九年级物理第22章能源与可持续发展全章课件

1、第第2222章章 能源与可持续发展能源与可持续发展 孩子真有志气孩子真有志气 表姐开玩笑问她表姐开玩笑问她4 4岁多的女儿：岁多的女儿： “我们准备养头猪，但是需要安排工作。我们准备养头猪，但是需要安排工作。 要选一个人每天给猪喂好吃的，一个人每天给猪要选一个人每天给猪喂好吃的，一个人每天给猪 打扫房间，一个人每天给猪洗澡，还有要选一个打扫房间，一个人每天给猪洗澡，还有要选一个 人每天陪猪玩，请问你要做什么？人每天陪猪玩，请问你要做什么？” 她女儿毫不犹豫的答道：她女儿毫不犹豫的答道：“做猪做猪”。 第第2222章章 能源与可持续发展能源与可持续发展 4 本章结构本章结构 22.122.1能源

2、；能源； 22.222.2核能；核能； 22.322.3太阳能；太阳能； 22.422.4能源与可持续发展能源与可持续发展 第一节第一节 能源能源 2012年年7月月4日，三峡水电站日，三峡水电站32台机组全部投入工作。自台机组全部投入工作。自 2003年三峡工程正式开始发电，到年三峡工程正式开始发电，到2012年年7月之间，三峡电站月之间，三峡电站 发电量累计达到发电量累计达到5 648亿千瓦时，相当于从滚滚长江中捞起了亿千瓦时，相当于从滚滚长江中捞起了 近近2亿吨标准煤，减排二氧化碳亿吨标准煤，减排二氧化碳4亿吨、二氧化硫亿吨、二氧化硫500多万吨。多万吨。 三峡水电站是如何发电的呢？三峡

3、水电站是如何发电的呢？ 学习目标学习目标 v1.知道什么是能源？知道什么是能源？ v2. 了解人们利用能源的历程。知道哪了解人们利用能源的历程。知道哪 些是一次能源，哪些是二次能源。些是一次能源，哪些是二次能源。 v3. 知道化石能源及应用。知道化石能源及应用。 v4.了解了解21世纪能源趋势。知道新能源世纪能源趋势。知道新能源 和常规能源。和常规能源。 v5.了解当地能源的使用情况，培养热了解当地能源的使用情况，培养热 爱自然的感情。爱自然的感情。 电能只是人类生活、生产活动中广为使用的能电能只是人类生活、生产活动中广为使用的能 量的一种。人类的生活、生产活动，无法离开能量量的一种。人类的生

4、活、生产活动，无法离开能量 的使用。的使用。 提高上游水位增提高上游水位增 加水的势能加水的势能 高水位的水快速高水位的水快速 向下流推动水轮向下流推动水轮 机转动机转动 发电机在水轮机发电机在水轮机 的带动下旋转的带动下旋转发发 电电 三峡水电站的发电原理三峡水电站的发电原理 能源家族能源家族 v能源能源 v化石能源化石能源 v一次能源和二次能源一次能源和二次能源 v可再生能源和不可再生能源可再生能源和不可再生能源 能够提供热、光、机械能和电能等各种形式的能够提供热、光、机械能和电能等各种形式的 能量来源就叫能量来源就叫能源能源。 金属的冶炼、机器的运转、汽车和火车等交通金属的冶炼、机器的运

5、转、汽车和火车等交通 工具的行驶需要能量，生活中烧饭、取暖、照明等工具的行驶需要能量，生活中烧饭、取暖、照明等 也需要能量。也需要能量。 生产和生活中利用的这些生产和生活中利用的这些能量能量，是通过不同的，是通过不同的 能源提供的。各种能源的广泛利用，极大地促进了能源提供的。各种能源的广泛利用，极大地促进了 人类文明的发展。人类文明的发展。 一、能源概念一、能源概念 地球上的能源是否是无尽的呢？地球上的能源是否是无尽的呢？ 我们的生活中都用到哪些能源呢？我们的生活中都用到哪些能源呢？ 什么是能源? v像煤、天然气、汽油、水流、像煤、天然气、汽油、水流、 风、电、太阳光等能够提供能风、电、太阳光

6、等能够提供能 量的物质资源，我们把它们都量的物质资源，我们把它们都 叫做叫做能源能源. 能源家族能源家族 钻木取火这项技术的出现，钻木取火这项技术的出现， 使人类实现了从利用自然火到利使人类实现了从利用自然火到利 用人工火的转变。开启了人类以用人工火的转变。开启了人类以 柴薪柴薪为主要能源的时代。为主要能源的时代。 柴薪柴薪主要通过砍伐森林获得，主要通过砍伐森林获得， 大面积的砍伐森林严重破坏地球大面积的砍伐森林严重破坏地球 的生态平衡。同时由于燃烧柴薪的生态平衡。同时由于燃烧柴薪 获取能量的效率较低，人类仍需获取能量的效率较低，人类仍需 要开发其他的能源。要开发其他的能源。 二、人类利用能源

7、的历程二、人类利用能源的历程 蒸汽机的发明令人类成功地蒸汽机的发明令人类成功地 将燃烧获取的内能转化为机械能将燃烧获取的内能转化为机械能。 实现了以机械动力大规模代替人实现了以机械动力大规模代替人 力和畜力的新时代，人类的主要力和畜力的新时代，人类的主要 能源从柴薪转向热值更高的煤。能源从柴薪转向热值更高的煤。 煤、石油、天然气是煤、石油、天然气是千百万千百万 年前埋在地下的动、植物经过漫年前埋在地下的动、植物经过漫 长的地质年代形成的，所以称为长的地质年代形成的，所以称为 化石能源化石能源。这三种能源是当今世这三种能源是当今世 界界一次能源一次能源的三大支柱。的三大支柱。 1能直接从自然界获

8、取的能源称为能直接从自然界获取的能源称为一次能源一次能源 煤煤 石油石油 风能风能 地热能地热能水能水能 三、能源的类型三、能源的类型 天然气天然气 2由一次能源经过加工得到的能源称为由一次能源经过加工得到的能源称为二次能源二次能源 汽油、柴油汽油、柴油 风力发电风力发电 水力发电水力发电 太阳能发电太阳能发电 地热发电地热发电 电能的利用电能的利用 一次能源一次能源 二次能源二次能源 天然气天然气 化石能源化石能源煤煤 石油石油核能核能 电能电能 汽油 风能风能 太阳能太阳能 水能水能 地热能地热能 柴油柴油 能源分类能源分类 书 v1我国目前使用的能源中所占的比重最大的是（） A水能和地热

9、能 B煤和石油 C 核能和潮汐能 D太阳能 v2下面是人类历史上能源利用的几个重要历史阶段或事件 （1）钻木取火（2）蒸汽机的发明（3）利用太阳能（4） 核能（5）电的发明和使用请按时间顺序将它们排列起来： （只填序号） v3能源家族包括:1柴薪2煤炭3石油4天然气5水能6风能7太 阳能8地热能9电能10汽油11酒精12地热能13核能14潮汐 能 属于一次能源的有 ，属于二次能源的 有 ， 会造成空气污染 的有 ，会造成水土流失和沙漠化 有 。属于可再生能源的有 。 4 完成助学P199-200知识点一、知识点二。 巩固训练巩固训练 如果把全世界的能源消耗量折合成热值为如果把全世界的能源消耗量

10、折合成热值为 2.93107 J/kg的标准煤来计算，的标准煤来计算，1950年为年为26 亿吨，亿吨， 1987年为年为110 多亿吨，多亿吨，2003年接近年接近140 亿吨，亿吨，2007年年 达到达到160 亿吨。亿吨。 四、四、21世纪的能源趋势世纪的能源趋势 化石能源化石能源是现代人类文明所需的主要能源。由是现代人类文明所需的主要能源。由 于其属于不可再生的资源，所以总有使用殆尽的一于其属于不可再生的资源，所以总有使用殆尽的一 天。天。 而且在开采化石能而且在开采化石能 源的过程中因意外而对源的过程中因意外而对 环境的破坏也十分严重。环境的破坏也十分严重。 所以开发新能源、更好所以

11、开发新能源、更好 地利用已知能源是全球地利用已知能源是全球 范围的重要课题。范围的重要课题。 20世纪世纪40年代，科学家发明了可以年代，科学家发明了可以控制核能释控制核能释 放的装置放的装置核反应堆核反应堆，拉开了以，拉开了以核能核能为代表的为代表的新新 能源能源利用的序幕。利用的序幕。 你学到了什么？你学到了什么？ 小组讨论，同位互说小组讨论，同位互说,小组汇报。小组汇报。 课堂小结课堂小结 人类利用能源的历程 钻木取火 蒸汽机的利用 核能的利用 按能源的来源分 按是否可以再生来分 按提供能源的物质来分 能源的分类 一次能源和二次能源 一次能源是自然界直接提供的能源。一次能源是自然界直接提

12、供的能源。 由自然界提供的能源转化而来的能源是二由自然界提供的能源转化而来的能源是二 次能源。次能源。 常见的一次能源 煤、石油、天然气、风能、水能、 地热能、核能等 常见的二次能源 电能等 按能源的来源分 不可再生能源：不可能在短期内从自然界得 到补充 可再生能源：可以在自然界里源源不断地得 到 如：化石能源、核能 如：水能、风能、太阳能、生物质能 是否可以再生来分 生物质能、化石能源、核能、风能、 太阳能、地热能、海洋能等等 按提供能源的物质来分 v请同学们用5分钟完成助学P200小试身手 15题 达标测试达标测试 v1钻木取火、柴薪能源。 v2蒸汽机、化石能源 v3 C v4 D v5

13、C 中考链接 v（2013年庆阳市年庆阳市）1. 能源问题是现代社会发展的三大基本问题之 一能源家族中：煤炭、核能、石油、天然气、水能、 风能、地热能等，属于不可再生的是 ；不是直接或间接来自 于太阳的是 (填序号) 答案：答案： v（2013年苏州市）年苏州市）2下列关于能源、能量转化及其获取的说法正确 的是 v答案：答案： C v A化石能源是可再生能源 B太阳能不是清洁能源 v C能量在转化或转移的过程中总量保持不变 D核能只能通过重核裂 变获取 v（泰州市二（泰州市二O一三年）一三年）3.下列属于能量单位的是( ) vA.瓦特 B.焦耳 C.伏特 D.安培 v答案：答案： B v（泰州

14、市二（泰州市二O一三年）一三年）4能源危机日益加剧，开发和利用新能源成 为当务之急。光伏发电是将_能转化为_能；目前的核能 发电，是通过释放的核能来发电的（选填“核裂变”或“核聚变”）。 v答案：答案：. 光 电 1 1、按能源的产生方式可分为：、按能源的产生方式可分为： 一次能源：一次能源：可以从自然界可以从自然界直接直接获得。如：化石能耗、风获得。如：化石能耗、风 能、太阳能、地热能、核能能、太阳能、地热能、核能 二次能源：二次能源：无法从自然界直接获得，必须通过一次能源无法从自然界直接获得，必须通过一次能源 的消耗才能得到。如：电能、汽油、电能、煤气、焦碳、的消耗才能得到。如：电能、汽油

15、、电能、煤气、焦碳、 激光、沼气等激光、沼气等 2 2、按能源是否可再生分为：、按能源是否可再生分为： 不可再生能源：不可再生能源：不可能在短期内从自然界得到补充。如不可能在短期内从自然界得到补充。如 煤、石油、天然气、核能煤、石油、天然气、核能 可再生能源：可再生能源：可以在自然界源源不断的得到。如：水的可以在自然界源源不断的得到。如：水的 动能、风能、太阳能生物质能。动能、风能、太阳能生物质能。 3 3、化石能源：化石能源：千百万年前埋在地下的动植物经过漫长千百万年前埋在地下的动植物经过漫长 的地质年代形成的能源。如：煤、石油、天然气。的地质年代形成的能源。如：煤、石油、天然气。 4 4、

16、生物质能：生物质能：由生命物质提供的能量。由生命物质提供的能量。 第二节第二节 核核 能能 v我国用了短短我国用了短短4 4年时间完成了原子弹的年时间完成了原子弹的 研制工作，并于研制工作，并于19641964年年1010月月1616日成功日成功 地爆炸了第一颗地爆炸了第一颗原子弹原子弹. . v19671967年年6 6月月1717日又成功地爆炸了第一颗日又成功地爆炸了第一颗 氢弹氢弹，完成了其他国家要十几年或几，完成了其他国家要十几年或几 十年才完成的工作十年才完成的工作. . 核能核能 v原子弹和氢弹为什么会具有这么大的威原子弹和氢弹为什么会具有这么大的威 力呢？力呢？ v因为它们都利用

17、了因为它们都利用了核能核能. . v化学能化学能是在分子发生变化时放出的能量是在分子发生变化时放出的能量 v核能核能是在原子核发生变化时放出的能量是在原子核发生变化时放出的能量. . 原子结构示意图原子结构示意图 v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。原分子又由原子组成。原 子又有居于原子中心的子又有居于原子中心的 原子核和核外电子组成，原子核和核外电子组成， 原子核由质子和中子组原子核由质子和中子组 成。质子带正电荷，电成。质子带正电荷，电 子带负电荷，中子不带子带负电荷，中子不带 电。电。 物理物理新课标（新课标（RJRJ） 1 1、核能：核、核能：核 和核和核 是

18、获得核是获得核 能的两种主要形式。能的两种主要形式。 2 2、核裂变、核裂变 聚变聚变 裂变 物理物理新课标（新课标（RJRJ） 用中子轰击铀核，铀核才能发生裂变，放出能量。用中子轰击铀核，铀核才能发生裂变，放出能量。 实验表明，铀核裂变时，还同时放出实验表明，铀核裂变时，还同时放出2 23 3个中子，放个中子，放 出的中子又可以轰击其他铀核，使它们也发生裂变。出的中子又可以轰击其他铀核，使它们也发生裂变。 这样，裂变将不断地自行继续下去，这种现象叫这样，裂变将不断地自行继续下去，这种现象叫 。 原子弹与核反应堆原子弹与核反应堆 原子弹原子弹 对裂变的链式反应不加控制，在极短的时间内就会放出巨

19、大的对裂变的链式反应不加控制，在极短的时间内就会放出巨大的 核能，发生猛烈爆炸，原子弹就是根据这个原理制成的核能，发生猛烈爆炸，原子弹就是根据这个原理制成的 核反应核反应 堆堆 控制链式反应的速度，使核能慢慢地平稳释放出来，便于和平控制链式反应的速度，使核能慢慢地平稳释放出来，便于和平 利用。能够缓慢、平稳地释放核能的装置，叫做核利用。能够缓慢、平稳地释放核能的装置，叫做核 ，用于核能发电，用于核能发电 反应堆反应堆 链式反应链式反应 我国我国 第一颗原子弹第一颗原子弹 3、聚变又叫热核反应、聚变又叫热核反应 v一个氘核和一个氚核发生聚变反应结合成氦核时，要一个氘核和一个氚核发生聚变反应结合成

20、氦核时，要 放出一个中子，并释放出核能放出一个中子，并释放出核能. . v一定质量的氘核和氚核聚变时放出的能量要比等量的一定质量的氘核和氚核聚变时放出的能量要比等量的 铀核裂变时放出的能量大几倍铀核裂变时放出的能量大几倍. . v聚变需要在几百万摄氏度的高温下才能发生，因此聚聚变需要在几百万摄氏度的高温下才能发生，因此聚 变又叫热核反应变又叫热核反应. . v自然界中，太阳内部的温度高达摄氏自然界中，太阳内部的温度高达摄氏1 1千万度以上，在千万度以上，在 那里就进行着大规模的聚变反应那里就进行着大规模的聚变反应. .太阳辐射出的光和热，太阳辐射出的光和热， 正是由聚变反应释放的核能转化而来的

21、正是由聚变反应释放的核能转化而来的. .可以说，地球可以说，地球 上的人类每天都享用着聚变释放出的能量上的人类每天都享用着聚变释放出的能量. . v氢弹就是利用氢核聚变制成的。氢弹是一种比原子弹氢弹就是利用氢核聚变制成的。氢弹是一种比原子弹 威力更为巨大的核武器。威力更为巨大的核武器。 聚聚 变变 在氢弹里面包含了一颗原子弹，利用原子弹引爆的能在氢弹里面包含了一颗原子弹，利用原子弹引爆的能 量，将氘（重氢）和氚融合成氦分子，然后将过程中量，将氘（重氢）和氚融合成氦分子，然后将过程中 微量的质量损失转化成庞大的能量微量的质量损失转化成庞大的能量 我国 第一颗氢弹 原子弹 核能的和平利用核能的和平

22、利用:核反应堆和核电站核反应堆和核电站 我国大陆已建成我国大陆已建成: 浙江浙江秦山秦山、广东、广东 大亚湾大亚湾和和岭澳岭澳 建设中建设中: 江苏江苏田湾田湾 核反应堆外围包裹核反应堆外围包裹 着厚厚的混凝土罩着厚厚的混凝土罩 以吸收辐射以吸收辐射 水在核反应堆中心循环流水在核反应堆中心循环流 动，吸收在核反应中产生动，吸收在核反应中产生 的热量，并将这部分内能的热量，并将这部分内能 传递给蒸汽发生器内的水传递给蒸汽发生器内的水 吸收了热量的水汽吸收了热量的水汽 化变成蒸汽化变成蒸汽 蒸汽推动发电机运转，蒸汽推动发电机运转， 将蒸汽的机械能转化为将蒸汽的机械能转化为 电能电能 核能发电的原理

23、核能发电的原理 不造成空气污染不造成空气污染 不排放不排放CO2 消耗核能源少消耗核能源少 发电成本低发电成本低 产生放射性废料产生放射性废料 排热量大排热量大 建厂成本大建厂成本大 核泄漏污染大核泄漏污染大 核能发电的利弊核能发电的利弊 第第三三节节 太阳能太阳能 太太 阳阳 能能 太阳能的利用太阳能的利用 光光-热转换热转换 光光-电转换电转换光光-化学转换化学转换 v1 1、太阳能：、太阳能：在太阳内部，氢原子核在超高温下在太阳内部，氢原子核在超高温下 发生发生聚变聚变，释放出巨大的核能。，释放出巨大的核能。 v2 2、利用太阳能的方式、利用太阳能的方式 v间接利用：间接利用：化石能源化

24、石能源 v直接利用：直接利用：a a集热集热b b太阳能电池太阳能电池 (1)(1)利用太阳能的四个渠道利用太阳能的四个渠道 通过植物的光合作用把太阳能转化和储存起通过植物的光合作用把太阳能转化和储存起 来，再以草木、沼气、煤、石油、天然气等燃来，再以草木、沼气、煤、石油、天然气等燃 料的形式释放出来。料的形式释放出来。 物理物理新课标（新课标（RJRJ） 第第11章能源与可持续发展章能源与可持续发展 回眸教材析知识回眸教材析知识 通过大气和水分的升腾循环，再通过风、流水、通过大气和水分的升腾循环，再通过风、流水、 波浪、海流等释放出来。波浪、海流等释放出来。 被海洋吸收，成为海洋内能。被海洋

25、吸收，成为海洋内能。 被人们直接利用，如太阳能热水器等。被人们直接利用，如太阳能热水器等。 (2)(2)直接利用太阳能的两种方式直接利用太阳能的两种方式 将太阳能直接转化成内能，如：太阳能热水器等。将太阳能直接转化成内能，如：太阳能热水器等。 将太阳能直接转化成电能，如：太阳能电池等。将太阳能直接转化成电能，如：太阳能电池等。 太阳能的特点太阳能的特点 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 物理物理新课标（新课标（RJRJ） 兔子吃草兔子吃草 草草 人吃兔子人吃兔子 太阳太阳 太阳能太阳能 草的能量草的能量 兔子的能量兔子的能量

26、 人或其他动物能量人或其他动物能量 光合作用光合作用 兔子吃草兔子吃草 人或其他动物吃兔人或其他动物吃兔 人工取火人工取火蒸汽机蒸汽机核能核能 第一次第一次 第二次第二次第三次第三次 以柴薪为燃料以柴薪为燃料化石燃料化石燃料铀铀 一万年一万年二百年二百年 几十年几十年 发电机发电机输电输电 电灯电灯 电扇电扇 空调空调 电车电车 电力机车电力机车 电能的优点：便于输送和转化电能的优点：便于输送和转化 物理物理新课标（新课标（RJRJ） 开发新能源和能源利用中的主要污染开发新能源和能源利用中的主要污染 在开采和使用化石能源时，会排放二氧在开采和使用化石能源时，会排放二氧 化碳、二氧化硫、氮氧化物

27、以及磷、氟、汞、化碳、二氧化硫、氮氧化物以及磷、氟、汞、 砷、铅等有害物质和粉尘等，这些有害物质砷、铅等有害物质和粉尘等，这些有害物质 造成的危害主要有造成的危害主要有 效应、酸雨和对人效应、酸雨和对人 体的直接伤害等。体的直接伤害等。 温室温室 火灾火灾 伊朗大地震伊朗大地震 雪崩雪崩 海啸海啸 雷电雷电 能源消耗对环境的影响能源消耗对环境的影响 v空气污染、固体废物污空气污染、固体废物污 染、有害辐射、水土流染、有害辐射、水土流 失和沙漠化失和沙漠化 未来的理想能源必须满足的条件：未来的理想能源必须满足的条件： v第一，必须足够丰富，可以保证长期使用；第一，必须足够丰富，可以保证长期使用；

28、 v第二，必须足够便宜，可以保证多数人用得第二，必须足够便宜，可以保证多数人用得 起；起； v第三，相关的技术必须成熟，可以保证大规第三，相关的技术必须成熟，可以保证大规 模使用；模使用； v第四，必须足够安全、清洁，可以保证不会第四，必须足够安全、清洁，可以保证不会 严重影响环境。严重影响环境。 小结： v1 1、能源革命、能源革命 v第一次能源革命：钻木取火第一次能源革命：钻木取火 v第二次能源革命：蒸汽机的发明第二次能源革命：蒸汽机的发明 v第三次能源革命：核能的利用第三次能源革命：核能的利用 v2 2、能量转移的方向性、能量转移的方向性 v能量的转化、能量的转移，都是有能量的转化、能量

29、的转移，都是有 方向性的。方向性的。 堂堂清练习巩固堂堂清练习巩固 v1关于原子核和核能的利用，下列说法中正关于原子核和核能的利用，下列说法中正 确的是确的是 v A原子核是由质子和电子组成的原子核是由质子和电子组成的 v B原子核占据了原子的大部分空间原子核占据了原子的大部分空间 v C现阶段的核电站主要是利用原子核现阶段的核电站主要是利用原子核 裂变时释放出的能量裂变时释放出的能量 v D.核能属于可再生能源核能属于可再生能源 v 答案答案C 物理物理新课标（新课标（RJRJ） 2 2、目前，核电站只能利用原子、目前，核电站只能利用原子_变释放的核能来变释放的核能来 发电。现在世界都在关注节能减排问题，太阳能被人们列入使发电。现在世界都在关注节能减排问题，太阳能被人们列入使 用的新能源。直接利用太阳能的方式：太阳能转化成内能，用的新能源。直接利用太阳能的方式：太阳能转化成内能， 太阳能转化成化学能；太阳能转化成太阳能转化成化学能；太阳能转化成_能。太阳能能。太阳能 是是_(_(选填选填“可再生可再生”或