《12.4 能源与可持续发展》课件

答案 见解析
市民出现胸闷窒息 等不适感，发病率和死亡 率急剧增加。据统计，当 月因这场大烟雾而死的人 多达 4000 人.
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切尔诺贝利核事故
1986年4月26日，乌克兰切尔诺贝利核电厂的第四 号反应堆发生了爆炸。辐射尘涵盖了大面积区域。 释放出的辐射线剂量是二战时期爆炸于广岛的原子 弹的400倍以上。
日本福岛核泄露事故
能源和能量的含义不同，能量永远不 会减少，但能源会逐渐减少。
问题：能源是什么含义？与能量的含 义有何不同？
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“自然界中，能转换成热能、光能、电能和机械 能等能量的资源.”—中国电力百科全书·综合卷 “能够产生机械能、热能、光能、电磁能、化学 能等各种能量的自然资源.” ——现代经济词典 “能产生能量的物质，如燃料、水力、风力等. ”
——当代汉语词典
“能源就是能的资源。蕴藏能量的自然资源即称 为能源.如煤、石油、畜力、水力等.习惯上将煤、 油、气、水力称为四大能源.”—当代科学学词典
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二、能源的分类与应用
常规 再生能源：水力
一次
能源
非再生能源：煤炭、石油、 天然气、核裂变燃料
能
能源
新能
再生能源：太阳能、生物质能 、风能、海洋能、地热能
2011年3月，里氏9.0级地震导致核电站反应堆发生 核蒸汽泄漏。辐射性物质进入大气，通过风传播到 中国大陆，中国台湾，俄罗斯等一些地区。
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多国科学家利用更先进的气候模型分析数据，认为 ：全球气温将上升至少5℃，速度比预想中更快.
https://www.sciencemag.org/news/2019/04/new-climatemodels-predict-warming-surge
4 能源与可持续发展
一个深刻的问题……
能量究竟是什么？
是一些颗粒物吗？是原子分子构成 的吗？你的认识是……？
能量是什么？没有人问我，我倒清楚，有 人问我，我想说明，便茫然不解了。
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能量的形式种类丰富多用
动能、重力势能、弹性势能、电势能、分内能、 化学能、核能、风能……
不同种类的能量可发生转化
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课堂小结
能量转化的方向性 能量守恒定律 能量耗散、能量品质
能源的分类与应用 能源与社会发展
举例说明什么是新能源；新能源相比于化 石能源的优势
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课堂练习
1、 某地区风速为14m/s，空气密度为 ρ=1.3kg/m3.若通过横截面积为400m2的风能 全部用于使风力发电机转动，且风能的20% 转化为电能，通过这个截面的风的发电功率 是多少? 解：t 内的风能E=1/2·ρSvt·v2 =1/2·ρSv3t 电能 E电=20%E=1/10·ρSv3t 功率P=E电/t =1/10·ρSv3=1.4×105W
平抛运动 ：重力势能转化为动能 水电站：重力势能转化为电能
能量可在两物体间发生转移
高温物体和低温接触，内能发生转移 两小球碰撞，动能发生转移
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能量守恒定律： 能量既不会产生，也不会凭空消
失，它只能从一种形式转化为另一种形 式，或者从一个物体转移到别的物体， 在转化和转移的过程中，能量的总量保 持不变.
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2.(能源与社会发展)如图1所示是一种太阳能草坪节能
灯，太阳能电池板供一只“10 V 9 W”的电子节能灯
工作.若太阳能电池板接收太阳能的有效面积为0.3 m2
，平均1小时得到的太阳能为0.4×106 J，太阳光按平均
一天照8小时计算，恰好可以供电子节能灯工作10小时.
问：
图1
(1)太阳能节能灯的能量转化情况；
生物质能 核电站
水电站
风力发电 14
三、能源与社会发展
柴薪时期
原始社会 驱赶野兽、取暖
煤炭时期
石油时期
自工业革命，煤炭和石油成为 人类主要能源。
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化石能源
石油开采
地下煤炭
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环境问题
温室效应
冰川融化 海平面上升
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酸雨导致雕像损坏和树木死亡
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Байду номын сангаас
洛杉矶光化学烟雾事件
1943年美国洛杉矶市的250万辆汽车每天 燃烧掉1100吨汽油，汽油燃烧后产生的碳氢化 合物 等在太阳紫外光线照射下引起化学反应， 形成浅蓝色烟雾，使该市大多市民患了眼红、 头疼病。后来人们称这种污染为光化学烟雾。
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自发进行的过程从有序向无序发生。 机械能、电能等是有序度较高的能量， 转化成无序度较大的内能.
分散在环境中的内能不能被重新利 用。这种转化过程叫能量耗散.
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内能的利用价值低于机械能、电能等 能量的利用价值。内能是一种低品质的能量. 能量耗散不会导致能量的减少，但会降低能 量的品质，使能量的利用价值降低。
1955年和1970年洛杉矶又两度发生光化学 元素烟雾事件，前者有400多人因五官中毒、呼 吸衰竭而死，后者使全市四分之三的人患病。
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伦敦烟雾事件
1952 年 12 月 5 日至 9 日，伦敦上空 受反气旋影响，大量工厂生产和居民燃煤取暖 排出的废气难以扩散，积聚在城市上空.伦敦被 浓厚烟雾笼罩，交通瘫痪.
源
源 非再生能源：核聚变燃料
二次能源：电力、焦炭、煤气、沼气、蒸汽
热水；汽油、煤油、柴油、重油等石油制品；
余热、余能等.
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太阳能
太阳能是来自太阳内部不断进行的热 核反应释放的能量，是核聚变能：
4p→4He+2e++2ve+26.7MeV 太阳每秒释放能量约4×1026J，质量亏 损达400多万吨。太阳辐射到地球的能量每 年可以达到1024J，约是全世界煤炭、石油和 天然气总含量的130倍。太阳能是绿色清洁 能源，对环境的影响很小.
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能量既然守恒，为什么还大力倡导节约？ 节约的是什么？倡导节约有何意义？
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一、能量转化的方向性
家用电器消耗电能，最终转化为内 能，散失到环境中去；燃烧过程将化学能 转化为内能；运动的物体由于摩擦停止， 机械能转化为内能。这些内能不能被收集 重新利用。
能量虽然守恒，总量不会减少。但 一些能量可以被人类利用，另一些却不能 再利用。
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太阳能电池原理基于光伏效应——由 于光照产生电动势的现象，半导体材料的电 子把阳光直接转化为电能，
1954年4月25日，贝尔实验室示范第一 个实用的硅太阳能电池，效率约6%。
现在已经可以建造效率超过40%的太阳 能电池。太阳能电池的发展仍在持续进行， 朝向降低成本、提升效率的目标进行。
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其他新能源