22.4《能源与可持续发展》课件

能源与可持续发展引入：能源和环境是两个全球所关注的问题，能源是现代社会生活的重要物质基础，而常规能源的有限储藏量与人类的需求存在矛盾，同时大量消耗常规能源带来了环境问题，正确地协调和解决这一矛盾和问题是生活在地球上每一个人的职责。1．能源：凡是能够提供可利用能量的物质统称为能源。2．常规能源：人们把煤、石油、天然气叫做常规能源，人类消耗的能量主要是常规能源。一、常规能源露天煤矿海上石油开采海上天然气开采3．常规能源的储藏是有限的。4．常规能源的大量消耗带来了环境问题（1）温室效应：温室效应是由于大气里温室气体（二氧化碳、甲烷等）含量增大而形成的。石油和煤炭燃烧时产生二氧化碳。（2）酸雨：大气中酸性污染物质，如二氧化硫、二氧化碳、氢氧化物等，在降水过程中溶入雨水，使其成为酸雨。煤炭中含有较多的硫，燃烧时产生二氧化硫等物质。（3）光化学烟雾：氮氧化合物和碳氢化合物在大气中受到阳光中强烈的紫外线照射后产生的二次污染物质——光化学烟雾，主要成分是臭氧。被酸雨毁坏的森林二、绿色能源的开发和利用绿色能源：在释放能量或能量转化过程中对环境不造成污染的能源叫绿色能源。人类可开发和利用的绿色能源主要有下列几种：1．风能2．水流（河流、潮汐）能．风能和水流能是“可再生能源”而石油、煤炭是不可再生能源。3．太阳能4．核能等等。新疆风车田发电葛洲坝水电站藏北利用太阳能的设备浙江秦山核电站小结常规能源储存量有限，在利用过程中会带来环境污染。新能源的开发和利用成为当务之急。1、通过实例了解不同形式的能量；常识性了解什么是能源，区分一次能源、二次能源；可再生能源、不可再生能源教学目标2、了解核能的优点和可能带来的问题；了解原子、原子核的结构；了解核裂变、核聚变3、知道太阳能的由来及特点；了解太阳能的利用方式4、常识性了解能量转化技术给人类带来的变化，知道三次能源革命；了解能量的转移和转化具有方向性5、了解能源的消耗趋势以及产生的环境问题；了解未来理想能源的特征这些能量都来自哪里？一、能源能源：像煤、天然气、汽油、水流、风、电、太阳光等等能够提供能量的物质资源你还知道人类已经利用的其他能源吗？二、能源的分类按来源划分:一次能源和二次能源一次能源是自然界直接提供的能源.如：风、核能、太阳能、化石能源等二次能源是由自然界提供的能源转化而来的能源如：电能、沼气等化石能源：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按能否再生划分:可再生能源和不可再生能源不可再生能源：使用后不可能短期内从自然界得到补充的能源。如：化石能源、核能等可再生能源：使用后能从自然界不断地得到补充的能源。如：风能、水能、太阳能、生物质能等生物质能：由有生命物质提供的能量，如各种动植物体内存储的化学能练一练1、下列哪组物质属于不可再生能源?()A、风能、核能、太阳能B、煤、沼气、石油C、石油、天然气、煤D、太阳能、地热、能核能C2、目前许多城市的居民使用煤气、天然气为燃料.关于煤气、天然气，下列说法正确的是（）A．是一次能源，是可再生能源B．是一次能源，是不可再生能源C．是二次能源，是可再生能源D．是二次能源，是不可再生能源B原子、原子核三、核能一旦原子核发生分裂或聚合，就可能释放出惊人的能量，这就是核能。核能分为聚变能和裂变能核裂变用中子轰击比较大的原子核（铀核）就会发生裂变核聚变某些质量很小的原子核（如：氘核和氚核）在超高温下结合成新的原子核会释放出更大的核能，这就是聚变四、核能的利用可控核裂变核反应堆核能---高效、清洁、安全的能源不可控核裂变原子弹爆炸不可控核聚变氢弹的爆炸核武器给人类带来的伤害五、太阳能的来源在太阳内部，氢原子核在超高温下发生聚变，释放出巨大的能量太阳能是人类能源的宝库人类离不开的化石能源、风能、水能都来源于太阳能太阳能的优点1、太阳能十分巨大2、太阳能供应时间长久3、太阳能分布广阔，获取方便4、使用太阳能安全、不污染环境六、太阳能的利用1、把太阳能转化成内能以供利用2、通过光电转换装置把太阳能直接转化成电能广泛利用太阳能的困难1．太阳能虽然十分巨大，但它太分散2.太阳能不稳定，不能正常使用3．目前太阳能转换器的效率不高光热转换的效率为50～60%，而光电转换的效率只有10%左右。所以还要下大力气研制高转换效率的材料。3、讨论：结合地理知识，讨论我国哪些地区适宜开放太阳能我国西藏、青海、新疆、甘肃、宁夏、内蒙古高原七、人类进步的阶梯八、能量转移和转化的方向性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？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？能量的转化和转移是有______的，我们是在能量的转化和转移的过程中__________的，因此不是什么能量都可以利用，能量的利用是有_______的，也是有_____的。方向性利用能量条件代价练一练电冰箱工作时，将箱内能量转移到外部，是因为消耗了能，才能把热量转移出来使冰箱内部变冷，这一现象说明能量的转化、转移是有的，同时也说明在转化或转移时是要消耗其他的.电方向性能量解析：必须消耗电能，才能把内能从冰箱内部转移到冰箱外部，说明能量的转移是有方向性的.九、能源与可持续发展1、21世纪的能源趋势2、能源消耗对环境的影响3、未来的理想能源必须足够丰富、便宜、技术成熟、安全清洁本课小结能源与可持续发展第二十二章第４节既然能量是守恒的，那地球上的能量就不会减少了，为什么还需要节约能源？想想议议一、能量转移和能量转化的方向性我们从石油中提炼出汽油，内燃机把能源中储备的化学能转化为汽车的机械能、内能。这些机械能、内能无法再转化回可以被利用的能源。例1化学能内能内能机械能例2火力发电厂把煤中贮存的化学能转化为电能，供生产和生活用。用电器将电能转化为内能、光能、机械能多种形式的能后，这些能量无法再变回能源。化学能内能内能电能在热传递的过程中，热量只能自发地从高温物体转移到低温物体，不能相反。如果要使热量从低温物体转移到高温物体，就需要消耗其他形式的能量。例如电冰箱就需要消耗电能。汽车制动时，由于摩擦，动能转化成轮胎、地面和空气的内能，这些消耗的能量不能再自动地被用来驱动汽车。能量的转化和转移具有方向性，有些能量可以利用，有些则不能。我们所能利用的能源是有限的，所以需要节约能源。化石能源通过燃烧转化为内能，相当一部分内能没有被有效利用。二、能源消耗对环境的影响汽车尾气造成空气污染和城市热岛效应。燃料燃烧产生的大量二氧化碳，加剧了地球的温室效应。燃料燃烧还生成二氧化硫、氮氧化物、粉尘和一氧化碳等有害物质。酸性气体形成酸雨造成危害酸雨侵蚀后的汉白玉石柱在下表中，用“√”表示大量耗用该类能源对环境会有明显破坏，用“×”表示对环境不会造成明显破坏。在耗用各种能源时，对环境是否会造成破坏呢？想想议议1．提高能源的利用率，减少在能源使用中对环境的破坏。自2012年6月1日起，北京的机动车燃油进行了最新一轮的升级，升级后的燃油更加环保，可以改善大气质量。三、能源与可持续发展可再生能源：太阳能、风能、水能等可以在自然界里源源不断地得到。2．发展新的理想能源不可再生能源：化石能源、核能等能源会越用越少。你认为风能、太阳能、核能以及你所想到的可能的能源，哪些有可能成为未来的理想能源，为什么？能源家族中，有木柴、煤炭、石油、天然气、水能、风能、太阳能、核能等，哪些属于不可再生能源？哪些属于可再生能源？想想议议能源与可持续发展能源家族能源化石能源一次能源和二次能源可再生能源和不可再生能源化石能源:煤石油天然气一次能源：化石能源，风能、太阳能、地热能、核能等二次能源：汽油、电能、煤气、焦碳、激光、沼气等可直接从自然界获取的能源必须消耗一次能源才能得到的能源可再生能源：例：水能、风能、太阳能、地热能、潮汐能等不可再生能源：例：煤炭、石油、天然气等核能原子原子核核能裂变聚变原子结构示意图一切物质由分子组成，分子又由原子组成。原子又有居于原子中心的原子核和核外电子组成，原子核由质子和中子组成。质子带正电荷，电子带负电荷，中子不带电。裂变原子弹爆炸聚变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，然后将过程中微量的质量损失转化成庞大的能量。太阳能太阳－巨大的“核能火炉”太阳能是人类能源的宝库太阳能的利用太阳能的特点太阳能:太阳能是太阳内部或者表面的黑子连续不断的核聚变反应过程产生的能量。太阳能的利用光-热转换光-电转换光-化学转换太阳能的特点1、普遍2、清洁无污染3、可长期持续利用4、能量巨大能源革命人类进步的阶梯能量的转移和转化的方向性人类进步的阶梯钻木取火是人类在能量转化方面最早的一次技术革命蒸汽机的发明是人类利用能量的新里程碑核反应堆,拉开了以核能为代表的第三次能源革命的序幕能源与可持续发展２１世纪的能源趋势能源消耗对环境的影响未来的理想能源21世纪的能源趋势世界人口急剧增加，能源的消耗持续增长能源消耗对环境的影响空气污染、固体废物污染、有害辐射、水土流失和沙漠化未来的理想能源必须满足的条件：第一，必须足够丰富，可以保证长期使用；第二，必须足够便宜，可以保证多数人用得起；第三，相关的技术必须成熟，可以保证大规模使用；第四，必须足够安全、清洁，可以保证不会严重影响环境。