的开发和利用》是沪科版九年级第二十章《能源、材料与社会》第三节的内容。
本节课以“材料”为主线主要分为三部分:材料与社会;材料的导电性;开发新材料,从三个方面让学生了解材料发展史,知道材料导电性,了解超导材料和纳米材料进而让学生感受科技的发展,对物理的学习产生兴趣,愿意了解新科技。
学情分析学生每天接触生活用品,生活用品都是由各种材料组成,但对材料的了解较少,尤其是新材料,比较抽象。
教学目标1.知道新材料的发展为科学技术发展提供了物质基础2.根据材料的导电性可能分为:导体、半导体、绝缘体三大类。
初步了解半导体的一些特点。
3.知道超导体电阻为零和了解超导磁悬浮的特性。
4.收集相关信息了解纳米材料有关知识。
5.通过介绍一些新材料的应用,激发学生学习物理的热情,调动学习的积极主动性。
教学重点初步认识超导材料和纳米材料的高科技应用。
教学难点让学生了解更多的新型材料及其应用信息,学生课前准备学生通读课本做好课前预习并且可以上网查找材料相关的内容。
教学过程一、新课引入:人类社会的发展与人们对材料的认识、开发和利用密切相关。
举例:书本、课桌、手机、电脑等大大小小的物品都是由各种材料制成的。
二、进行新课介绍100万年以前原始人就学会利用不同性能的天然材料了。
1、材料与社会:阅读课本回答相关问题,学生思考回答相应问题。
材料的发展为科学技术的发展提供了物质基础。
材料的发展对人类社会的发展带来说非常重要。
2、材料的导电性:材料有不同的性质,探究材料的导电性。
实验发现换用不同材料后,小灯泡发光情况不同,有的接入电路中小灯泡发光有的接入后不发光发光的有:铜线、铁丝、硬币不发光的有:塑料,木条,玻璃棒导电性归类:导体:容易导电的物体例如:铁、铜等金属和酸碱溶液等绝缘体:电阻很大,不容易导电例如:塑料、玻璃、陶瓷、油类等半导体:介于导体和绝缘体之间例如:硅、锗、砷化镓等举例说明导体和绝缘体没有绝对的界限观看半导体材料单向导电性演示演示实验,思考回答问题:电源正负极变化后灯泡发光情况变了,没调换前灯泡发光,调换之后灯泡不发光了。
沪科版九年级全册 物理 教案 20.3材料的开发与利用
课题:第三节材料的开发和利用
问题1:实验探究:物质的导电性
实验电路如图所示。
请思考:
(1)实验中你是
如何确定待测材
料是导体还是绝
缘体的?
(2)你能利用桌上的实验器材设计实验来证明哪些物质容易导电?
小结:观察灯泡是否发光,若发光,则接入电路中的材料为导体,反之为绝缘体;按材料的导电性能,材料可分为三大类:(1)导体――容易导电的物质;(2)绝缘体――不容易导电的物质;(3)半导体――导电能力介于导体和绝缘体之间的物质。
问题2:导体容易导电、绝缘体不容易导电的原因是什么?
问题3:处理例2和变式练习2
例2:【解析】家庭电路中常用的白炽灯泡和灯头,灯头后盖、玻璃泡讨论:如何检测材料的导电能力,怎样用桌上的实验器材设计并进行实验,找出容易导电和不容易导电的物体(导体和绝缘体)。
利用学生对二极管导电性的验证(有的说导电,有的说不导电)说明有些材料的单向导电性(半导体)。
阅读教材P206,交流讨论后回答。
老师也可将导体范围扩展到酸、碱、盐溶液,从有无可自由移动的电荷角度强调。
沪科版九年级全一册《材料的开发与利用》教案及教学反思
沪科版九年级全一册《材料的开发与利用》教案及教学反思一、教学目标1.知识目标•理解材料的定义和分类;•掌握材料的结构和性能的关系;•了解材料的制备过程;•知晓材料的开发和利用对人类的影响。
2.能力目标•运用所学知识,分析和解决材料方面的问题;•能够进行实验观察并记录实验结果;•能够利用科研报告搜集、整理材料方面的信息。
二、教学重点难点1.教学重点•材料的分类和特性概述;•材料的结构与性质的关系;•材料的制备过程及其原理。
2.教学难点•材料的开发与利用对人类的影响;•同一种材料在不同工业领域的应用。
三、教学内容与方法1.教学内容•材料的定义和分类;•材料的结构和性能的关系;•材料的制备过程;•材料的开发和利用对人类的影响。
2.教学方法•讲解和示例:通过讲解材料的定义和分类、材料的结构和性能的关系、材料的制备过程等内容,帮助学生了解材料的基本概念,并且通过多样的图例,让学生更直观地理解这些概念。
•科研报告:让学生通过阅读科研报告,了解材料的开发与利用对人类的影响,并且在科研报告的阅读过程中让学生学会如何收集、整理信息。
•实验:利用实验室进行材料实验,帮助学生理解材料的制备过程和特点。
四、教学评价1.教学方法的优缺点•优点:通过多种教学方法,包括讲解、示例、科研报告、实验等,让学生更加全面、深入地了解材料的开发与利用;•缺点:实验安全问题需要严格控制和管理,确保学生的安全。
2.学生学习表现在本节课中,学生们表现出了浓厚的学习兴趣和积极性,大多数学生能够认真听讲并且积极互动。
在实验环节中,学生们愉快地参与了实验,并且能够记录好实验结果。
通过问答环节,学生们能够迅速反应,积极回答问题。
但是,在科研报告阅读环节中,部分学生没有认真阅读,导致问题回答不完整。
我们需要进一步设计适合学生的科研报告,鼓励学生认真阅读并且能够批判性思考。
五、教学反思本节课的教学效果还不错,但是教学中还存在需要优化的地方。
在讲解材料制备过程的时候,学生需要更多的实验案例来帮助他们理解一些抽象的概念。
沪科版-物理九年级材料的开发和利用教案C
材料及其应用【教材分析】本节内容属于介绍性内容,主要让学生了解一些新科技,初步认识科技对社会的影响。
纳米材料,限于学生知识水平和理解能力不必多讲,多举一些实际应用的例子;绿色能源,学生接触较多,可以让学生自己多讲;记忆合金应用也相当广泛,只是学生平时接触太少,教师可以收集有关资料和应用实例补充教学内容。
【教学目标】知识与技能了解纳米材料、绿色能源和记忆合金等新材料在生产、生活中的应用。
过程与方法利用不同的渠道收集信息,交流信息体验收集整理信息的过程。
情感、态度价值观:通过了解新材料的应用,初步认识科技对社会生产、生活的影响,提高学生学习科学的兴趣,引导学生关心社会的发展。
【学情分析】本节课教学内容新颖、有趣,学生又有一定的电脑基础,利用互联网进行学习将会激发学生的学习热情,起到良好的效果。
【教学思路】本节课属于科普性质,所以主要采取教师介绍,学生查找资料,讨论交流的形式进行教学。
通过了解新材料的应用,了解科技前沿,促进学生学习物理的兴趣,培养学生刻苦学习,献身科学的爱国主义精神。
【教学过程】在课堂上每组派一名代表向同学汇报.可以借助幻灯片等软件的方式汇报,可以用实物演示,可以演讲.每组成员汇报完毕,下面的同学可以提问、质疑。
评价的标准:评价可有教师评价和学生评价两种方式。
可以设单项评奖,也可综合评奖.或以学生选票的方式评出以下几种奖项。
例如:材料最详实的,讲解最深入浅出的(能让同学听懂的),讲解最清楚的……交流、学习学生做主持,各组选派代表汇报本组的调查情况.最后教师对整个活动做简要概括。
资料的内容见媒体素材。
为了更充分地调动全体学生的参与意识,特设置以下表格,使学生更好地完成任务。
沪科版9下物理教案 材料的开发和利用
第三节材料的开发和利用【学习目标】1.知道材料对人类社会发展的促进作用。
2.知道材料的导电性,并可将材料分为导体、半导体、绝缘体。
3.知道常见的导体、半导体、绝缘体及其应用。
4.知道超导材料和纳米材料。
情景导入生成问题自学互研生成能力知识板块一材料与社会自主阅读教材P205的内容,独立思考并完成:1.材料的发展经历了石器、青铜和__铁__三个阶段,要合理地利用__材料__、有效地保护环境。
2.针对材料的开发和利用的意义,谈谈你的看法。
答:材料的开发和利用促进了社会的发展,为科学技术的发展提供了物质基础。
知识板块二材料的导电性自主阅读教材P206~207的内容,独立思考并完成:3.根据材料的导电性能不同,材料可分为__导体__、__半导体__和__绝缘体__三大类。
4.用半导体材料可以制成__二极管__和__三极管__等多种半导体元件。
5.半导体二极管具有__单向导电性__,半导体三极管具有__放大电信号__的作用。
6.如图所示是发光二极管的示意图。
当电流从较长的接线脚流入时,发光二极管中有电流通过,使其发光;如果电流从较短接线脚流入,电流处于__开路__(选填“短路”或“开路”)状态,这说明发光二极管具有__单向__导电性。
行为提示:1.认真阅读学习目标,用双色笔将行为动词画上记号。
2.创设情景,导入新课。
知识链接:导体和绝缘体内部都有电荷存在,只是导体中有大量的可以自由移动的电荷,因而容易导电;绝缘体内部的电荷几乎都被束缚在原子的范围内,不能自由移动,因而不容易导电;导体和绝缘体没有绝对的界限,在一定条件下,绝缘体可以变成导体,如干燥的木棒在潮湿的时候会改变成导体。
独立完成知识板块一、二、三,教师巡视。
根据完成情况挑几组同学带领大家分别学习板块一、二、三,其他同学补充或纠错。
教师选择两组将讨论结果在全班进行展示,小组之间互相进行点评。
各小组长将各知识板块中不能解决的问题展示到小黑板上,寻求小组间合作探究,共同解决。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
第三节开发新能源教案
一、教学目标:
1.知道能源与人类社会密切相关,但需要不断开发和利用新能源以解决能源的供需矛盾和环境问题。
2.知道太阳能和核能是两种新能源。
3.了解直接利用太阳能的两种途径
4.了解裂变、聚变,知道原子弹、氢弹的制造原理,知道核反应堆的作用,以及核电站的原理和特点。
二、教学重难点:
重点:知道新能源的种类;知道新能源的用途。
难点:核能的利用。
三、课时安排:一课时
四、教学准备:有关新能源挂图、录像等
五、教学设计:
引言:随着经济的不断发展,能源的消耗量迅速增长,使能源问题越来越成为经济发展中的突出问题。
因此,人们正在积极寻找各种办法和措施,大力探索和开发各种新能源。
六、板书设计:
第三节开发新能源(一)核能:
1.获得核能的两种方法:
原子核裂变:链式发应
原子核聚变:
2.特点:(1)能量密集,运输量小
(2)地区适应性强
(3)清洁、安全
(4)铀矿在地壳中储量丰富
3.核能利用状况:
(1)世界:核发电量最多的国家:美国
核电比重最大的国家:法国
(2)我国:浙江秦山核电站
广东大亚湾核电站
(二)太阳能:
1.利用方式:转变为电和转变为热
2.特点:(1)能量巨大
(2)清洁
(3)分散
3.影响太阳能分布的因素:(l)纬度因素
(2)地形因素
(三)其它新能源:地热能、潮汐能、风能等七、教学反思
八、教学参考
开发利用新能源
随着经济的不断发展,能源的消耗量迅速增长,使能源问题越来越成为经济发展中的突出问题。
因此,人们正在积极寻找各种办法和措施,大力探索和开发各种新能源。
一、太阳能
热是能的一种形式,太阳光能使照射的物体发热,证明它具有能量。
这种能量来自太阳辐射,故称为“太阳辐射能”,它是地球的总能源,也是唯一极庞大的,既无污染又可再生的天然能源。
(1)太阳能的热利用太阳能的热利用是通过反射、吸收或其它方式收集太阳辐射能,使之转化为热能并加以利用。
我国推广应用的太阳能热利用项目主要有太阳能灶、太阳能热水器、太阳能温室、太阳能干燥、太阳能采暖等。
(2)太阳能的光电利用太阳能转换为电能的方法很多,其中应用较普遍的就是太阳能电池,它是利用光电效应将太阳能直接转换成电能的装置。
太阳能电池有多种,主要有硅电池、硫镉电池、碲化镓电池和砷化镓-砷化铅电池等。
我国成功地首次将光电池应用于我国卫星工程上,通过卫星空间多年运行的考验,这一太阳能电池电源系统性能良好,保证了卫星的可靠工作。
(3)太阳能直接转换成化学能植物的光合作用就是把太阳能直接转换成化学能的过程。
自然界中植物借光合作用将太阳能转换成自身的化学能的效率很低,约为千分之几。
为了提高太阳能的利用率,已经推出了一种使用人工“能量栽培场”的方法,即利用某些藻类催其生长,而将太阳能转换成藻类的储存热能用作燃料(通过处理可制成木炭、煤气、焦油、甲烷等)。
二、核能
原子核反应释放出来的能量,称为核能。
它是本世纪五十年代开始利用,藏量丰富的能源。
核能是依靠核燃料在反应堆中“燃烧”而产生的能量,它的能量巨大。
核电站最常用的核燃料是235U。
一克235U释放的能量相当于2.5吨标准煤燃烧释放的热量。
核能具有以下特点:
1.核能有巨大的能量,而核燃料能量密集,用它发电,燃料的运输量小。
2.核电站的建设,地区适应性强。
在煤、石油、天然气等燃料缺少和水能源资源不足而又需要大量能源的地区很适合建核电站。
3.建立核电站投资大,建设的周期长,需要较高的技术和设备。
特别需要防止放射性物质外逸的密封设备,又需要处理好核废料,以确保安全。
4.核电站建成投产后,运转费用低,经济效益大。
5.核能是一种清洁的能源。
核电站正常运转时对环境的影响远比燃煤电站为好,核电站附近居民所受的辐射剂量,通常低于大气中的天然含量。
核能的利用前景在国际上核能已获得了广泛的利用和发展,并将成为世界未来能源的支柱之一。
目前,世界上已有26个国家建有核电站。
到1985年止,全世界已建成并投入运转的核电站达371座,发电能力2亿多千瓦。
大力发展核电站,是许多国家在全面研究能源现状和前景后所采取的一项基本政策。
不仅工业发达国家是这样,而且一些发展中国家和地区,如印度、南朝鲜、罗马尼亚等也在发展核电站。
据1977年世界能源会议对世界经济和能源发展的预测,到本世纪末,世界上将有49个国家拥有核电近9亿千瓦。
核能将成为世界能源供应的一大支柱。
我国有丰富的铀矿资源,应用核燃料发电,是开发新能源的途径之一。
例如,我国正在浙江省海盐县兴建自行设计的秦山核电站,装机容量为60万千瓦;在广东深圳东面的大亚湾畔兴建广东核电站,装机容量为180万千瓦。
三、沼气
沼气是由生物能源转换得来。
沼气的能量系来自太阳的光和热,是生物质经
厌氧微生物发酵而产生的一种混合气体,其组成主要是甲烷、CO
2、N
2
等,详见
表5-3所示。
沼气组成成分表5-3
用生物质能生产沼气,既可提高热能利用率,又充分利用了不能直接用于燃烧的有机物(如人畜粪便)中所含的能量,因此,发展沼气是解决农村能源问题的有效途径。
在城市也可利用有机废物、生活污水生产沼气。
许多国家很早就利用城市污水处理厂制取沼气,并作为动力能源使用。
同时,发展沼气有利于环境保护;其一,沼气是比较干净的再生资源,燃烧后的产物是CO
2
和水,不污染空气;其二,垃圾、粪便等有机废物及作物秸杆是产生沼气的原料,投入沼气池后,既改善了环境卫生,又使蚊蝇失去了孳生的条件,病菌、虫卵经沼气发酵后即被杀死,减少疾病的传播;其三,生产沼气后的废液是很好的肥料,既有较高
的肥力,又不危害农作物和人体健康,还减少化肥和农药施用量,降低土壤污染,起间接保护环境的作用。
四、风能
风能利用就是把自然界风的能量经过一定的转换器,转换成有用的能量,这种转换器即风力机,它以风作能源,将风力转换为机械能、电能、热能等。
我国的风能利用主要有风力发电、风力提水和风帆助航等几种形式。
五、潮汐能
海潮汐是一种自然现象,是在月球和太阳引潮力作用下发生的海水周期性的涨落运动。
一般情况下,每昼夜有两次涨落,一次在白天,称潮,一次在晚上,称汐,合起来即称潮汐。
(1)潮汐磨在港、湾筑坝,利用潮汐涨落水位差作原动力,推动水轮机旋转,带动石磨进行粮食和其它农副产品的加工。
(2)潮汐水轮泵在潮流界以上的潮区界河段,有潮水顶托的江河淡水,江湖潮差可达2~3m,江边还有一定容量的河网港浦作淡水蓄能水库,因此可利用这些条件建泵站,来解决灌溉问题。
(3)潮汐发电在海湾或潮汐河口建筑闸坝,形成水库,并在其旁侧安装水电机组。
涨潮时海水由海洋流入水库,落潮时,水库水位比海洋水位高,从而形成库内潮位差。
利用潮汐涨落潮差的能量,推动水轮发电机组发电。
潮汐能是一种清洁,不污染、不影响生态平衡的可再生能源。
完全可发展成为沿海地区生产、生活等需要的重要补充能源,潮汐电站不需要淹没大量农田构成水库,也不需要筑高水坝,所以没有修建水库带来的生态环境等问题。
但潮汐电站建在港湾海口,通常水坝长,施工、地基处理及防淤等较困难。
故土建和机电投资大,造价较高。
六、地热能
地热能是来自地下的热能。
地球内部的热量主要是由于放射性分解以及地球内部物质分异时产生的能。
在地壳中,温度随着深度增加而均衡地增长,在100km 深处约为1000~1500℃。
作为热源的岩浆,浸入地壳某处并加热不透水的结晶岩浆,使其上面的地下水升温到500℃左右。
但由于顶岩封盖压力很高,所以水蒸气仍处于液体状态,需要打井才能喷出地面。
通常,把地热资源以其在地下热储中存在的不同形式分为蒸汽型、地压型、干热岩型、热水型和岩浆型等五类、目前能为人类开发利用的主要是地热蒸汽和
地热水两大类。
其中干蒸汽利用最好,地热能利用可分为直接利用和地热发电两方面。
如温度超过150℃以上的干蒸汽,属于高温地热田,可直接用于发电,但其数量也最少;湿蒸汽田的储量大约是干蒸汽田的20倍,温度在90~150℃之间,属中温地热田。
湿蒸汽使用前必须预先除去其中的热水,在发电技术上较困难;热水储量最大,温度一般在90’’C以下,属低温地热田,可直接用于取暖或洪热。
地热能的直接利用技术要求低,所需设备也较简单,因此已广泛用于工业加工、洗涤、医疗等各方面;地热发电和火力发电原理一样,都是利用热能转变为机械能。
七、氢能
氢能又叫氢燃料,是一种清洁能源,氢燃烧后的生成物是水,水又可分解产
生H
2和O
2
,循环往复,对环境无污染,便于运输和贮藏。
但制取氢的方法目前
主要是电解水法,效率低且投资和运行费用高,氢又是一种易爆物质,且无臭无味,燃烧时几乎不见火苗,这些不安全特性使氢的使用受到限制。