《能源材料与社会》PPT课件
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新能源材料简介PPT课件
➢ 分布广泛，不需要开采和运输； ➢ 不存在枯竭问题，可以长期利用； ➢ 安全卫生，对环境无污染等。
人造卫星上的太阳能电池
14
• 西班牙塞维利亚太阳能发 电站—欧洲最大的太阳能 电站，可供18万户使用， 每年减排60万吨CO2
15
•槽式太阳能
•蝶式太阳能
16
• 通过光电转化将太阳辐射能转化为电能加以利用是 太阳能利用中最活跃的研究领域。
• 目前，世界能源消耗还是以煤、石油、天然气之类 的矿物能源为主，不但严重破坏生态环境，而且矿 物能源不可再生，能源枯竭已成为共识。
煤炭开采
海上石油开采平台
严重的生态破坏
4
• 生态环境严重破坏：
➢ 1952年12月，伦敦烟雾； ➢ 酸雨； ➢ 河流干涸；
5
6
• 巨大的能源危机：
➢ 已开采800亿吨石油，按现在的开采速度， 地球上已探明 的1770亿吨石油储量仅够开采50年;
• 我国作为发展中大国，能源消耗巨大，能源利用率 不高，能源结构也不合理。
➢ 2009年，中国风力发电量达到了25.8亿瓦，超过了德国 的25.77亿瓦，仅次于美国35亿瓦；
➢ 2020年，中国将投入足以实现年发电量150亿瓦的风力 涡轮机，成为世界最大的风能生产国。
➢ 尽管在新能源领域有了大规模的增长，但风力发电量只 占据中国电力消耗总量的1% 。
• 主题馆屋面太阳能板面积达3万多平方米，是目前世 界最大的单体面积太阳能屋面，年发电量280万度， 每年减排二氧化碳2800吨，节约标准煤1000多吨。
世博中国馆
世博主题馆
21
• 2011年5月，世界首架无污染太阳能飞机进行跨国 飞行(从瑞士飞抵布鲁塞尔需13小时)，飞行高度可 达8700米，平均飞行速度为70-120公里/小时。
人造卫星上的太阳能电池
14
• 西班牙塞维利亚太阳能发 电站—欧洲最大的太阳能 电站，可供18万户使用， 每年减排60万吨CO2
15
•槽式太阳能
•蝶式太阳能
16
• 通过光电转化将太阳辐射能转化为电能加以利用是 太阳能利用中最活跃的研究领域。
• 目前，世界能源消耗还是以煤、石油、天然气之类 的矿物能源为主，不但严重破坏生态环境，而且矿 物能源不可再生，能源枯竭已成为共识。
煤炭开采
海上石油开采平台
严重的生态破坏
4
• 生态环境严重破坏：
➢ 1952年12月，伦敦烟雾； ➢ 酸雨； ➢ 河流干涸；
5
6
• 巨大的能源危机：
➢ 已开采800亿吨石油，按现在的开采速度， 地球上已探明 的1770亿吨石油储量仅够开采50年;
• 我国作为发展中大国，能源消耗巨大，能源利用率 不高，能源结构也不合理。
➢ 2009年，中国风力发电量达到了25.8亿瓦，超过了德国 的25.77亿瓦，仅次于美国35亿瓦；
➢ 2020年，中国将投入足以实现年发电量150亿瓦的风力 涡轮机，成为世界最大的风能生产国。
➢ 尽管在新能源领域有了大规模的增长，但风力发电量只 占据中国电力消耗总量的1% 。
• 主题馆屋面太阳能板面积达3万多平方米，是目前世 界最大的单体面积太阳能屋面，年发电量280万度， 每年减排二氧化碳2800吨，节约标准煤1000多吨。
世博中国馆
世博主题馆
21
• 2011年5月，世界首架无污染太阳能飞机进行跨国 飞行(从瑞士飞抵布鲁塞尔需13小时)，飞行高度可 达8700米，平均飞行速度为70-120公里/小时。
2025年贵州中考物理命题探究-电、磁学-第十九讲 走进信息时代 能源、材料与社会
流表测通过_电__路___的电流，电压表测__灯__泡__两端的电压．
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(2)如图乙所示电路，将滑动变阻器滑片P移至a端，闭合开关S、S1后， 小灯泡L与__定__值__电__阻__R__并联接入电路；当闭合开关S，断开开关S1，将 滑动变阻器滑片P移至b端时，定值电阻R与滑动变阻器__串__联．
变阻器与____小__灯__泡__L__1、__L__2__串联，电压表测_____小__灯__泡__L_1_、__L_2__两端
的电压．
丙
丁
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类型2 简单电路设计 例 2 喜欢观察的小明发现，教室的投影仪内有一个降温风扇和一个 投影灯泡，当闭合投影仪的电源开关S1时，只有风扇工作，再闭合S2 时，灯泡和风扇同时工作．当只闭合S2时，风扇和灯泡都不工作，以下 电路设计符合要求的是( D )
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考点 5 材料的开发与利用(贵阳2021．7)
9．(2021贵阳)我国特高压输电技术处于世界领先水平．为建党100周年
献礼，电力部门在输电线的材料、工艺等方面刻苦攻关，在降低电能损
耗上不断出新绩，这是因为提高了输电导线的( B )
A．温度
B．导电性
C．弹性
D．惯性
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10．(2017贵阳)越来越多的家庭选择LED电灯作为照明光源，某广告中
例3题(2)图
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(3)(2022贵阳)如图所示是未完成连接的实物电路，请用笔画线代替导线 完成该电路连接．要求：两灯并联，开关S同时控制两灯，电流表测量 干路电流，导线不能交叉．
例3题(3)图
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(4)如图所示是一个未完成的实物电路，请根据要求，用笔画线代替导 线，完成电路连接．要求：小灯泡L1、L2并联，滑动变阻器只控制L2的 亮度，电流表测量干路电流，导线不能交叉．
功能材料之能源材料PPT
02
常见能源材料的特性与性能
电池材料的特性与性能
电池材料种类
包括锂离子电池、镍氢电池、铅酸电池等，每种材料具有不同的 特性与性能。
电池材料的电化学性能
包括能量密度、功率密度、循环寿命、充电速度等，直接影响电池 的储能和放电能力。
电池材料的安全性
电池材料应具有较高的安全性，无毒或低毒，不易燃烧或爆炸，以 确保使用过程中的安全。
燃料电池材料面临的挑战与前景
总结词：燃料电池是一种将化学能转化为电能的装置 ，其核心是燃料电池材料。目前，燃料电池材料面临 的主要挑战是提高电化学性能和降低成本。随着技术 的不断进步，燃料电池材料的前景非常广阔，未来将 会涌现出更多的新型燃料电池材料，为人类提供更加 高效、环保的能源解决方案。
详细描述：目前，质子交换膜燃料电池是最成熟的燃料 电池技术之一，其具有较高的能量密度和较低的成本。 但是，质子交换膜燃料电池的寿命较短，且需要使用贵 金属催化剂。因此，研究人员正在开发新型燃料电池材 料，如固体氧化物燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池等。 这些新型燃料电池具有更高的电化学性能和更长的寿命 ，同时不需要使用贵金属催化剂。未来，随着技术的不 断进步和成本的降低，燃料电池有望在交通运输、电力 供应等领域得到广泛应用。
太阳能电池材料面临的挑战与前景
总结词
太阳能电池材料是一种重要的可再生能源材料，目前 面临的主要挑战是提高光电转换效率和降低成本。随 着技术的不断进步，太阳能电池材料的前景非常广阔 ，未来将会涌现出更多的新型太阳能电池材料，为人 类提供更加高效、环保的能源解决方案。
详细描述
目前，硅基太阳能电池是应用最广泛的太阳能电池，其 光电转换效率高、稳定性好，但是成本较高。因此，研 究人员正在开发新型太阳能电池材料，如钙钛矿太阳能 电池、染料敏化太阳能电池等，这些新型太阳能电池具 有更高的光电转换效率和更低的成本，有望成为未来的 主流太阳能电池。此外，随着技术的不断进步，太阳能 电池的集成度也将越来越高，未来将会出现更加高效、 环保的太阳能发电系统。
沪科版第二十章 能源、材料与社会第二节能源的开发和利用
四、本节小结
1、利用太阳能的四个主要渠道
① 被植物微生物吸收；②使大气、水升腾循环； ③被海洋吸收；④直接利用
2、直接利用太阳能的三个主要方式
①太阳能→热能；②太阳能→电能；③太阳能→化学能
3、太阳能的优、缺点
优点：①十分巨大，②供应时间长久， ③分布广阔，获取方便，④安全、清洁、无污染。 缺点：①太分散，②不稳定，③转换效率低。
4、太阳能的优点和缺点分别有哪些？
（1）、太阳能的优点：
①十分巨大， ②供应时间长久， ③分布广阔，获取方便， ④安全、清洁、无污染。
（2）、太阳能的缺点：
①太分散， ②不稳定， ③转换效率低。
5、太阳能电池
定义：
太阳能电池是通过光电效应或者光化学效 应直接把光能转化成电能的装置。
应用：
人造卫星、太空望远镜、太空站等电力的 来源。
（2）成本低（成本比火电站低20％以上）
2、核聚变——热核反应
核聚变示意图
核聚变——热核反应
核聚变——在超高温的条件下，可将两种 质量较轻的原子核（如氘和氚），聚合成 一个较重的原子核的一种核反应。核聚变 又称为热能反应。
太阳能是来自于太阳内部的核聚变。
应用——核爆炸
1967年，我国爆炸的第一颗氢弹
五、巩固练习
1、卫星长时间在太空航行，它的无线电发射装置不用人工补 充能源却能正常工作，它是利用______电池将______能转 化为_____能的。 2、目前世界各国都在加强开发的新能源是______，它蕴藏在 ______内部。获得原子能有两种途径：一是________，而 是________。我国著名的大亚湾核电站里发生的是 _______。太阳能就是来自太阳能内的_______。
能源材料和信息人类社会发展的三大支柱
信息技术的发展历程
第一阶段
手工处理信息阶段。人们主要通过手工方式收集、整理和使用信息。
第二阶段
机械处理信息阶段。随着印刷术的发明和应用，信息开始以书籍等形 式进行大规模的复制和传播。
第三阶段
电子处理信息阶段。20世纪初，随着电子计算机的出现，人们开始利 用电子设备处理信息，大大提高了信息处理的效率和速度。
能源、材料和信息：人类社会发展 的三大支柱
目录
• 引言 • 能源 • 材料 • 信息 • 三大支柱的相互关系与影响 • 结论
01 引言
主题简介
能源、材料和信息是人类社会发展的三大支柱，它们在人类历史进程中发挥着至 关重要的作用。
能源为人类提供动力，推动社会进步和经济发展；材料是构成人类生活和生产的 基础，支撑着社会物质文明；信息则是人类知识、文化和科技传承与创新的载体 ，引领社会变革和进步。
随着环保意识的加强和技术的进步，可再生能源和核能将在未来能源结构中占 据更重要的地位。同时，能源储存和智能电网技术也将得到快速发展。
挑战
如何实现能源的可持续发展，平衡经济发展、环境保护和能源安全之间的关系， 是当前面临的重要问题。此外，如何解决可再生能源的稳定性和储能问题，以 及核能的废料处理和安全问题也是亟待解决的难题。
煤炭时代
01
19世纪以前，煤炭是主要能源，推动了蒸汽机的广泛应用和第
一次工业革命。
石油时代
02
19世纪末至21世纪初，石油成为主导能源，推动了内燃机、汽
车、飞机等技术的发展。
清洁能源时代
03
近年来，随着环保意识的提高和技术的进步，太阳能、风能等
清洁能源逐渐得到大规模应用。
能源的未来趋势与挑战
未来趋势
春沪科版九年级下册物理20.3材料的开发和利用课件(20页)
九年级物理（HK）
第二十章 能源、材料与教学社课件会
第三节 材料的开发和利用
导入新课
讲授新课
课堂小结
随堂训练
导入新课
我们周围的材料
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 断地研究性能更好、更有 价值的新材料。
导入新课
学习目标
1.了解物质的属性对科技进步的影响； 2.初步了解半导体、超导体、纳米材料的应用和对社 会的发展； 3.有保护环境和合理利用资源的意识。
讲授新课
从常用电器，如收音机、录音机、电视机、电脑 等中，都可以找到大量的半导体元件。
半导体元件
半导体可以制成二 极管、三极管等半导体 元件和集成电路。半导 体二极管有单向导电性， 半导体三极管可以用来 放大电信号。
讲授新课
实验探究：半导体二极管单向导电特性
实验材料： 电源、灯泡、导线、接线柱、开关、半导体二极管。
实验设计： 在右边方框中，自己设计一个实验电路，进行实验，
判定半导体二极管导电特性。
图1
图2
讲授新课
实验过程： 将半导体二极管分别如图所示进行连接，闭合开 关，视察小灯是否亮起。
实验结论： 如图1所示灯泡亮起，如图2所示，灯泡不亮，说明 半导体二极管具有单向导电性。
讲授新课
三 开发新材料 1.超导材料
纳米材料除了其基本单元的尺度小以外，在 力、热、声、光、电、磁等方面还表现出许多特 殊的性能。
讲授新课
纳米颗粒材料
人们正在研制纳米尺度的微小机器，由纳米材料制 成的导线将大大提高计算机的性能，并缩小计算机芯片 的体积。用纳米技术做成的量子磁盘，每平方厘米面积 内可贮存3万部《红楼梦》。
第二十章 能源、材料与教学社课件会
第三节 材料的开发和利用
导入新课
讲授新课
课堂小结
随堂训练
导入新课
我们周围的材料
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 断地研究性能更好、更有 价值的新材料。
导入新课
学习目标
1.了解物质的属性对科技进步的影响； 2.初步了解半导体、超导体、纳米材料的应用和对社 会的发展； 3.有保护环境和合理利用资源的意识。
讲授新课
从常用电器，如收音机、录音机、电视机、电脑 等中，都可以找到大量的半导体元件。
半导体元件
半导体可以制成二 极管、三极管等半导体 元件和集成电路。半导 体二极管有单向导电性， 半导体三极管可以用来 放大电信号。
讲授新课
实验探究：半导体二极管单向导电特性
实验材料： 电源、灯泡、导线、接线柱、开关、半导体二极管。
实验设计： 在右边方框中，自己设计一个实验电路，进行实验，
判定半导体二极管导电特性。
图1
图2
讲授新课
实验过程： 将半导体二极管分别如图所示进行连接，闭合开 关，视察小灯是否亮起。
实验结论： 如图1所示灯泡亮起，如图2所示，灯泡不亮，说明 半导体二极管具有单向导电性。
讲授新课
三 开发新材料 1.超导材料
纳米材料除了其基本单元的尺度小以外，在 力、热、声、光、电、磁等方面还表现出许多特 殊的性能。
讲授新课
纳米颗粒材料
人们正在研制纳米尺度的微小机器，由纳米材料制 成的导线将大大提高计算机的性能，并缩小计算机芯片 的体积。用纳米技术做成的量子磁盘，每平方厘米面积 内可贮存3万部《红楼梦》。
能源管理体系培训材料(PPT13)
根据组织实际情况和发展需求，制定具体的能源 管理目标。
建立能源管理指标体系
选取关键指标，构建完整的能源管理指标体系， 用于衡量能源管理绩效。
3
目标与指标的分解与落实
将总体目标分解为各部门的具体目标，确保目标 的可操作性和可达成性。
能源管理绩效评价
01
02
03
制定评价标准
根据能源管理目标和指标 ，制定具体的评价标准和 方法。
能源管理职责与角色
确定组织内各部门能源管理职责
01
明确各部门在能源管理方面的任务和责任，形成完整的能源管
理体系。
设立能源管理岗位
02
在关键部门设立能源管理岗位，负责监督和协调能源管理工作
。
培训与考核
03
对相关人员进行能源管理培训和考核，提高其专业水平和工作
能力。
能源管理目标与指标
1 2
制定具体可行的能源管理目标
内部审核与管理评审
定期进行内部审核和管理评审 ，确保体系的有效性和合规性 。
实施与运行
按照设计好的流程和标准，组 织各部门实施能源管理体系， 确保正常运行。
纠正与改进
针对监测和测量结果，及时发 现和纠正问题，持续改进能源 管理体系。
外部审核与认证
根据需要，申请外部审核与认 证，提高组织的知名度和信誉 。
重要性
随着全球能源需求的不断增长和环境保护意识的提高，能源 管理体系对于组织来说变得越来越重要。通过能源管理体系 ，组织可以降低运营成本、提高市场竞争力，并为社会可持 续发展做出贡献。
能源管理体系的核心理念
全员参与
能源管理体系强调全员参与和跨 部门合作，鼓励员工在日常工作
中关注能源消耗和节能措施。
建立能源管理指标体系
选取关键指标，构建完整的能源管理指标体系， 用于衡量能源管理绩效。
3
目标与指标的分解与落实
将总体目标分解为各部门的具体目标，确保目标 的可操作性和可达成性。
能源管理绩效评价
01
02
03
制定评价标准
根据能源管理目标和指标 ，制定具体的评价标准和 方法。
能源管理职责与角色
确定组织内各部门能源管理职责
01
明确各部门在能源管理方面的任务和责任，形成完整的能源管
理体系。
设立能源管理岗位
02
在关键部门设立能源管理岗位，负责监督和协调能源管理工作
。
培训与考核
03
对相关人员进行能源管理培训和考核，提高其专业水平和工作
能力。
能源管理目标与指标
1 2
制定具体可行的能源管理目标
内部审核与管理评审
定期进行内部审核和管理评审 ，确保体系的有效性和合规性 。
实施与运行
按照设计好的流程和标准，组 织各部门实施能源管理体系， 确保正常运行。
纠正与改进
针对监测和测量结果，及时发 现和纠正问题，持续改进能源 管理体系。
外部审核与认证
根据需要，申请外部审核与认 证，提高组织的知名度和信誉 。
重要性
随着全球能源需求的不断增长和环境保护意识的提高，能源 管理体系对于组织来说变得越来越重要。通过能源管理体系 ，组织可以降低运营成本、提高市场竞争力，并为社会可持 续发展做出贡献。
能源管理体系的核心理念
全员参与
能源管理体系强调全员参与和跨 部门合作，鼓励员工在日常工作
中关注能源消耗和节能措施。
19第十九、二十章 信息、能源、材料与社会(中考复习导学案)
第十九章走进信息时代第二十章能源、材料与社会编写人：姓名一、复习目标：1.知道波长、频率和波速的关系。
2.了解各种电磁波的应用及对人类生活和社会发展的影响。
3.能描述物质的弹性、硬度、延展性、导电性等属性，尝试将这些属性与日常生活中物质的用途联系起来。
4.知道能量守恒定律，能举出日常生活中能量守恒的实例，能用能量转化和守恒的观点分析物理现象。
二、基础知识与方法：1. 是天然的信息存储器，的出现使人类的信息记录方式产生了根本性的变革。
随着技术的进步，有了、等大信息量的记录方式。
2.随着科技的发展，和的相继出现，使人类的信息传播进入了新的时代。
3.γ射线、X射线、紫外线、可见光、红外线、微波和无线电波都是。
4.波传播的速度称为，电磁波在真空中的传播速度为。
波速c波长λ频率γ的关系是。
某电磁波的频率为5×108Hz，则该电磁波的波长为。
▲5.光纤通信的优点有（1）；（2）；（3）；（4）。
6.人们根据材料的不同特点将材料分为、、、四大类。
根据材料的导电性能，材料可分为：、、。
半导体二极管具有性。
7.自然界中的能量形式形形色色，根据其特点可以大致分为、、、和、能等几种形式。
8.能量守恒定律：能量既不会，也不会，它只会从一种形式为另一种形式，或从一个物体到另一个物体上，而能的总量。
▲9.太阳能是一种无污染又取之不尽的能源，人们对太阳能的利用主要有两种方式，一种是将太阳能转化为能，另一种是将太阳能转化为能。
10v核能的开发和利用可以采用两种方法，一种是利用核释放能量，另一种是利用核释放能量。
▲11.新能源：能、能、能等都是清洁的新能源，也是人类应大力开发和发展的方向。
三、经典考题：1．下列物件工作时与电磁波无关的是（）A.收音机B.微波炉C.电磁铁D.手机2．材料的发展为科学技术的发展提供了物质基础。
下列说法与事实不相符．．．的是（）A.光导纤维促进了现代通信的发展 B.桥梁的建造自古就有，建桥不再依赖材料科学的发展C.高纯度大直径的硅单晶（半导体材料）促进了集成电路的发展 D.纳米材料具有传统材料所不具备的物理、化学特性，它将引发新的工业革命四、课堂检测：1.在“汶川大地震”中，救援人员用雷达式、热红外线等多种生命探测仪搜救被困人员，其中雷达式生命探测仪是利用电磁波工作的，它发射的电磁波在空气中的传播速度约为 m/s ；热红外生命探测仪是利用红外线工作的，在黑暗中 （填“能”或“不能” ）发现目标。
2013版沪科版九年级物理第二十章能源材料与社会全章综合练习(含解析)课件
（2013•宜昌）超导现象是指某些物质在温度很低时电阻变为零的 现象．如果某种超导材料能应用于实际，最适合用来制作（ C ） A．保险丝 B．电炉丝 C．电动机线圈 D．变阻器的电阻丝
分析：超导现象是电阻为零的现象，超导体适合制作输电导线和电动机线圈等．
解：利用超导体的零电阻可以实现远距离输电，也可以做电动机线圈等．所有利 用电流热效应工作的电阻都不能用超导体制作．A、B、D中都是利用电流热效 应工作的，不符合题意． 故选C．
分析：发生海啸时，海水运动，具有动能．海水有一定的高度，
海水具有重力势能．所以海水具有强大的机械能． 核电站是原子核在核反应堆内发生核裂变产生热量无法放出， 产生爆炸，导致核泄漏． 解：发生海啸时，海水发生剧烈的运动，有很大的速度，所以 海水具有很大的动能．海水还有很高的高度，具有很产生的热量不能及时放出， 会出现核爆炸现象，导致核泄漏． 故答案为：机械；核裂变．
（2013•南京）对物理概念和规律的理解，下列说法正确的是（ B ） A．电路中发光越亮的电灯，它的额定功率就越大 B．一定量的水凝固成冰的过程中，温度不变，内能减小 C．盛水越多的容器，底面受到水的压强就越大 D．超导体电阻为零，适合做电炉丝 分析：（1）灯泡的明暗程度由实际功率决定； （2）晶体凝固时，温度不变； （3）根据p=ρgh可知，液体压强与液体密度和深度有关； （4）电炉丝是利用电阻的热效应工作的． 解： A、电路中发光越亮的电灯，它的实际功率就越大；故A错误； B、一定量的水凝固成冰的过程中，温度不变，内能减小；说法正 确； C、液体压强与液体密度和深度有关，与液体的多少无关；故C错 误； D、电炉丝是利用电阻的热效应工作的，而超导体电阻为零，电流 通过时，不会产生热量，因此不适合做电炉丝，故D错误． 故选B．
沪科版第二十章 能源、材料与社会 第二节能源的开发和利用
B、核能→内能→机械能→电能 C、核能→内能→电能 D、核能→电能
核电站
1.核电站的组成：核反应堆、热 交换器、汽轮机、发电机等。 2.核电站的工作原理：利用原子核
裂变的裂式反应产生的能量来发电。
核电站的核心是核反应堆，它以铀为核燃料， 反应堆中放出的核能转化为高温蒸汽的内能， 通过汽轮发电机转化为电能。
• 10、对能源的分类有不同的方法，一般情况下， 将能源分成三类，第一类能源来自球以外，第二 类能源来自于地球内部，第三类能源来自于地球 和其他天体的相互作用，人们已经利用太阳能和 核燃料分别属于（ ） • A、太阳能属第一类能源，核燃料属第二类能源 • B、太阳能属第二类能源，核燃料属第三类能源 • C、太阳能属第二类能源，核燃料属第一类能源 • D、太阳能属第一类能源，核燃料属第一类能源
• 9、由于地球和月球、太阳相互产生的能 量，一日两次，日称潮，夜称汐。世界上 潮汐能蕴藏量为10亿kW，我国为1.1亿 kW。我国东南沿海某海湾经测量面积为 1.0×107m2时，涨潮时水深为20m，此时 关上水坝闸门，可使水位保持20 m不变， 退潮时，坝外水位降至18m。假如利用此 水坝建成潮沙水力发电站，水的势能变为 电能的效率是10％，每天有2次涨潮，问 该电站一天能发的电能是多少焦？
秦山核电站
大亚湾核电站
核聚变
核聚变： 较轻的核结合成较重的核，也能释放 能量的现象，由于聚变必须在极高的 温度和压强下才能进行，所以核聚变 也叫热核反应。 热核反应需要的温度很高一般要1×106℃ 以 上温度越高，热核反应也进行的越快。
聚变的应用
* 利用轻核聚变可制成氢弹（其威力比原子弹更
为巨大）
• 例：到2010年我国核电站的总功率可 达3000～5000万千瓦，年发电量可达 1500～2500亿千瓦时。如果用煤来发 电（设火电站效率为30％）将要用煤 多少呢？若一个煤矿每年产煤500万吨， 需要多少这样的煤矿？
核电站
1.核电站的组成：核反应堆、热 交换器、汽轮机、发电机等。 2.核电站的工作原理：利用原子核
裂变的裂式反应产生的能量来发电。
核电站的核心是核反应堆，它以铀为核燃料， 反应堆中放出的核能转化为高温蒸汽的内能， 通过汽轮发电机转化为电能。
• 10、对能源的分类有不同的方法，一般情况下， 将能源分成三类，第一类能源来自球以外，第二 类能源来自于地球内部，第三类能源来自于地球 和其他天体的相互作用，人们已经利用太阳能和 核燃料分别属于（ ） • A、太阳能属第一类能源，核燃料属第二类能源 • B、太阳能属第二类能源，核燃料属第三类能源 • C、太阳能属第二类能源，核燃料属第一类能源 • D、太阳能属第一类能源，核燃料属第一类能源
• 9、由于地球和月球、太阳相互产生的能 量，一日两次，日称潮，夜称汐。世界上 潮汐能蕴藏量为10亿kW，我国为1.1亿 kW。我国东南沿海某海湾经测量面积为 1.0×107m2时，涨潮时水深为20m，此时 关上水坝闸门，可使水位保持20 m不变， 退潮时，坝外水位降至18m。假如利用此 水坝建成潮沙水力发电站，水的势能变为 电能的效率是10％，每天有2次涨潮，问 该电站一天能发的电能是多少焦？
秦山核电站
大亚湾核电站
核聚变
核聚变： 较轻的核结合成较重的核，也能释放 能量的现象，由于聚变必须在极高的 温度和压强下才能进行，所以核聚变 也叫热核反应。 热核反应需要的温度很高一般要1×106℃ 以 上温度越高，热核反应也进行的越快。
聚变的应用
* 利用轻核聚变可制成氢弹（其威力比原子弹更
为巨大）
• 例：到2010年我国核电站的总功率可 达3000～5000万千瓦，年发电量可达 1500～2500亿千瓦时。如果用煤来发 电（设火电站效率为30％）将要用煤 多少呢？若一个煤矿每年产煤500万吨， 需要多少这样的煤矿？
师昌绪院士报告：材料与社会可持续发展PPT课件
A：海水中溶解金属含量
金属
单位(吨/立方英里)
总含量(吨)
Mg
6,400,000
2.1×1015
Sr
38,000
12×1012
Li
800
260 ×109
ห้องสมุดไป่ตู้
Zn
47
16 ×109
Fe
47
16 ×109
Al
47
16 ×109
Mo
47
16 ×109
Sn
14
5 ×109
Cu
14
5 ×109
U
14
5 ×109
Ni
4
0.2-0.5
150 60-100 数周到数月
5
12
8
34
该图为包括中国在内的几个国家和地区不同年代CO2排 放量的预测。
35
From “Interdisciplinary Science Reviews”, Vol26, No4, 2001,P254
由于温室气体不断增加，到本世纪末温升2.5ºC(冰河期 与目前温差5－6ºC)，人居环境灾难频发，陆地缩小。
电气照明是建筑电气技术的基本内容是保证建筑物发挥基本功能的必要条件合理的照明对提高工作效率保证安全生产和保护视力都具有重要的意义14科学工程技术循环经济4rreducereuserecycleremanufacture环境电气照明是建筑电气技术的基本内容是保证建筑物发挥基本功能的必要条件合理的照明对提高工作效率保证安全生产和保护视力都具有重要的意义15全球重要金属矿储量及可采年限矿物单位储量可开采年限中国排位fe矿石101534171mn金属10907297cr富矿cr2o3354510105710613ni金属10526682860mo金属1054455435135cu金属1034040zn金属1017026al铝矾土1021238ti金属101551pt金属10311135稀土氧化物1045781金属材料有资源枯竭问题电气照明是建筑电气技术的基本内容是保证建筑物发挥基本功能的必要条件合理的照明对提高工作效率保证安全生产和保护视力都具有重要的意义16可以看出目前已探明的金属矿床多者可用不足200年少者仅2030年可能解决的途径有以下几个方面
新能源材料简介PPT课件
• III-V族化合物包括GaAs和InP
等，可制成薄膜太阳电池，转
换 效 率 高 、 抗 辐 照 性 能 好 ， 是 太空站上的GaAs太阳电池
较理想的空间太阳电池。
23
第23页/共42页
纳米太阳电池
• 纳米太阳电池(简称NPC电池)是一种由镀有透明导 电膜的导电玻璃、多孔纳米TiO2、染料光敏化剂、 固体电解质膜以及铂电极组成的一种光电化学式 电池。
➢已 探 明 的 1 7 3 万 亿 立 方 米 天 然 气 仅 够 开 采 6 3 年 ； ➢已探明的9827亿吨煤炭还可用300年到400 年; ➢已 探 明 的 铀 储 量 约 4 9 0 万 吨 ， 钍 储 量 约 2 7 5 万 吨 ， 全 球
441座核电站每年消耗6万多吨浓缩铀，仅够使用100年 左右。 ➢世 界 各 国 水 能 开 发 也 已 近 饱 和 ， 风 能 、 太 阳 能 尚 无 法 满 足人类庞大的需求。
• 与Ni/Cd电池相比，Ni/MH电池具有以下优点：
➢能量密度是Ni/Cd电池的1.5-2倍；
➢充放电速率高；
➢耐过充和过放性能好；
➢使用寿命长；
➢低温性能好； ➢无Cd元素对环境的污染。
第36页/共42页
Ni/MH二次电池
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• Ni/MH电池开发重点是大功率、高容量方向。国际 上主要汽车公司如GM、Ford和Toyota等相继开发 出Ni/MH电动汽车和混合电动汽车，
➢进 一 步 使 用 有 核 的 或 表 面 凹 凸 不 平 的 纳 米 粒 子 ， 大 幅 提高薄膜的比表面积。
Xi Chen, Baohua Jia, et al, Broadband Enhancement in Thin-Film Amorphous Silicon Solar Cells Enabled by Nucleated Silver Nanoparticles, nano letters, /10.1021/nl203463z| Nano L25ett
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开发新能源---核能
核裂变是较重的原子核裂变为较轻的原子核 的一种核反应。
原子弹就是根据这个原理制造的一种核武器。
ppt课件
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开发新能源---核能
核聚变是较轻的原子核结合为较重的原子 核的一种核反应。
氢弹就是根据这个原理制造的一种威力比 原子弹更大的核武器。
利用核能发电是人们和平利用核能的一 个重要方向。目前，世界上已经利用核裂变 原理建成了许多核能发电站。
ppt课件
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开发新能源---太阳能
太阳能是取之不尽，用之不竭的天然能源，而且是 一种“清洁”的能源，不会带来环境污染问题。
下图中所示，人类利用太阳能方式一样吗？
太阳能热水器
太阳灶
太阳能发电装置 航天器
开发新能源---核能
核能的开发和利用可以采用两种方法：
一种是利用核裂变释放能量； 一种是核聚变释放能量。
由于核反应，物质的原子核 结构发生变化而释放的能量
原子弹、氢弹爆炸时释放的能量就来源于核能。 太阳的能量也源自于内部的核反应而释放的核能。
P194：你能说出图中各种物体 所具有的能量吗？
自然界中，能量不但可以从一个 物体转移到另外一个物体，也可以从 一种形式转化为其他形式。
ppt课件
7
动能从一边的小球转移到另一边的小球
能量既不会消灭，也不会创 生，它只会从一种形式转化为另 一种形式，或者从一个物体转移 到另一个物体，而能的总量保持 不变。
1.“第一类永动机” ：不消耗任何能量和燃
料，却源源不断对外做功的机器。 2.由能量守恒定律知：无法实现。 3.工程技术的任务，在于设法找出合理利用能源 的途径，并减少机器运转过程中不必要的能量损 耗，而不是去研制永远无法实现的“永动机”。
超导现象和超导体：当温度降低到绝对零度附 近时，某些材料的电阻突然减小到无法测量的程度， 可以认为其电阻突然变为零，这种现象叫做超导现 象，能够发生超导现象的物质称为超导体。
不同材料的转变温度不同，如汞(4.15K)、钨 (0.012K)、锌(0.75K)等。现在的一些高温超导材 料，由一般导体转变为超导体的温度已达到100K以 上。我国研制的超导材料的转变温度已达到134K
1、可再生能源：可以长期提供或者可以再生
比如：风能、水能、太阳能、生物能等
2、不可再生能源：一旦消耗就很难再生
比如：煤、石油、天然气、核能等
人类对木材、水力、风力、畜力、等能源的利 用促进了人类文明的发展。
大约200多年前，大量开发煤使得人类能源史进 入一个崭新时期。而以煤作为燃料的蒸汽机的发明 带来人类历史上的第一次工业革命。随后石油、天 然气又成为人广泛使用的能源。
开发新能源---风能
风能的来源是太阳能。 太阳光照射在地球上，引起各地气压差异，
形成空气流动——风。
风力提水 风力助航 风力发电
氢能
沼气
可燃冰
3材料的开发和利用
我们周围 大大小小的物品都是由各种材料 组成的。
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，人类发展过程中先后经历 了石器时代、青铜时代和钢铁材料时代。
ppt课件
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开发新材料---超导材料
为了制造物美价廉、性能更好的物品，人们正在不断 地研究性能更好、更容易制造的材料。
其中有一种性能较好的材料叫超导材料
1911年，昂内斯在研究汞电 阻随温度的变化时，观察到在测 试温度降低到4.2K时，汞的电阻 突然降低到测量不到的微小值。 从而发现超导现象。
开发新材料---超导材料
大亚湾核电站
田湾核电站
岭澳核电站
秦山核电站
开发新能源---地热能
地球内部蕴藏着大量的热。在 西藏羊八井地热电站， 有地热资源的地方可以开发的 是我国最大的地热电站 利用地热能发电。
开发新能源---潮汐能
月球、太阳对地球的引力作用产生了潮汐。 每天，涨潮与落潮蕴藏着巨大的能量，这种能 量可以用来发电。
而对电磁的研究，使得人类又进入电气时代。
如今，核能、太阳能等各类新兴能源的开发又 称为人类获取能源的一个全新途径。
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能源的大量开发和使用，会造成环境污染与生态破坏。 如何在开发和使用能源的同时保护好我们赖以生存的地球， 这已经成为一个全球性的重大课题。
人类将如何才能解决好使用能源与保护环境这一问题呢？
P196：小丑在跳动过程中，能 量如何转化，它的能量守恒吗？
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第二类永动机的设想：可以永远转下去
机械能与内能的转化具有方向性：由于摩擦的存在， 一部分机械能可以转化为内能，但这部分内能却不能自 动地再转化为机械能，
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2能源的开发和利用
像煤、石油、天然气、水流、风、电、太阳光 等能够提供能量的物质资源，叫做能源。
开发新材料---超导材料
超导材料出现以后，人们首先想到的 是利用超导体的零电阻性实现远距离大功 率输电。
很细的超导丝就可以输送强大的电流
超导材料不仅 电阻为零，而 且还有其他令 人注目的特性。
根据材料的导电性能，材料可分为导体、半
导体及绝缘体三大类。
容易导电的材料是导体，如铜、铝等 不容易导电的材料是绝缘体，如玻璃、橡胶等 半导体的导电性能介于导体和绝缘体之间。如硅、锗 砷化镓等
半导体材料可以制成二极管、三极管等半导 体元件和集成电路。
常用的电器中都可以找到大量的半导体元件
半导体元件具有许多独特的功能。二极管具 有单向导电性，三极管可以用来放大电信号。
电能转化为光能和内能
内能转化为机械能
水的机械能转化为电能
化学能转化为电能
地球上的能量主要来自太阳 太阳能转化为电能
地球上的能量主要来自太阳
绿色植物通过光合作用把太阳能转化为化学能， 食草动物从植物获取能量，转化为内能和化学能， 食肉动物通过捕食其它动物获取能量。 煤、石油、天然气中的能量来源于亿万年前动植物体内的化 学能。
第20章 能源、材料与社会
1能量的转化与守恒 2能源的开发和利用 3材料的开发和利用1能量的转化与守恒能量以多种形式展现着：
电闪雷鸣
地动山摇
如电能、光能、内能、机械能等
波涛汹涌
随风摇曳
由于化学反应而产生的能量
1、燃料的燃烧是一种化学变化，燃烧时产生 的光和热就来源于燃料储存的化学能。
2、食物也具有化学能，人们的生活、工作所消 耗的能量就来源于食物里储存的化学能。