能源的開發(fā)和利用

教學(xué)目標(biāo)1.知道太陽(yáng)能巨大、清潔、使用方便的優(yōu)點(diǎn)，了解目前人類利用太陽(yáng)能的途徑和方法。2.了解裂變、聚變，知道原子彈的制造原理，知道核反應(yīng)堆的作用，以及核電站的原理和特點(diǎn)。一、太陽(yáng)能—永恒的動(dòng)力之源1、太陽(yáng)能是一個(gè)巨大的能源你知道嗎？1、太陽(yáng)輻射能有多少？

3.8×1023kw2、到達(dá)地面的太陽(yáng)能又有多少？

1.7×1014kw3、比全世界的發(fā)電總量高出多少倍？

5×1042、地球吸收、利用太陽(yáng)能的四個(gè)主要渠道地球吸收、利用太陽(yáng)能的四個(gè)主要渠道分別是什么？1、被植物微生物吸收2、使大氣、水升騰循環(huán)3、被海洋吸收4、直接利用

3、直接利用太陽(yáng)能的方式（1）太陽(yáng)能→內(nèi)能

A、太陽(yáng)能熱水器

（2）太陽(yáng)能→電能B、太陽(yáng)能發(fā)電的光伏電站

（3）太陽(yáng)能→化學(xué)能C、用太陽(yáng)能制氫，驅(qū)動(dòng)小汽車4、太陽(yáng)能的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)分別有哪些？（1）、太陽(yáng)能的優(yōu)點(diǎn)：①十分巨大，②供應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)久，③分布廣闊，獲取方便，④安全、清潔、無污染。（2）、太陽(yáng)能的缺點(diǎn)：①太分散，②不穩(wěn)定，③轉(zhuǎn)換效率低。5、太陽(yáng)能電池定義：

太陽(yáng)能電池是通過光電效應(yīng)或者光化學(xué)效應(yīng)直接把光能轉(zhuǎn)化成電能的裝置。應(yīng)用：

人造衛(wèi)星、太空望遠(yuǎn)鏡、太空站等電力的來源。1、列舉生活中直接利用太陽(yáng)能的例子。2、在直接利用太陽(yáng)能的技術(shù)中，你最感興趣的是哪一種？理由是什么？二、核能—造福人類的“神火”1、什么叫核能？2、釋放核能有哪兩種方式？3、什么叫核裂變？鏈?zhǔn)椒磻?yīng)？4、核電站的工作原理？5、核電站的優(yōu)點(diǎn)有哪些？（一）核能概念：

原子核內(nèi)部蘊(yùn)藏的巨大能量，叫做原子核能，簡(jiǎn)稱核能。（二）釋放核能的方式有兩種：1.核裂變2.核聚變1、核裂變——鏈?zhǔn)椒磻?yīng)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)示意圖核裂變——較重的原子核裂變?yōu)檩^輕的原子核的一種核反應(yīng)。(1)核裂變①鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(如圖28－1所示)。圖28－1原子彈爆炸的情況不加控制的核裂變反應(yīng)——原子彈爆炸和平利用核能——核電站

你知道嗎？

1Kg的鈾235中，如果全部發(fā)生核裂變，釋放出來的能量相當(dāng)于2500t標(biāo)準(zhǔn)煤完全燃燒放出的能量。核電站工作流程示意圖核電站工作原理

利用原子核裂變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)產(chǎn)生的能量發(fā)電；它的核心是反應(yīng)堆；反應(yīng)堆是放出的核能轉(zhuǎn)化為高溫蒸汽的內(nèi)能，再通過汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)化為電能。我國(guó)核電站的建設(shè)和發(fā)展秦山核電站我國(guó)核電站的建設(shè)和發(fā)展大亞灣核電站我國(guó)核電站的建設(shè)和發(fā)展陽(yáng)江核電站核電站的優(yōu)點(diǎn)（1）消耗的燃料少；（2）成本低（成本比火電站低20％以上）2、核聚變——熱核反應(yīng)核聚變示意圖核聚變——熱核反應(yīng)核聚變——在超高溫的條件下，可將兩種質(zhì)量較輕的原子核（如氘和氚），聚合成一個(gè)較重的原子核的一種核反應(yīng)。核聚變又稱為熱能反應(yīng)。太陽(yáng)能是來自于太陽(yáng)內(nèi)部的核聚變。應(yīng)用——核爆炸1967年，我國(guó)爆炸的第一顆氫彈新能源你還知道有哪些新能源？

1、水能

2、風(fēng)能

3、海洋能

4、地?zé)崮?/p>

5、氫能水能發(fā)電三峽發(fā)電站風(fēng)能發(fā)電潮汐發(fā)電原理：利用漲潮退潮的水位差來發(fā)電。西藏羊八井地?zé)犭娬?/p>

三、節(jié)能和能源開發(fā)1、節(jié)約能源的意義和開發(fā)新能源的重要性。2、解決能源問題的兩條途徑：（1）開發(fā)新能源（2）提高能源的利用率四、本節(jié)小結(jié)1、利用太陽(yáng)能的四個(gè)主要渠道①被植物微生物吸收；②使大氣、水升騰循環(huán)；③被海洋吸收；④直接利用2、直接利用太陽(yáng)能的三個(gè)主要方式①太陽(yáng)能→熱能；②太陽(yáng)能→電能；③太陽(yáng)能→化學(xué)能3、太陽(yáng)能的優(yōu)、缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：①十分巨大，②供應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)久，③分布廣闊，獲取方便，④安全、清潔、無污染。缺點(diǎn)：①太分散，②不穩(wěn)定，③轉(zhuǎn)換效率低。本節(jié)小結(jié)4、知道有哪些新能源太陽(yáng)能、核能、水能、風(fēng)能、海洋能、地?zé)崮?、氫?、核能、核裂變、核聚變、核反應(yīng)堆。五、鞏固練習(xí)1、衛(wèi)星長(zhǎng)時(shí)間在太空航行，它的無線電發(fā)射裝置不用人工補(bǔ)充能源卻能正常工作，它是利用______電池將______能轉(zhuǎn)化為_____能的。2、目前世界各國(guó)都在加強(qiáng)開發(fā)的新能源是______，它蘊(yùn)藏在______內(nèi)部。獲得原子能有兩種途徑：一是________，而是________。我國(guó)著名的大亞灣核電站里發(fā)生的是_______。太陽(yáng)能就是來自太陽(yáng)能內(nèi)的_______。3、下列能源中，屬于新能源的是_______。A.太陽(yáng)能B.水能C.煤D.電能E.海洋能F.風(fēng)能G.石油H.天然氣I.溫泉4、我國(guó)是世界上第一產(chǎn)煤大國(guó)，煤的儲(chǔ)藏量很大，直到現(xiàn)在煤在我國(guó)仍作為第一能源，每種能量從根本上說來源于（）A.地?zé)崤c地壓的作用B.太陽(yáng)能的光合作用C.細(xì)菌的分解和侵蝕作用D.地球與其他天體的相互作用5、原子彈和核電站的根本區(qū)別是（）A.原子彈利用核裂變，核電站利用核聚變B.原子彈利用核聚變，核電站利用核裂變C.原子彈對(duì)裂變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)不加控制，核電站控制裂變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)速度D.原子彈對(duì)裂變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)不加控制，核電站控制聚變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)速度

6、1kg鈾全部裂變釋放的能量約為8.5×1013J，相對(duì)于完全燃燒多少kg無煙煤放出的能量？（無煙煤的熱值是3.4×107J/kg）7、若一太陽(yáng)能熱水器裝水量為100kg，集熱管接收太陽(yáng)能的有效接收面積約為2m2，每小時(shí)1m2接收面上有效接收太陽(yáng)能約為2.1×106J，則該熱水器每小時(shí)水溫升高多少？【水的比熱容為4.2×103J/（kg·℃）】能源的開發(fā)和利用

學(xué)習(xí)目標(biāo):1、通過學(xué)習(xí)了解什么是能源，能區(qū)分可再生能源和非可再生資源.2、知道能源與人類生存和社會(huì)發(fā)展密切相關(guān)，知道人類發(fā)現(xiàn)、開發(fā)、利用能源的歷史，就是其認(rèn)識(shí)自然、理解自然的歷史，并能通過具體事例進(jìn)行說明.一、自然界的能源1、能源的分類1按能否從自然界直接獲取劃分一次能源二次能源可從自然界直接獲取的能源不能從自然界直接獲取，必須經(jīng)過消耗一次能源才能獲得的能源煤、石油、天然氣、太陽(yáng)能、風(fēng)能、水能、地?zé)崮?、核能、潮汐能等電能、酒精等一、自然界的能?、能源的分類2按能否再生劃分可再生能源不可再生能源可長(zhǎng)期提供或可再生的能源一旦消耗就很難再生的能源太陽(yáng)能、風(fēng)能、水能地?zé)崮?、潮汐能?dòng)物、植物等煤、石油、天然氣鈾等化石或礦物能源一、自然界的能源1、能源的分類3按是否環(huán)保劃分清潔型能源污染型能源對(duì)環(huán)境無污染或污染很小的能源對(duì)環(huán)境污染較大的能源太陽(yáng)能、風(fēng)能、水能地?zé)崮?、潮汐能核能等煤、石油、天然氣植物秸桿等一、自然界的能源1、能源的分類4按目前使用情況劃分常規(guī)能源新能源目前人類大規(guī)模使用的能源由于技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等因素目前尚未大規(guī)模使用的能源煤、石油、天然氣水能等太陽(yáng)能、核能、地?zé)崮?、風(fēng)能、生物能、潮汐能等現(xiàn)在世界能源消耗中90%以上是不可再生能源使用石油多于煤，使用煤多于天然氣一、自然界的能源2、目前能源的使用狀況使用煤占能源的75%，遠(yuǎn)多于石油、天然氣，不可再生能源使用比例過大。水能、煤資源豐富，石油資源緊缺。煤的大量使用造成的環(huán)境污染嚴(yán)重。3、我國(guó)目前能源消耗結(jié)構(gòu)很不合理?？v觀幾千年的文明史可知，人類發(fā)現(xiàn)、開發(fā)、利用能源的歷史，就是其認(rèn)識(shí)自然、理解自然的歷史。二、能源的開發(fā)與利用1、能源的開發(fā)和利用是人類認(rèn)識(shí)和理解自然的歷史人類首先學(xué)會(huì)利用火第一次能源革命鉆木取火導(dǎo)致了以柴薪為主要能源的時(shí)代的到來。二、能源的開發(fā)與利用2、三次能源革命，促進(jìn)了人類歷史的發(fā)展用柴薪生活使用畜力利用水能第二次能源革命煤的開采，為蒸汽機(jī)的產(chǎn)生提供了基礎(chǔ)，帶來了人類歷史上第一次工業(yè)革命。各種機(jī)械和交通工具的相繼發(fā)明大大提高了社會(huì)生產(chǎn)力。人類的主要能源逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)槭汀⑻烊粴獾饶茉?。由電磁研究人類找到了電能。二、能源的開發(fā)與利用2、三次能源革命，促進(jìn)了人類社會(huì)的發(fā)展二、能源的開發(fā)與利用2、三次能源革命，促進(jìn)了人類社會(huì)的發(fā)展第三次能源革命開發(fā)和利用核能等新能源成為人類獲取能量的一個(gè)新途徑。3、能源利用的核心是提高能源的利用率能源的利用率就是在能源利用中有效利用的能量與消耗的能源所含能量的比值。提高能源利用率可以節(jié)約能源，降低能源使用時(shí)對(duì)環(huán)境的污染，具有很高的經(jīng)濟(jì)意義和環(huán)保效益。開發(fā)新能源也是節(jié)約能源的重要措施。能源的開發(fā)和利用，為人類社會(huì)的發(fā)展創(chuàng)造了條件，同時(shí)也造成了環(huán)境污染與生態(tài)破壞。煤的燃燒會(huì)產(chǎn)生大量的CO2和煙塵，污染空氣。大氣中CO2濃度的增大，導(dǎo)致溫室效應(yīng)，全球變暖，危害生態(tài)平衡?；鹆Πl(fā)電廠發(fā)電所產(chǎn)生的“余熱”會(huì)引起熱污染。泄漏的石油會(huì)污染海洋。汽車排放的尾氣和各種工業(yè)廢氣污染城市，危害人們的身體健康。人類與自然界是相互作用、對(duì)立統(tǒng)一的,過渡的索取和破壞自然界導(dǎo)致自然界對(duì)人類的“懲罰”,這是一種原因和結(jié)果的對(duì)立統(tǒng)一的辯證關(guān)系。能源與環(huán)境是當(dāng)今一個(gè)富有挑戰(zhàn)性的話題，處理好二者關(guān)系是科學(xué)發(fā)展觀的要求。我們必須合理開發(fā)和利用能源。三、能源與環(huán)境1、能源開發(fā)和利用對(duì)環(huán)境的影響沙漠三、能源與環(huán)境2、未來能源的發(fā)展方向世界人口急劇增加，能源的消耗持續(xù)增長(zhǎng)，環(huán)境問題日益嚴(yán)重并日益引起人們的重視。因此，未來能源的發(fā)展方向：第一，數(shù)量足夠豐富，可以保證長(zhǎng)期使用；第二，價(jià)格足夠便宜，可以保證多數(shù)人用得起；第三，相關(guān)的技術(shù)必須成熟，可以保證大規(guī)模使用；第四，必須足夠安全、清潔，可以保證不會(huì)嚴(yán)重影響環(huán)境。能源分可再生能源和不可再生能源。我們目前大規(guī)模使用的能源主要是不可再生能源。因此必須節(jié)約能源。能源的開發(fā)和利用是人類認(rèn)識(shí)和理解自然的歷史。鉆木取火→煤的使用→蒸汽機(jī)的使用導(dǎo)致第一次工業(yè)革命→電的使用→以核能為代表的新能源能源的開發(fā)和利用促進(jìn)了社會(huì)的發(fā)展，也帶來了環(huán)境污染，造成了生態(tài)破壞。必須合理利用能源，保護(hù)環(huán)境。這就需要開發(fā)新能源。本節(jié)總結(jié)1．______能、______能、______能屬于可再生能源，______、______、______、______屬于不可再生能源。2．法國(guó)人居紐于1769年制造了世界上第一輛蒸汽驅(qū)動(dòng)的三輪車。現(xiàn)在你看到的這幅漫畫據(jù)說是牛頓所設(shè)計(jì)的蒸汽汽車原理圖。（1）該原理圖中涉及到哪幾種形式的能量？請(qǐng)簡(jiǎn)述對(duì)應(yīng)的能量轉(zhuǎn)化過程。（2）使汽車向前運(yùn)動(dòng)的力是怎樣產(chǎn)生的？這個(gè)力的施力物體是誰(shuí)？練習(xí)太陽(yáng)風(fēng)水煤石油天然氣核能化學(xué)能、內(nèi)能、機(jī)械能；燃料燃燒：化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；車的前進(jìn)：水蒸氣的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為車的機(jī)械能。力的作用是相互的，向后噴出的蒸汽反過來給汽車一個(gè)向前的推力，噴出的蒸汽是施力物體。3．能源在為人類文明發(fā)展做出貢獻(xiàn)的同時(shí)，也給人類帶來_______。大量化石燃料的燃燒是造成___________、_______、___________等的罪魁禍?zhǔn)住?．下列能源中，屬于可再生能源的是[

]A．石油B．水能C．天然氣D．煤5．現(xiàn)代社會(huì)中，尤其是我國(guó)使用的能量主要來源于[

]A．太陽(yáng)能B．風(fēng)能C．水能D．燃料燃燒得到的內(nèi)能6．下列措施中，加劇溫室效應(yīng)的是[

]A．大量植樹造林B．控制煤、石油、天然氣的使用C．大力開發(fā)核能、太陽(yáng)能和風(fēng)能D．大量使用化石燃料7．電動(dòng)機(jī)、電話、無線電通訊等的廣泛應(yīng)用主要是下列哪種能源的大量生產(chǎn)？[

]A．內(nèi)能B．電能C．核能D．化石能源危害大氣污染酸雨溫室效應(yīng)BDDB8．內(nèi)燃機(jī)的發(fā)明，導(dǎo)致了汽車、飛機(jī)、輪船的廣泛應(yīng)用。內(nèi)燃機(jī)的出現(xiàn)主要是由于下列哪一類能源的廣泛使用？[

]A．電能B．核能C．火的利用D．化石能源9．英國(guó)物理學(xué)家法拉第經(jīng)過10年不懈努力，終于在1831年發(fā)現(xiàn)了_________現(xiàn)象，導(dǎo)致發(fā)電機(jī)的發(fā)明，實(shí)現(xiàn)了電能的大規(guī)模生產(chǎn)。我國(guó)興建的長(zhǎng)江三峽發(fā)電機(jī)組，是通過

能轉(zhuǎn)化為電能。福州市即將建造垃圾焚燒發(fā)電廠，是將垃圾焚燒后獲得的____能，最終轉(zhuǎn)化為電能。10．我國(guó)目前的能源結(jié)構(gòu)正面臨的嚴(yán)峻問題是：（1）________________________________________________________；（2）________________________________________________________。D電磁感應(yīng)機(jī)械內(nèi)化石燃料的蘊(yùn)藏量有限，最終會(huì)枯竭導(dǎo)致環(huán)境污染和生態(tài)破壞11．如圖是一同學(xué)拍攝的一家化工廠的外景，從這張圖中你可以得到哪些信息？（1）____________________________________________；（2）____________________________________________。鍋爐冒出大量的黑煙說明煤燃燒不完全鍋爐周圍的溫度很高說明向周圍散失的熱量太多鍋爐周圍的溫度很高造成熱污染鍋爐冒出大量的黑煙污染環(huán)境12．①2005年6月3日《揚(yáng)子晚報(bào)》報(bào)道，6月2日10時(shí)30分，江蘇全省用電負(fù)荷達(dá)2482.9萬千瓦，創(chuàng)歷史新高。有關(guān)人士呼吁：請(qǐng)社會(huì)有序有效用電，做好節(jié)約用電工作。②2005年福州市節(jié)能宣傳周的主題是：科學(xué)用電，共建節(jié)能型社會(huì)。提倡居民夏季期間空調(diào)溫度設(shè)定在26℃~28℃。小明將家中的一臺(tái)額定電壓為220V，制冷額定功率為1000W的空調(diào)，溫度設(shè)定從原來24℃改為28℃，僅此一項(xiàng)措施，小明就發(fā)現(xiàn)，家中的電能表平均每天少走2.5kW·h。求：（1）這臺(tái)空調(diào)正常制冷時(shí)，工作電流是多少?（計(jì)算結(jié)果保留一位小數(shù)）（2）這臺(tái)空調(diào)一個(gè)月（按30天計(jì)算）可節(jié)約電能多少kW·h?（3）若某邊遠(yuǎn)山區(qū)的“希望小學(xué)”，每間教室僅有兩盞“220V40W”電燈，那么小明家中的這臺(tái)空調(diào)一個(gè)月所節(jié)約的電能，可供這兩盞電燈正常發(fā)光多少小時(shí)?（4）就家庭、學(xué)校和社會(huì)如何節(jié)約用電，請(qǐng)你提出兩條合理化的建議：（“提倡居民夏季期間空調(diào)溫度設(shè)定在26℃~28℃?！背猓竣?/p>

。②

。用電器不處于待機(jī)狀態(tài)提倡使用節(jié)能燈移峰填谷；隨手關(guān)燈等合理答案（1）空調(diào)正常制冷時(shí)，工作電流：I=P/U=1000W/220V≈4.5A

（2）可節(jié)約電能：2.5kW·h×30=75kW·ht=W/P=75kW·h/(2×0.040kW)=937.5h13．（2005年福州）請(qǐng)仔細(xì)閱讀下文，按要求回答問題，氣候與熱污染