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1、能源第二十二章第1節(jié)12012年7月4日,三峽水電站32臺機組全部投入工作。自2003年三峽工程正式開始發(fā)電,到2012年7月之間,三峽電站發(fā)電量累計達到5648億千瓦時,相當于從滾滾長江中撈起了近2億噸標準煤,減排二氧化碳4億噸、二氧化硫500多萬噸。三峽水電站是如何發(fā)電的呢?2電能只是人類生活、生產(chǎn)活動中廣為使用的能量的一種。人類的生活、生產(chǎn)活動,無法離開能量的使用。提高上游水位增加水的勢能高水位的水快速向下流推動水輪機轉(zhuǎn)動發(fā)電機在水輪機的帶動下旋轉(zhuǎn)發(fā)電三峽水電站的發(fā)電原理3能夠提供熱、光、機械能和電能等各種形式的能量來源就叫能源。一、能源概念我們的生活中都用到
2、哪些能源呢?4鉆木取火這項技術的出現(xiàn),使人類實現(xiàn)了從利用自然火到利用人工火的轉(zhuǎn)變。開啟了人類以柴薪為主要能源的時代。柴薪主要通過砍伐森林獲得,大面積的砍伐森林嚴重破壞地球的生態(tài)平衡。同時由于燃燒柴薪獲取能量的效率較低,人類仍需要開發(fā)其他的能源。二、人類利用能源的歷程5蒸汽機的發(fā)明令人類成功地將燃燒獲取的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能。實現(xiàn)了以機械動力大規(guī)模代替人力和畜力的新時代,人類的主要能源從柴薪轉(zhuǎn)向熱值更高的煤。煤、石油、天然氣是千百萬年前埋在地下的動、植物經(jīng)過漫長的地質(zhì)年代形成的,所以稱為化石能源。這三種能源是當今世界一次能源的三大支柱。61.能直接從自然界獲取的能源稱為一
3、次能源煤石油風能地熱能水能三、能源的類型72.由一次能源經(jīng)過加工得到的能源稱為二次能源汽油、柴油風力發(fā)電水力發(fā)電太陽能發(fā)電地熱發(fā)電8一次能源二次能源天然氣化石能源煤石油核能電能汽油風能太陽能水能地熱能柴油能源分類9如果把全世界的能源消耗量折合成熱值為2.93×107J/kg的標準煤來計算,1950年為26億噸,1987年為110多億噸,2003年接近140億噸,2007年達到160億噸。四、21世紀的能源趨勢10化石能源是現(xiàn)代人類文明所需的主要能源。由于其屬于不可再生的資源,所以總有使用殆盡的一天。而且在開采化石能源的過程中因意外而對環(huán)境的破壞也十分嚴重。所以開發(fā)新
4、能源、更好地利用已知能源是全球范圍的重要課題。20世紀40年代,科學家發(fā)明了可以控制核能釋放的裝置——核反應堆,拉開了以核能為代表的新能源利用的序幕。11核能第二十二章第2節(jié)121.原子結(jié)構H2O分子以水分子為例:它由一個氧原子和兩個氫原子組成。一、核能13H原子由原子核和核外電子組成。(1)氫原子由原子核和一個核外電子組成。原子核有一個質(zhì)子,質(zhì)子帶正電荷,核外電子帶負電荷。二者電荷量相同。14O(2)氧原子由原子核和八個核外電子組成。原子核有八個質(zhì)子和八個中子,由于中子不帶電,所以正負電荷量仍然相同。15質(zhì)量較大的原子核發(fā)生分裂或者質(zhì)量較小的原子核相互結(jié)合時,就有
5、可能釋放出驚人的能量,這就是核能。2.核能質(zhì)子和中子依靠強大的核力緊密地結(jié)合在一起。要使它們分裂或結(jié)合都是極其困難的。161938年,科學家用中子轟擊質(zhì)量比較大的鈾235原子核,使其發(fā)生了裂變。1kg鈾全部裂變,釋放的能量超過2000t煤完全燃燒時釋放的能量。用中子轟擊鈾核,鈾核才能發(fā)生裂變,放出能量。外界中子停止轟擊,裂變也就停止了。怎樣才能讓裂變繼續(xù)下去呢?1.發(fā)生裂變的條件二、裂變17那么,地球上的能源是否是無盡的呢?將火柴搭成左下圖所示結(jié)構,點燃第一根火柴后,會發(fā)生什么?2.鏈式反應用中子轟擊鈾235原子核,鈾核在分裂時,會釋放出核能,同時還會產(chǎn)生幾個新的中
6、子,這些中子會繼續(xù)轟擊其他鈾核。于是就導致一系列鈾核持續(xù)裂變,并釋放出大量核能,這就是裂變中的鏈式反應。想想議議18核電站的核心設備是核反應堆。核反應堆是原子核發(fā)生鏈式反應的場所。1942年,人類利用核反應堆第一次實現(xiàn)了可控制的鈾核裂變。目前,全世界已經(jīng)建成了幾百座核電站,核電發(fā)電量接近全球發(fā)電量的1/5。3.核電站利用核能發(fā)電19二次能源電能不造成空氣污染不排放CO2消耗核能源少發(fā)電成本低產(chǎn)生放射性廢料排熱量大建廠成本大核泄漏污染大核能發(fā)電的利弊20鏈式反應如果不加以控制,大量原子核就在一瞬間發(fā)生裂變。釋放出極大的能量。在人類實現(xiàn)可控核裂變大約三年后,即1945年
7、,利用不加控制的核裂變制造的毀滅性武器——原子彈爆炸了。21將質(zhì)量較小的原子核結(jié)合起來,也會釋放出巨大的核能。氘氚氦核中子氘核與氚核在超高溫下結(jié)合形成氦核和一個中子,能釋放大量核能。這一過程就是聚變。三、聚變能量聚變22氘核和氚核都屬于氫核的一種。大量氫核的聚變,可以在瞬間釋放驚人的能量。氫彈利用的就是聚變瞬間釋放的能量??煽鼐圩兩形磳?現(xiàn),海水中蘊藏著豐富的氘核,科學家預言,通過可控聚變來利用核能,將有望徹底解決人類能源問題。231.人們的生產(chǎn)和生活中利用能源提供能量。2.人類歷史上利用的能源逐步從太陽、柴薪等轉(zhuǎn)變成煤、石油、天然氣等化石能源。課堂小