資源簡介 (共27張PPT)第十六章 粒子和宇宙三、能源:危機與希望1.通過實例認識能量可以從一個物體轉移到另一個物體,不同形式的能量可以相互轉化,但自然轉化過程不可逆;2.知道能量守恒定律;3.了解能源的定義與分類;4.了解能源的開發利用與可持續發展;5.了解核裂變與核聚變。學習目標汽車的運動電荷的運動自然界中的物質存在著不同的運動形式。分子的運動新課導入圖中都存在著什么能量?分別有哪些不同形式的能量在發生相互轉化?飛行的飛機汽車飛越黃河水力發電廠飛行器上的太陽能電池板大亞灣核電站風力發電廠新知講解能量轉化與守恒定律一飛行的飛機具有動能;飛機在飛行時機械能→自身和周圍環境的內能;飛越黃河的汽車具有動能;駕車飛越黃河時重力勢能→動能;流動的水具有機械能;水力發電站利用水的重力勢能→動能;太陽能電池板能把太陽能→電能;核電站能夠利用原子核內的核能,原子核的核能→內能→機械能→電能;流動的風具有機械能。風力發電是利用風的動能→電能。大量事實表明,不同形式的能量之間可以相互轉化,在一定量的某種形式的能量減少的同時,總伴隨著其他形式的能量在等量地增加。能量守恒定律:能量既不會憑空消滅,也不會憑空產生,它只會從一種形式轉化為其他形式,或者從一個物體轉移到其他物體,而在轉化和轉移的過程中,能量的總量保持不變。討論:能不能制造出一種機器,不消耗能量,而又永遠不停地運動著?一種永動機的設計模型若把一杯涼水放到溫度較高的環境中,水是否會自動變熱?把水放到溫度較低的環境中,水是否會自動變熱?放到溫度較高的環境中,水吸熱,溫度升高,內能增加,空氣的內能傳遞給水。將水放到溫度較低的環境中,水不會自動變熱,水的內能會傳給空氣。結論:說明能量的轉移是有方向性的。汽車制動時,由于摩擦,動能轉化成輪胎、地面和空氣的內能。這些消耗的能量不能再自動地被用來驅動汽車。結論:這說明能量的轉移和轉化的過程可以自發地朝某個方向進行,但不能自發地向相反方向進行。即自發的能量轉移和轉化過程具有方向性。科學研究表明:能量的轉化和轉移具有方向性,在轉化過程中由于摩擦的存在,一部分機械能會轉化為內能,這部分內能不可能自動的轉化為機械能如果沒有能量的補充,重錘將最終停止運動,所以“永動機”是不能實現的。一種永動機的設計模型能量是與物質及其運動相聯系的,每一種形式的能量對應于一種運動形式。機械運動――機械能 熱運動――內能電荷運動――電能 化學運動――化學能 原子核內部的運動――核能 自然界存在著可以為人類提供能量的自然資源,稱為能源。能源是人類社會活動的物質基礎。能量與能源二(1)人類利用能源大致經歷了三個時期:柴薪時期、煤炭時期和石油時期。(2)能源危機天然氣、石油、煤炭這類能源是由古生物在長期地質變遷中形成的,稱為化石能源。這類能源用過以后在短時間內無法再生。煤炭資源在有些國家即將耗盡,石油以今天的消耗速度大約也只能再用100年。人類還能在地球上繼續生存下去嗎?1905年,愛因斯坦以驚人簡潔的公式E=mc2揭示了以質量m為標志的物質與能量E的關系式中c為光在真空中的速度。愛因斯坦的質能方程為核能的開發和利用提供了理論支持。1938年,物理學家用中子轟擊鈾核,使之分裂并放出中子及能量,這個過程就叫作核裂變。物質與能量三另外,放出的中子會繼續撞擊其它的核,并再次放出中子,如果不加控制將會一直進行下去,這就是鏈式反應,原子彈就是這樣子造出來的。1kg鈾全部裂變時釋放的能量相當于2500t優質煤完全燃燒釋放的能量。人們把這種能量稱為核能。原子彈就是根據這個原理制造的一種核武器。現在,原子核能已被用于和平目的,十幾個國家都已建成核電站.但是核電站一旦泄露,就會帶來和污染等問題,危及人類生命安全,因此和平安全使用核能,做好防護措施是很重要的事情。泰山核電站在核裂變實現之后,物理學家又發現了比氦核輕的氘核、氚核在極高的溫度下能夠聚合成氦核,同時釋放出更巨大的能量。這種把輕核聚合成質量較大的核的反應稱為核聚變。核聚變的優越性不僅只能量釋放多出4倍于裂變,更可喜的是,所需的氘核在海水中就含量巨大,堪稱用之不竭。氫彈就是根據這個原理制造的一種威力比原子彈更大的核武器。人們的生活、生產、科研都離不開能源。那么能源包括哪些,又怎么分類呢?1.能源的分類(1)能直接從自然界獲取的能源稱為一次能源。煤石油風能地熱能水能(按能源的來源來分)科學與人類四(2)由一次能源經過加工得到的能源稱為二次能源。汽油、柴油風力發電水力發電太陽能發電地熱發電(1)可以從自然源源不斷地得到的能源稱為可再生能源。(按是否可以再生來分)如:水能、風能、太陽能、生物質能沼氣---一種應用前景最廣闊的生物質能(2)不可能在短期內從自然界得到補充的能源稱為不可再生能源。(按是否可以再生來分)如:化石能源、核能煤石油天然氣2. 21世紀的能源發展趨勢(1)由于世界人口的急劇增加和經濟的迅速發展,能源的消耗持續增長。(2)人類利用的主要能源仍是化石能源,它屬于不可再生能源。3.能源消耗對環境的影響大量燃燒化石能源會造成空氣污染和溫室效應,一些國家過分依賴柴薪能源,加劇了水土流失和土地沙漠化。4.解決能源問題的主要途徑必須不斷開發新能源,提高能源的利用率,同時節約能源。5.未來理想能源應滿足的條件(1)必須足夠豐富,可以保證長期使用。(2)必須足夠便宜,可以保證多數人用得起。(3)相關技術必須成熟,可以保證大規模使用。(4)必須安全、清潔,可以保證不會嚴重影響環境。1.在各種形式的能量轉化的過程中,下列說法中正確的是( )A.機械能一定守恒 B.各種形式的能量都守恒C.各種形式的能的總量一定守恒D.只有機械能轉化為內能2、下列說法正確的是( )A核能是指原子核發生變化時所釋放的能量B煤炭、石油、天然氣、太陽能都是不可再生能源C原子彈核氫彈都是利用核裂變產生爆炸的D目前核電站獲得核能的途徑是核聚變CA當堂檢測3.下列關于獲取核能的說法中,不正確的是( )A.氫彈和原子彈爆炸時能量的轉移和轉化是有方向性的B.重核裂變和輕核聚變是獲得核能的兩種方法C.核電站不可以將核能直接轉化成電能D.目前核電站的反應堆中發生的是可控制的核聚變D能源:危機與希望能量守恒定律能量轉化具有方向性核能——核裂變和核聚變能源的分類和危機課堂小結 展開更多...... 收起↑ 資源預覽 縮略圖、資源來源于二一教育資源庫