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课件网) 第十六章 粒子和宇宙 三、能源：危机与希望 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，但自然转化过程不可逆； 2.知道能量守恒定律； 3.了解能源的定义与分类； 4.了解能源的开发利用与可持续发展； 5.了解核裂变与核聚变。 学习目标 汽车的运动 电荷的运动 自然界中的物质存在着不同的运动形式。 分子的运动 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 飞行的飞机具有动能；飞机在飞行时机械能→自身和周围环境的内能； 飞越黄河的汽车具有动能；驾车飞越黄河时重力势能→动能； 流动的水具有机械能；水力发电站利用水的重力势能→动能； 太阳能电池板能把太阳能→电能； 核电站能够利用原子核内的核能，原子核的核能→内能→机械能→电能； 流动的风具有机械能。风力发电是利用风的动能→电能。 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。 讨论：能不能制造出一种机器，不消耗能量，而又永远不停地运动着？ 一种永动机的设计模型 若把一杯凉水放到温度较高的环境中，水是否会自动变热？把水放到温度较低的环境中，水是否会自动变热？ 放到温度较高的环境中，水吸热，温度升高，内能增加，空气的内能传递给水。 将水放到温度较低的环境中，水不会自动变热，水的内能会传给空气。 结论：说明能量的转移是有方向性的。 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。 结论：这说明能量的转移和转化的过程可以自发地朝某个方向进行，但不能自发地向相反方向进行。即自发的能量转移和转化过程具有方向性。 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，重锤将最终停止运动，所以“永动机”是不能实现的。 一种永动机的设计模型 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。 能量与能源 二 (1)人类利用能源大致经历了三个时期：柴薪时期、煤炭时期和石油时期。 (2)能源危机 天然气、石油、煤炭这类能源是由古生物在长期地质变迁中形成的，称为化石能源。这类能源用过以后在短时间内无法再生。 煤炭资源在有些国家即将耗尽，石油以今天的消耗速度大约也只能再用100年。 人类还能在地球上继续生存下去吗？ 1905年，爱因斯坦以惊人简洁的公式E=mc2揭示了以质量m为标志的物质与能量E的关系式中c为光在真空中的速度。 爱因斯坦的质能方程为核能的开发和利用提供了理论支持。 1938年，物理学家用中子轰击铀核，使之分裂并放出中子及能量，这个过程就叫作核裂变。 物质与能量 三 另外，放出的中子会继续撞击其它的核，并再次放出中子，如果不加控制将会一直进行下去，这就是链式反应,原子弹就是这样子造出来的。 1kg铀全部裂变时释放的能量相当于2500t优质煤完全燃烧释放的能量。人们把这种能量称为核能 ... ...
