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(共44张PPT)
能源与能量守恒定律
想一想
1、我们每天要吃饭、喝水，用什么来煮饭、烧水呢？
煤气、电、天然气……
2、要开动汽车、火车、飞机等交通工具需要消耗什么呢？
汽油、柴油等
3、煤气、电、天然气、汽油、柴油等它们在起什么作用？
提供能量
什么是能源
能源
草、木材
煤、石油等
空气
水
电流
燃烧
化学能、光能、内能
流动
机械能
通过电动机
机械能
能源：凡是能产生能量供人类使用的物质资源都可以叫做能源。
生活中常见的能源有哪些？
人类利用能源的历史
活动：阅读课本“人类利用能源的历史”的内容，回答下列问题。
人们根据什么原则，将人类利用能源的历史划分为几个时期？分别是？
1.薪柴生火——人类文明的萌芽
2.煤炭——工业社会的“粮食”
3.石油——现代社会的“血液”
4.多元化能源——破解未来能源需求的途径
人类利用能源的历史
薪柴生火——人类文明的萌芽
摩擦生火能量转化：机械能转化为内能
以柴薪为燃料
化学能转化为内能
人类利用能源的历史
煤炭——工业社会的“粮食”
18世纪末，蒸汽机的发明引起了资本主义国家的工业革命，煤炭成为了这场工业革命的动力基础，工厂、船舶、火车等都离不开它。
人类利用能源的历史
石油——现代社会的“血液”
19世纪70年代内燃机出现，电力工业迅速发展，煤炭消耗比重下降。20世纪60年代以来，石油应用非常广泛，1965年消耗比重超过煤炭，进入“石油”时代。
人类利用能源的历史
多元化能源——破解未来能源需求的途径
目前，正致力开发太阳能、核能、水能、风能、海洋能、氢能、潮汐能、地热能等能源。
核能发电
太阳能发电
水利发电
风力发电
能源分类
沼气、汽油、柴油、酒精、焦炭、煤气、蒸汽、电能等。
能源按是否能直接使用来分类：
一次能源
二次能源
指直接取自自然界没有经过加工转换的各种能量和资源
由一次能源经过加工转换以后得到的能源产品
煤、石油、天然气、水能、风能、核能、海洋能、生物能等
能源分类
能源按是否源源不断得到来分类：
太阳能、水能、风能、地热能、海洋能、潮汐能、生物能。
不可再生能源
可再生能源
指不可能在短期内从自然界得到补充
可以在自然界里源源不断地得到
煤、石油、天然气等
现在世界上消耗的能源中90%以上是不可再生能源。
面对日趋严重的能源危机，我们既要树立节能观，还要努力开发新能源。
能源危机日趋严重
怎么办？
哪些新能源具有广阔的开发前景？
太阳能、核能、潮汐能、风能、氢能等
观看、阅读、交流、讨论
1.为什么说太阳能是最具开发价值的能源？
2.太阳能到达地面后，是通过哪些途径被吸收和利用？
3.目前，人类通过哪三种途径直接利用太阳能？
4.太阳能的优、缺点有哪些？
太阳能——永恒的动力之源
太阳能——永恒的动力之源
太阳能是一个巨大的能源，安全、清洁、无污染。
到达地面的太阳辐射功率是多少？
W=Pt=1.7×1017W×3600s=6.12×1020J
1.7×1014 kw
你知道吗？
1.为什么说太阳能是最具开发价值的能源？
请试着计算：太阳每小时辐射到地球的总能量有多少？
太阳能——永恒的动力之源
2.太阳能到达地面后，是通过哪些途径被吸收和利用？
以草木、沼气、煤等燃料形式释放能量
之一：被植物、微生物吸收
太阳能——永恒的动力之源
之二：被大气、水分升腾循环
通过风、流水、波浪等释放能量
太阳能——永恒的动力之源
2.太阳能到达地面后，是通过哪些途径被吸收和利用？
之三：被海洋吸收
成为海洋的内能（海水温差能、海水盐能）
太阳能——永恒的动力之源
2.太阳能到达地面后，是通过哪些途径被吸收和利用？
之四：直接利用
转化为内能或电能
太阳能——永恒的动力之源
人类利用太阳能的实质是？
把太阳能转化为其他形式的能
太阳能——永恒的动力之源
3.目前，人类通过哪三种途径直接利用太阳能？
太阳能→内能
太阳能→电能
太阳能→化学能
太阳能——永恒的动力之源
3.太阳能的优、缺点有哪些？
①十分巨大；
②供应时间长久；
③分布广阔，获取方便；
④安全、清洁、无污染。
太阳能的优点
太阳能的缺点
①太分散；
②受季节、天气和地理环境影响较大；
③能量转换效率低。
核能—造福人类的“神火”
1.什么叫核能？
2.释放核能有哪两种方式？
3.什么叫核裂变？什么是链式反应？
4.核电站的工作原理？
5.核裂变的应用实例有哪些？
阅读、交流、讨论
核能—造福人类的“神火”
1.什么叫核能？
原子核内部蕴藏的巨大能量，叫做原子核能，简称核能。
2.释放核能有哪两种方式？
核裂变 ②核聚变
核能—造福人类的“神火”
3.什么叫核裂变？什么是链式反应？
由重的原子核(主要是指铀核或钚核)分裂成两个或多个质量较小的原子的一种核反应形式。
原子核在发生核裂变时，释放出巨大的能量，称为原子核能，俗称原子能。
1千克铀-238的全部核的裂变将产生20,000兆瓦小时的能量，与燃烧至少2700吨煤释放的能量一样多，相当于一个20兆瓦的发电站运转1,000小时。
核能—造福人类的“神火”
核能—造福人类的“神火”
反应堆放出的核能转化为高温蒸汽的内能，再通过汽轮发电机转化为电能。
核能→内能→机械能→电能
4.核电站的工作原理？
核能—造福人类的“神火”
5.核裂变的应用实例有哪些
不加控制的核裂变反应
——原子弹爆炸
可控的核裂变反应
——核电站
核能—造福人类的“神火”
1.什么叫核聚变？什么是热核反应？
2.核聚变的应用实例有哪些？
3.目前人类能否控制核裂变和核聚变？
阅读、交流、讨论
核能—造福人类的“神火”
1.什么叫核聚变？什么是热核反应？
超高温条件下，两个较轻原子核(例如氘和氚)结合成较重原子核(例如氦)的一种核反应形式。
核聚变释放的能量比核裂变更加巨大，太阳能是来自于太阳内部的核聚变。聚变反应材料储量丰富，1L海水中有0.03g”氘“，发生热核反应放出的能量与燃烧300L汽油放出的能量相当。
反应物质需要加热到千万摄氏度以上才能发生大规模核聚变，所以聚变反应又叫热核反应
核能—造福人类的“神火”
2.核聚变的应用实例有哪些
氢弹——根据核聚变的原理制成,威力比原子弹还大。
核能—造福人类的“神火”
为什么不利用核聚变？
——不可控
通常有三种方式来产生可控的核聚变:
1.重力场约束; 2.惯性约束; 3.磁约束。
其中主要的可控核聚变方式:
激光约束(惯性约束)核聚变(如我国的神光计划，美国的国家点火计划都是这种形式)
磁约束核聚变(托卡马克、仿星器、磁镜、反向场、球形环等)，这种方式目前被认为是最有前途的。
其他形式的新能源
浩瀚的海洋覆盖的地球表面的71%，它蕴藏着温差能，波浪能，海流能，潮汐能，盐差能等，是取之不尽的洁净能源。
海水温差能是一种热能。低纬度的海面水温较高， 与深层水形成温度差，可产生热交换。
潮汐能、潮流能、海流能、波浪能都是机械能。
海水盐差能(又称海水化学能)，入海径流的淡水与海洋盐水间有盐度差，若隔以半透膜，淡水向海水一侧渗透，可产生渗透压力，其能量与压力差和渗透能量成正比。
能的转移和转化
你能说出下列物体所具有的能量吗？
能的转移和转化
各种形式的能是可以相互转移和转化的。
能以多种形式存在于自然界，每一种形式的能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
原子核内部的运动――
核能
能的转移和转化
活动1：能量的转移
一杯放在桌上的热水冷却，此过程热水的内能消失了吗？
能量转移，从热水转移到周围的空气。
能量的转移——能量的形式没有发生改变。
能的转移和转化
你知道哪些能量的转移的例子吗？
机械能的转移
水的机械能
水轮机的机械能
电能的转移
发电站的电能
用户家的电能
能的转移和转化
活动2：能量的转化
你知道哪些能量的转化的例子？
机械能转化为电能
电能转化为机械能
太阳能转化为电能
电能转化为内能
能的转移和转化
电风扇转动过程中，电动机消耗了什么能？
如果将转化后的其他形式的能全部加起来，是否应该与所消耗的电能相等？
是否都转化成了机械能？
还转化成哪些形式的能？
电能
内能
我国有句俗语：“既要马儿跑，又要马儿不吃草。”这可能吗？为什么？
相等
能的转移和转化
为了满足生产、生活对动力日益增多的需要，历史上曾有人幻想制造一种机器，它不需要消耗任何动力和燃料，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？
思考：
自然界中，能量不但能发生转移而且还发生转化，那么在转移和转化过程中遵循什么规律呢？
能的转移和转化
大量的研究表明：自然界的能量是守恒的。
能量守恒定律
能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而能的总量保持不变。
能的转移和转化
既然能量守恒，那地球上的能量就不会减少，为什么还需要节约能源？
汽车行驶过程中的能量转化是怎样的？
化学能
内能
内能
机械能
这些机械能、内能无法再转化回可以被利用的能源。
能的转移和转化
2. 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。
化学能
内能
内能
电能
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。
光能
机械能
能的转移和转化
大量事实表明：能的转化和转移过程是有方向性的。
完成课本课后习题，自主阅读20.4

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