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(共20张PPT)
第2节 能源的开发与利用
第二十一章 能源、材料与社会
课程讲授
新课导入
本课小结
我们一起来闯关
能列举常见的不可再生能源和可再生能源，知道核能的特点和核能利用可能带来的问题，了解能源的开发和利用跟人类社会发展的关系，知道人类开发新能源的情况。
01
通过具体的事例，体会能源的开发和利用与人类生存和社会发展的密切关系，同时关注能源危机与能源利用对环境和生态的破坏。
02
03
能从能开发与利用的角度体会可持续发展的重要性。
素养目标
新课导入
观看新闻联播视频：
新闻中提到了光伏发电、水力发电、可再生能源等。请谈一谈你对下列问题的了解：
（1）什么是可再生能源？什么是不可再生能源？
（2）光伏发电超过水电，是位居我国第二的发电来源，那第一位的是什么？
一、人类对能源的利用
课程讲授
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1.能源的分类：生活中的方方面面都离不开能源，能源种类繁多，根据不同的划分方式，能源可分很多类。
（1）可再生能源和不可再生能源
①可再生能源：能长期提供或可以再生的能源，如：太阳能、风能、水能以及动植物等。
②不可再生资源：一旦消耗就很难再生的能源，如：煤、石油、天然气和铀矿等化石或矿物能源。
（2）按使用成熟程度分类
①常规能源（传统能源）：指技术上比较成熟且已被大规模利用的能源，也被称为传统能源。主要包括煤炭、石油、天然气、水能等。
②新能源：指在新技术基础上可系统地开发利用的可再生能源及核能等。主要有太阳能、风能、水能、生物能、地热能、氢能、核能等。
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（3）根据是否对环境污染分类
①污染型能源：使用时对环境产生污染，如煤炭、石油等。
②清洁型能源：使用时对环境没有明显影响。包括水能、太阳能、风能以及核能等。
（4）化石能源：是一种由古代生物的化石沉积而来的碳氢化合物或其衍生物，主要包括煤炭、石油、天然气等，属于常规能源、不可再生能源。其中煤炭和石油的使用会对环境产生污染。
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（5）下图是2023年我国能源消耗总量占比图，请结合能源的分类及使用情况评价一下我国使用能源情况，并有针对性的提出建议。
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2.能源的使用与社会发展
阅读课本P203—204“人类对能源的利用”部分，总结人类利用能源的几个阶段，体会能源的利用跟社会发展的关系。
（1）人类对木材、水利、风力、蓄力等自然能源的利用，促进了人类文明的发展。
（2）18世纪用煤作燃料的蒸汽机的发明，带来了人类历史上的第一次工业革命，使人类进入了蒸汽时代。
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（3）19世纪，通过对电和磁的研究，导致了第二次工业革命，是人类进入了电气化时代。
（4）纵观几千年的文明史可知，人类发现、开发、利用能源的历史，就是人类认识自然、理解自然的历史。
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3.能源与环境
（1）能源危机和能源利用对环境所造成的污染与破坏已成为人类共同关注的世界性问题。
（2）跨学科讨论：你知道化石能源的主要成分吗？它的利用会带来哪些问题？如何解决能源的利用与环境保护的矛盾，谈一谈你的看法？
清理海上漂浮的石油 烟雾笼罩的城市 鱼群死亡
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3）总结能源的使用对环境的影响：
问题 对环境影响 影响实例
化石燃料燃烧产生二氧化碳和烟尘 空气污染
温室效应
酸雨
火力发电厂“余热” 热污染
石油运输泄漏 海洋生态污染
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二、开发核能与重视核安全
1. 观看有关核能的视频：
2.核裂变
（1）核裂变是较重的原子核裂变为较轻的原子核的一种核反应。如下图所示：
（2）原子弹及核电站都是根据 这个方式制成的。
（3）我国也建成了若干座核电站，如浙江秦山核电站、广东大亚湾核电站。
核裂变
课后上网搜集我国已建成的核电站情况
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3.核聚变
（1）核聚变是较轻的原子核结合为较重的原子核的一种核反应。如下图：
（2）氢弹就是根据这个原理制造的一种威力比原子弹更大的核武器。太阳上每时每刻进行着核聚变，才释放出巨大的能量。
（3）查阅资料，了解可控核聚变的研究进展，了解我国在这方面的研究成就。
4.开发核能与重视核安全
观看视频，了解核爆炸事故及危害：
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三、开发新能源
1.太阳能
（1）优点：太阳能是一种相对清洁，又取之不竭的能源。
（2）光转化为电能，包括太阳能电池、光伏发电等。
查阅资料，了解我国在光伏发电方面的成就、应用领域及发展前景。
（3）光转化为热。分析讨论并尝试阐述太阳能热水器的原理。
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（4）光能→化学能转换
①主要通过地球上绿色植物的光合作用，将太阳能固定在生物体内的有机物中，形成化学能（生物能）。
②利用太阳能直接分解水制氢，是一种很有前途的“光——化学”转换方式，氢能是二级能源，既可以作为化工原料，又可以作为氢燃料，是一个比较环保、很有前途的能源。
（5）探究活动：测量光伏电池板电压
①器材：太阳能电池（小型，带引线，不带存储电池。如图）、导线（一端带导线夹）、电压表。
②将电压表接在光伏电池两极间，用不透明的纸将光伏电池遮住，看看电压表的示数。
③将光伏电池板放到强光或太阳光下，观察电压表的示数
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2.地热能
地球内部蕴藏着大量的热，在有地质资源的地方，可开发和利用地热来发电。
3.潮汐能
观看视频，了解潮汐及潮汐发电机的原理：
4.风能、氢能源、可燃冰等新能源。
查阅资料或上网搜寻，了解新能源的开发和利用情况。
课堂小结
能源
常见分类
可再生能源
不可再生能源
传统能源：
新能源
自然能源
煤炭
电力
核能
核裂变
核聚变
太阳能
地热能
潮汐能
风能
我们一起来闯关
1．2024年3月21日上午，我国首列氢能源列车成功进行了运行试验，标志着氢能在轨道交通领域的应用，取得了新突破。氢能属于（　 　）
①清洁能源②非清洁能源③常规能源④新能源
A．①③ B．①④ C．②③ D．②④
2．中国自主三代核电“华龙一号”成功运行，标志着以核电为代表的中国核动力技术已跻身世界前列。“华龙一号”核电站工作时（　 ）
A．利用核聚变获取的能量
B．用水冷却核反应堆是利用水的比热容大
C．能量在转化过程中能量的总量不断减小
D．核能属于可再生能源
B
B
我们一起来闯关
3．某城市道路改造中，为了节能减排，将路灯照明系统更换为太阳能电池如图所示。白天利用太阳能对电池充电，晚上电池对路灯供电。下列说法中，正确的是（　 　）
A．夜晚电池工作时，太阳能转化为光能
B．白天电池充电时，太阳能转化为电能
C．路灯照明时，将光能转化为电能
D．路灯停止工作时，将电能转化为化学能
4．为应对地球气候变暖，促进可持续发展，在践行节能低碳的今天，应特别重视新能源的开发和利用。下列能源中属于如图所示阴影部分的是（　 　）
A．煤炭 B．风能能源 C．潮汐能 D．核能
B
B
我们一起来闯关
5．2023年4月12日21时，有“人造太阳”之称的中国“环流器”实验装置，成功实现了稳态长脉冲高约束模式等离子体运行，创造了新的世界纪录。核能属于 。在零下296摄氏度的超低温中，从而实现超导，处于超导状态时的线圈的电阻为 Ω。如图所示，它的反应原理与太阳类似，通过 （选填“核裂变”或“核聚变”）释放巨大的核能，原子核能又转化为 ，从而获得上亿度的高温。
新能源
0
核聚变
内能
我们一起来闯关
内能
机械能
6.随着世界性能源危机的日益加剧，一向为人们所唾弃的垃圾也身价倍增，变成了能源再生的“宝库”。利用垃圾的一种方式就是将垃圾填埋后，通过厌氧发酵产生沼气，这些沼气燃烧，产生高温燃气，推动汽轮机转动，汽轮机驱动发电机来发电。
（1）根据上面的短文，请你将垃圾发电过程中的能量转化填写完整。
（2）垃圾填埋后产生的沼气是一种 （填“可再生”或“不可再生”）能源。利用垃圾发电与传统的垃圾填埋处理方法相比有哪些优点（写出一条）：
。
节约能源或减少污染等
可再生

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