化学与能源[上学期]

课件69张PPT。化学与能源化学与能源化学与能源刘秀娟刘秀娟太 阳 能 电 池 车电 热 厂风 能原子能发电太阳能汽车和充电站 潮汐发电 ? 能源、材料和信息被称为人类社会发展的三大支柱 所谓能源是指提供能量的自然资源。人类的一切活动都离不开能源，能源是发展农业、工业、国防、科学技术和提高人民生活水平的重要物质基础之一。 内 容 提 要 能源概述 化石能源 化学电源 核能 其它新型能源能源与社会进步太阳能是地球上主要能源的总来源 柴草时期：从火的发现到18世纪产业革命之间。 煤碳时期：18世纪中叶，煤碳开始大规模开采。蒸汽机发明后，煤碳作为蒸汽机的动力之源，使煤碳成为人类的主要能源。 石油时期：20世纪初，在美国、中东、北非等地区相继发现了大油田及伴生的天然气。石油的大量开采和炼油工艺的提高，使石油很快成为能源消费的主流。 新能源时期：随着化石能源的枯竭，太阳能、物体运动能、原子能、氢能等新型能源将取代煤碳、石油和天然气而成为人类的主要能源，将进入新能源时期。能源按其来源分类能源按其来源大致分为三类：太阳能及其转化物,如太阳直接辐射能、煤、石油、天然气等化石燃料，以及太阳能转化来的生物质能、水能、风能、海洋能等；地球本身的能量，如地热能、核能；天体对地球的引力能，如潮汐能。能源按利用方式分类 能源的其它分类方法能源的质量每种能源都具有两个内在特点：集中程度和质量，它们在决定能源“品质优良”方面起着重要作用。 集中程度是指单位体积的能量或单位质量的能量。对于流动的能源（如太阳能），有关的量度是能量通量，亦即在单位时间内通过一单位面积的能量。其他因素不变，能量集中程度越高，则能源就越好。开采、运输、贮存和处理就越价廉而且简便。 能源的质量是指总能量中可供利用部分的比例，通常用单位熵的能量U／S或者燃料的特征温度TC=U／S来表征能源的质量。 一般来说，能源的“集中程度”、“特征温度”越高，能量的质量越高。能源的质量 按照能量的质量，把能量划分为三大类： 高级能量 ：理论上完全可以转化为功的能量称之为高级能量，如机械能、电能、水力能和风力能等。 低级能量 ：理论上不能全部转化为功的能量，称之为低级能量，如热能、内能和焓等。 僵态能量 ：完全不能转化功的能量，称之为僵态能量，如大气、大地、天然水源具有的内能。 由高质量的能量变成低质量的能量，称之为能量贬质（降级）。 能源的运用情况和能源危机 资料分析：2000年世界主要能源需要量：单位（万吨/天）我国能源消费量和构成 解决能源危机的一般方法 　 1、研制、使用节能产品 ? 2、提高能量转化的效率 ? 3、开发新能源 化 石 燃 料 煤碳 石油和天然气 可燃冰 煤—黑色金子煤的形成：煤主要是由古代植物在地下隔绝空气的条件下，经过长期的一系列复杂的化学变化、生物变化和地球变化，而形成的一种由有机物和无机物所组成的复杂的混合物。 煤碳的组成和结构中国的煤碳储量约占11%，仅次于俄罗斯和美国，处于第三位。 煤碳：是一类具有高碳氢比的有机交联聚合物与无机矿物所构成的复杂混合物。煤碳有机大分子由许多结构相似但又不相同的结构单元组成。结构单元的核心是缩合程度不同的稠环芳香烃及一些脂环烃和杂环化合物。 煤的主要组成元素：碳、氢、氧、氮和硫（占煤碳有机组成的99%以上） 煤的无机组成：主要为水分和矿物质（粘土、石英、硫化物、碳酸盐等。） 按变质程度由低到高分类：可分为泥碳、褐煤、烟煤和无烟煤四大类。 煤在我国能源消费结构中位居榜首（约占70％），煤的大部分是直接燃烧掉的，其中C，H，S及N分别变成CO2，H2O，SO2及NOx。这样热效率的利用并不高，直接烧煤会产生一系列环境问题。二氧化硫（SO2），氮的氧化物（NOx）等是造成酸雨的罪魁 ... ...