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课件网) 16.3 能源:危机与希望 2.初步了解人类发现、开发、利用能源的历史,能通过具体的事例,说出能源与人类生存和社会发展的关系。 1.通过实例认识能量可以从一个物体转移到另一个物体,不同形式的能量可以相互转化。 学习目标 你们知道我们生活的地球上有哪些能源吗,人类怎样利用它们呢? 新课导入 图中都存在着什么能量?分别有哪些不同形式的能量在发生相互转化? 飞行的飞机 汽车飞越黄河 水力发电厂 飞行器上的太阳能电池板 大亚湾核电站 风力发电厂 新知讲解 能量转化与守恒定律 一 大量事实表明,不同形式的能量之间可以相互转化,在一定量的某种形式的能量减少的同时,总伴随着其他形式的能量在等量地增加。 能量守恒定律: 能量既不会凭空消灭,也不会凭空产生,它只会从一种形式转化为其他形式,或者从一个物体转移到其他物体,而在转化和转移的过程中,能量的总量保持不变。 这些能量之间的相互转化有怎样的规律? 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。 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 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。 问题:人们为了满足生产对动力日益增多的需要,幻想制造一种机器,它不需要任何动力和燃料,却能不断地对外做功,这种机器称为“永动机”。 你认为这样的永动机可以制造成功吗? 一种永动机的设计模型 科学研究表明:能量的转化和转移具有方向性,在转化过程中由于摩擦的存在,一部分机械能会转化为内能,这部分内能不可能自动的转化为机械能如果没有能量的补充,将最终停止运动,所以“永动机”是不能实现的。 能量是与物质及其运动相联系的,每一种形式的能量对应于一种运动形式。 机械运动――机械能 热运动――内能 电荷运动――电能 化学运动――化学能 原子核内部的运动――核能 自然界存在着可以为人类提供能量的自然资源,称为能源。能源是人类社会活动的物质基础。 能量的与能源 二 如果把全世界的能源消耗量折合成热值为2.93×107 J/kg的标准煤来计算,1950年为26 亿吨,1987年为110多亿吨,2003年接近140亿吨,2007年达到160亿吨。 1.能源消耗急剧增长 2.能源储量不足 ①煤炭资源:地质储量约1.44万亿吨,占世界煤炭总储量的13%。 ②石油资源:保有储量为600亿吨,但后备资源不足,而且石油可采储量的增长速度低于老油田的递减速度,储采比呈下降趋势。 ③天然气资源:保有储量为7000亿立方米,但后备资源不足。 ④水力资源:理论储量为6.8亿千瓦,但可开发储量只有3.78亿千瓦,且其中67.8%的水力资源集中分布在西南地区,要开发不易.无疑:我国是世界上能源丰富的国家之一,但我国人口众多,人均能源占有量远低于俄罗斯、美国,只有世界人均能源占有率的1/2。 新能源的开发迫在眉睫。 1905年,爱因斯坦以简洁的公式 E=mc2 揭示了物质与能量的关系。1938年,物理学家用中子轰击铀,发现了核裂变,从而发现了一种新的能源———原子核能。 1.核能的发现 2.核裂变 (1)用中子轰击铀,使铀这种重原子核分裂成两个中等质量的原子核,同时释放出巨大的能量,这种现象叫核裂变。 物质与能量 三 (2)用中子轰击铀原子核,铀核发生裂变,释放出核能,同时产生新的中子,这些中子又会引起其他铀核裂变,这样就使核裂变反应不断进行下去,释放大量核能,这就是链式反应。 核裂变的链式反应 加以控制:_____ ... ...