第18章能源与可持续发展

链式反应和原子弹
原子弹
核能的和平利用:核反应堆和核电站
核能的和平利用:核反应堆和核电站 我国大陆已建成: 浙江秦山、广东 大亚湾和岭澳
建设中: 江苏田湾
核能发电原理
核能 → 内能 → 机械能 → 电能
核电是经济的能源
获得核能的途径之二:核聚变
两个较轻的原 子核结合成一 个较重的原子 核的现象叫核 聚变（也叫热
• 了解核能的优点和可能带来的问题。
第一节 能源利用与社会发展
背景
能源、人口、粮食、环境、资源被列 入困扰全人类的五大问题，其中能源 问题至关重要。
人类利用能源的简史
核能的发现 电能的利用 化石能源的利用 火的利用
能源的分类
按能否从自然界直接获取分 一次能源：煤、石油、天然气、太阳能、风能、
水能、地热能、核能、潮汐能等
•
质量是企业的生命，安全是职工的生 命。2021年3月 10日星 期三下 午6时1分50秒 18:01:5021.3.10
水能发电 579
Байду номын сангаас
6.57
776
6.50
核能发电 545
6.19
626
5.25
世界能源 8809 总产量
11928
按现在的能源消耗，世界上的石油、天 然气和煤等生物化石能源将在几十年至 200年内逐渐耗尽。
第二节 核能
1、原子内部的组成是怎样的？ 2、什么是核能？
原子核的直径大约是原子的10万 分之一.核内的粒子靠强大的核力结 合在一起.当原子核发生变化时,就可 以放出惊人的能量,即核能.
二次能源：电能、煤气、酒精、石油液化气等
按能否可再生分 可再生能源：太阳能、风能、水能、地热
能等
不可再生能源：煤、石油、天然气、核燃料
等
按利用的技术状况分 常规能源：水能、煤炭、石油、天然气等
新能源：太阳能、核能、地热能、氢能等 按对环境的影响
清洁能源：太阳能、风能、水能、核能等 非清洁能源：煤、石油、天然气等
获得核能的途径之一:核裂变
质量较大的原子核分裂成 两个或两个以上中等质量 核的过程叫核裂变.核裂 变时放出大量的核能.
1kg铀中的铀核如果全部 发生裂变，释放出的能量 大约相当于2500t的标准 煤完全燃烧所放出的能量
核裂变时放出大量的核能.原子弹就是 利用重核裂变的现象制成的。
核裂变和链式反应
能量既不会凭空消灭, 也 不会凭空产生,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,而在转化或转移的过程中, 其总量保持不变.这就是能量 的转化和守恒定律.
第一次
人工取火
第二次
蒸汽机
第三次
核能
以柴薪为燃料 一万年
化石燃料 二百年
铀 几十年
能量转化与效率
白炽灯正常工作 的效率仅10%
核反应）.
核聚变时放出大量的核能.氢弹就是利用 轻核聚变现象制成的
获得核能的途径之二:核聚变
氢弹
核电是安全可靠清洁的能源吗?
1986年4月26日，前苏联（现乌克兰境内）的切 尔诺贝利核电站4号机组发生爆炸，8吨多强辐 射物质倾泻而出，使5万多平方公里的土地受到 污染，320多万人遭受核辐射的侵害。事故发生 后，发生爆炸的4号机组被用钢筋混凝土封起来， 电站30公里以内的地区被定为“禁入区”
到达人类居住和生活地区的能量约为 太阳能的5%～6%,比全世界各种能源 总和还大.
除核能, 地热能, 潮汐能 以外的 所有能 量几乎 都来自 太阳能.
利用太阳能的方式 光热转换
光化转换 光电转换
太阳能
太阳能发电站
能量转移和转化的方向性
黄果树瀑布
热水中的冰块
空气会自动聚拢吗？
上面的水沸腾、下面 的水结冰，可能吗？
思考
问题1、火炉把自己的内能传递给房间 里的 空气，供人取暖；到了春天，能 否把这些内能重新收集起来，来年再 用？
问题2、汽车制动，由于摩擦，动能转 化为地面和空气的内能，这些能量能 够自动开汽车吗
能量转移和转化的方向性 水滴实验
永动机不 可能制成
能源的利用过程，实质上是能的转化和传递过程
能量转化和守恒定律
——人类只有一个地球 珍爱我们共同家园
学习目标
• 初步了解人类发现、开发、利用能源 的历史，结合实例说出能源与人类生 存和社会发展的关系。
• 了解能源的分类，能列举常见的可再 生能源和不可再生能源、常规能源和 新能源、清洁能源和非清洁能源。
• 知道通过核裂变可获得核能，知道核 反应堆及核能发电的概况。
1996和2010世界能源生产的变化情况
能源 煤
1996年/ 1996年该能源对世界 2010年/ 2010年该能源对世界 能源单位 能源总产量的贡献/% 能源单位 能源总产量的贡献/%
2296
26.06
3731
31.28
石油
3377
38.34
3914
32.81
天然气 2012
22.84
2881
24.15
质量责任重于泰山，我为质量挑起重 任。21.3.1021.3.10Wednesday, March 10, 2021
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健康发展，稳抓质量。18:01:5018:01:5018:013/10/2021 6:01:50 PM
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多一分防火准备，可减少生命财产损 失。21.3.1018:01:5018:01Mar -2110- Mar-21
小轿车的效率仅15% 热机的效率
蒸汽机 6%～15% 汽油机 20%～30% 柴油机 30%～45% 喷气发动机 50%～60%
能源与可持续发展
我国人均能源可开采量与 世界平均水平的比较
作业布置
• 课堂作业：P83 /1,2 P90/ 1 P101/1 • 课后作业：课课练P81 /单元练习
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核电是安全可靠清洁的能源吗?
正方：
反方：
•核电站综合运行 •并不是万无一失
成本低
•核废料的安全处理
•不排放有害气体
•新式核反应堆， 技术是把双刃剑
多道防护屏障
第三节 太阳能
太阳能巨大,获取方便,没有污染,具有 重要的开发和利用价值.
太阳中心的热核聚变,通过辐射的方式 向四面八方发射能量.二十二亿分之一 能到达地球.
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隐患险于明火防范胜于救灾。18:01:5018:01:5018:01Wednesday, March 10, 2021
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安全生产，生产蒸蒸日上；文明建设 ，建设 欣欣向 荣。21.3.1021.3.1018:01:5018:01:50March 10, 2021
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斩草要除根，安全须治本。2021年3月 10日下 午6时1分21.3.1021.3.10