第十七章能源与可持续发展

1、第十七章第十七章 能源与可持续发展能源与可持续发展 第一单元第一单元 能源及其分类能源及其分类 1、生物质能：生物质能：由生命物质提供由生命物质提供 的能量称为生物质能。的能量称为生物质能。 一、认识几种能源一、认识几种能源 2、化石能源化石能源：煤、石油、：煤、石油、 天然气，这些埋在地下的天然气，这些埋在地下的 动植物经过漫长地质年代动植物经过漫长地质年代 形成的。形成的。 一、认识几种能源一、认识几种能源 一、认识几种能源一、认识几种能源 一切物质由分子组成，一切物质由分子组成， 分子又由原子组成。分子又由原子组成。 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、电电 子子组成，原子核由组成，原子核由质质 子子和和中子中子组成。质子组成。质子 带正电荷，电子带负带正电荷，电子带负 电荷，中子不带电。电荷，中子不带电。 3、核能、核能：质子、中子依靠强大：质子、中子依靠强大 的核力紧密地结合在一起，原的核力紧密地结合在一起，原 子核十分牢靠，要使它们分裂子核十分牢靠，要使它们分裂 或重新组合，就能释放出惊人或重新组合，就能释放出惊人 的能量，这就是的能量，这就是核能核能 一、认识几种能源一、认识几种能源 太阳是一个炽热的气态球太阳是一个炽热的气态球 体，这是由于体，这是由于太阳内部持续进太阳内部持续进 行着氢聚合成氦的行着氢聚合成氦的核聚变核聚变反应反应

3、， 不断地释放出巨大的能量，太不断地释放出巨大的能量，太 阳每秒钟照射到地球上的能量阳每秒钟照射到地球上的能量 就相当于就相当于500万吨煤万吨煤。 一、认识几种能源一、认识几种能源 4、太阳能、太阳能：太阳能是太阳内：太阳能是太阳内 部连续不断的部连续不断的核聚变核聚变反应过反应过 程产生的能量。程产生的能量。 一、认识几种能源一、认识几种能源 狭义的太阳能：狭义的太阳能：仅限于太阳辐射能的仅限于太阳辐射能的 光热、光电和光化学的直接转化。光热、光电和光化学的直接转化。 广义的太阳能：广义的太阳能：包括的范围非常大，包括的范围非常大， 地球地球上的风能、水能、海洋温差能、波上的风能、水能、海

4、洋温差能、波 浪能和生物质能以及部分潮汐能都是来浪能和生物质能以及部分潮汐能都是来 源于源于太阳；地球太阳；地球上的化石燃料（如煤、上的化石燃料（如煤、 石油、天然气等）从根本上说也是远古石油、天然气等）从根本上说也是远古 以来贮存下来的以来贮存下来的太阳能。太阳能。 一、认识几种能源一、认识几种能源 图17.3-3 17.34 图17.34 二、能源的分类二、能源的分类 一次能源：一次能源： 可以直接从自然界直接获可以直接从自然界直接获 取的能源取的能源 例：煤例：煤、石油、天然气、石油、天然气、植物、植物秸杆、水能、秸杆、水能、 风能、太阳能、地热能、核能、海洋能等风能、太阳能、地热能、核

5、能、海洋能等 二次能源：二次能源：无法从自然界直接获取，必无法从自然界直接获取，必 须通过一次能源的消耗才能得到的能源须通过一次能源的消耗才能得到的能源 例：汽油、电能、煤气、焦碳、激光、沼气等例：汽油、电能、煤气、焦碳、激光、沼气等 方式一：方式一： 二、能源的分类二、能源的分类 可再生能源可再生能源 ： 例：水能、风能、太阳能、地热能、 潮汐能、生物质能等 不可再生能源：不可再生能源： 例：煤炭、石油、天然气、核能等 方式二：方式二： 二、能源的分类二、能源的分类 污染型污染型能源：能源：包括煤炭、石油等包括煤炭、石油等 清洁清洁型能源：型能源：包括包括水能、电能、水能、电能、太阳太阳 能

6、、风能和核能等。能、风能和核能等。 方式三：方式三： 二、能源的分类二、能源的分类 常规能源常规能源 ： 例：煤炭、石油、天然气 新型能源：新型能源： 例：太阳能、风能、地热能、海 洋能、生物能以及用于核能发电 的核燃料等。 方式四：方式四： 二、能源的分类二、能源的分类 练习题练习题 1、水的动能风能太阳能核能地热 能潮汐能电能，属于一次能源的有 _，属于二次能源的 有 ，属于可再生能源的 ， 属于不可再生能源的有 。 练习题练习题 2、关于能源的利用，下列说法不正确的是( ) A由于我国煤和石油的储量十分丰富，所以太 阳能和核能的开发在我国并不十分重要 B能源的利用过程，实质上是能的转化和

7、传递 过程 C现在人类社会使用的能源主要是煤、石油和 天然气 D煤、石油和天然气的化学能归根到底来自太 阳能 A 第二单元第二单元 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.裂变裂变 1938年底，科学家首次用中子轰击比较年底，科学家首次用中子轰击比较 大的原子核，使其发生裂变，变成两个中等大的原子核，使其发生裂变，变成两个中等 大小的原子核，同时释放出巨大的能量。大小的原子核，同时释放出巨大的能量。 （1）链式反应）链式反应 原子弹是怎样爆炸的原子弹是怎样爆炸的 原子弹：原子弹：（不加控制的核反应）（不加控制的核反应） （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.裂变裂变 （1）链式反应）链式反应 （2）核反应堆）核反应堆 核电站：（核电站：（可控核反应可控核反应） （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.聚变聚变 某些质量很小的原子核，某些质量很小的原子核， 在在超高温超高温下结合成新的原下结合成新的原 子核，会释放出更大的核子核，会释放出更大的核 能，这就是能，这就是聚变聚变。也叫。也叫热热 核反应。核反应。 STS：核电站与核废料处理 1986年年4月月26日切尔诺贝利核电站泄漏事故，白俄罗斯共日切尔诺贝利核电站泄漏事故，白俄罗斯共 和国损失了和国损失了2

9、0%的农业用地，的农业用地，220万人居住的土地遭到污万人居住的土地遭到污 染，成百个村镇人去屋空。乌克兰被遗弃的禁区成了盗贼染，成百个村镇人去屋空。乌克兰被遗弃的禁区成了盗贼 的乐园和野马的天堂，所有珍贵物品均被盗走，也因此将的乐园和野马的天堂，所有珍贵物品均被盗走，也因此将 污染扩散到区外。靠近核电站污染扩散到区外。靠近核电站7公里内的松树、云杉凋萎，公里内的松树、云杉凋萎， 1000公顷森林逐渐死亡。公顷森林逐渐死亡。30公里以外的公里以外的“安全区安全区”也不也不 安全，癌症患者、儿童甲状腺患者和畸型家畜急剧增加；安全，癌症患者、儿童甲状腺患者和畸型家畜急剧增加； 即使即使80公里外的

10、集体农庄，公里外的集体农庄，20%的小猪生下来也发现眼睛的小猪生下来也发现眼睛 不正常。上述怪症都被称为不正常。上述怪症都被称为“切尔诺贝利综合症切尔诺贝利综合症”。 土地、水源被严重污染，成千上万的人被迫离开家园。土地、水源被严重污染，成千上万的人被迫离开家园。 切尔诺贝利成了荒凉的不毛之地。切尔诺贝利成了荒凉的不毛之地。10年后，放射性仍在继年后，放射性仍在继 续危胁着白俄罗斯、乌克兰和俄罗斯约续危胁着白俄罗斯、乌克兰和俄罗斯约800万人的生命和万人的生命和 健康。专家们说，切尔诺贝利事故的后果将延续一百年。健康。专家们说，切尔诺贝利事故的后果将延续一百年。 抢救人员从泄漏区救出的一只小羊

11、抢救人员从泄漏区救出的一只小羊 在医院接受治疗的受辐射的孩子在医院接受治疗的受辐射的孩子 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）太阳能的利用）太阳能的利用 太阳能是太阳内部连续不断的太阳能是太阳内部连续不断的 核聚变核聚变反应过程产生的能量。反应过程产生的能量。据记据记 载，人类利用太阳能已有载，人类利用太阳能已有3000多年多年 的历史。将太阳能作为一种能源和的历史。将太阳能作为一种能源和 动力加以利用，只有动力加以利用，只有300多年的历史。多年的历史。 真正将太阳能作为真正将太阳能作为“近期急需的补近期急需的补 充能源充能源”，“未来能源结构的基未来

12、能源结构的基 础础”，则是近来的事。，则是近来的事。 一一、能源的利用、能源的利用 （二二）太阳能的利用）太阳能的利用 1、用集热器把水等物质加热、用集热器把水等物质加热（光光-热转换）热转换） 一一、能源的利用、能源的利用 （二二）太阳能的利用）太阳能的利用 2、用太阳能电池把太阳能转化成电能、用太阳能电池把太阳能转化成电能 （光光-电转换）电转换） 太阳能太阳能的特点的特点 1、普遍、普遍 2、清洁无污染、清洁无污染 3、可长期持续利用、可长期持续利用 4、能量巨大、能量巨大 二、能源革命二、能源革命 太阳太阳 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.钻木取火钻

13、木取火是人类在能量转化方面最早是人类在能量转化方面最早 的一次技术革命的一次技术革命(机械能转化为内能机械能转化为内能) 能源以柴薪 为代表 2.蒸汽机蒸汽机的发明是人类的发明是人类利用能源的利用能源的 新里程碑新里程碑 化学化学内内机械机械 以以化石能源化石能源 为代表为代表 3.发电机的发明，使人类进入了发电机的发明，使人类进入了 电气化时代。电气化时代。 便于便于 输送输送 转化转化 4.以以核能核能为代表的第三次能源革命为代表的第三次能源革命 三、能源的可持续发展三、能源的可持续发展 冬天，火炉把自己的内能传递给房间里的冬天，火炉把自己的内能传递给房间里的 空气，供人们取暖；到了春天，

14、是不能把空气，供人们取暖；到了春天，是不能把 这些内能重新收集起来，供来年使用。这些内能重新收集起来，供来年使用。 汽车制动时，由于摩擦，动能转变成了地汽车制动时，由于摩擦，动能转变成了地 面、空气的内能，但这些能量不能自动地面、空气的内能，但这些能量不能自动地 用来再次开动汽车。用来再次开动汽车。 （一）能量（一）能量转移和转化的方向性转移和转化的方向性 能量的转化和转移是有方向性的，我们就能量的转化和转移是有方向性的，我们就 是在转化和转移的过程中利用能量，不是是在转化和转移的过程中利用能量，不是 什么能量都可以利用，所以我们应该什么能量都可以利用，所以我们应该节约节约 能源能源。 （二）

15、世纪（二）世纪的能源趋势的能源趋势 世界人口急剧增加，能源的消耗持续增长 2000年-2005年，我国天然气消费量 在能源革命的进程中，人类获得了各种便在能源革命的进程中，人类获得了各种便 利，但资源的消耗不断增长，给人类带来利，但资源的消耗不断增长，给人类带来 了不少的麻烦。不仅是资源的减少，而资了不少的麻烦。不仅是资源的减少，而资 源消耗的同时带来的环境影响更不可忽视源消耗的同时带来的环境影响更不可忽视 （三）能源消耗（三）能源消耗对环境的影响对环境的影响 图17.5-2 图17.5-3 （三）能源消耗（三）能源消耗对环境的影响对环境的影响 （三）能源消耗（三）能源消耗对环境的影响对环境的影响 STS：灾害失控的能量释放 阅读 练习题 1、下列关于核能的一些说法，不正确的是（ ） A原子弹是利用核裂变的链式反应不加控制制 成的核武器 B氢弹是利用核聚变的链式反应不加控制，在 短时间内释放大量能量制成的核武器 C核电站是利用原子核裂变的链式反应产生的 能量来发电的 D核电站能给能