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(共48张PPT)
第十一章 物理学与能源技术第3节 能源
第4节 核能
第5节 能源开发与可持续发展
1.了解能源的主要分类和常见的分类方法（重点），
2.了解原子、原子核结构，了解核裂变和核聚变的特点；
3.了解人类利用核能的现状，了解核能的优点，还要知道它可能带来的问题．
4.了解可持续发展的重要性（重点）。
5.有保护环境、节约能源的意识。
有人说“中国地大物博，能源取之不尽，用之不竭”，你觉得他说的对吗？
我们的生活中都用到哪些能源呢？
一、能源的分类
1.能源按其利用的方式可分为一次能源和二次能源
一次能源是指从自然界直接获得，而不改变其基本形态的能源，如化石能源、风能、太阳能、地热能等。
常见的一次能源
煤
石油
天然气
二次能源是一次能源经过加工，转换成另一种形态的能源，如电能、蒸气、焦炭。
2.能源按其利用的程度可分为常规能源和新能源
常规能源是指当前被广泛利用的一次能源，如化石能源等。
新能源是指目前未被广泛利用而正在积极研究以便推广的一次能源，如核能、地热能、海洋能等。
柴火是一种常规能源
3.能源按资源的再生性分为不可再生能源和可再生能源
不可再生能源是须经地质年代（亿万年）才能形成而短期内无法再生的一次能源，如煤、石油、核燃料等。
核能是人类最具希望的未来能源之一
可再生能源是能够不断得到补充以供使用的一次能源，如水力、太阳能、生物质能、地热能、风能、潮汐能等。
当今世界最大的水利发电工程三峡大坝
讨论交流 能源的分类
煤炭
风能
潮汐能
石油
水力
电力
太阳能
柴火
地热能
核能
污染型能源
清洁型能源
二、世界能源储量及需求
地球上不可再生能源的储量
种类 储量（按标准煤计）/(1012kg)
已探明 潜在
煤 900 2700
石油 100 36
天然气 74 60
铀 1300 1600
年份 需求量（按标准煤计）/（1012kg） 年份 需求量（按标准煤计）/（1012kg）
1980 7.5 2020 15.0
1984 7.8 2040 18.0
2000 11.0 2060 21.0
人类对能源需求情况
世界经济的发展和人口的增加，导致了能源需求量的迅速增长。传统能源储量的有限性与需求量的逐年增加是当今世界面临的能源问题的核心。
目前，人类使用的能源主要是不可再生能源，如石油、天然气、煤炭和核燃料。
我国化石能源现状
我国已探明的煤炭储量为世界的13%，居全球第二。石油、天然气资源相对不足，水利资源非常丰富，居世界首位。由于我国人口太多，人均能源相对不足，煤炭的人均储量仅为世界平均值的一半，而石油人均储量仅为世界平均值的11%。
解决能源问题的根本出路
（1）节约能源，提高现有能源的利用率。
（2）积极寻找和开发新能源。
例1.凡是能提供______的物质资源叫做能源。现有煤、石油、天然气、风能、水能、太阳能、核能以及电能。在这些能源中属于化石能源的有 ；属于一次能源的有 ；属于二次能源的有 。
能量
煤、石油、天然气
煤、石油、天然气、风能、
水能、太阳能
核能、电能
三、原子核 核能
原子核是由质子和中子组成的，它们通过一种叫作“核力”的相互作用紧密地结合在一起。
原子结构示意图
H2O分子
　　以水分子为例：它由一个氧原子和两个氢原子组成。
H
（1）氢原子由原子核和一个核外电子组成。
原子核有一个质子，质子带正电荷，核外电子带负电荷。二者电荷量相同。
（2） 氧原子由原子核和八个核外电子组成。
原子核有八个质子和八个中子，由于中子不带电，所以正负电荷量仍然相同。
O
重核裂变或轻核聚变，将释放出巨大的能量，这就是核能，也就是人们常说的原子能。
重原子核分裂成较轻的原子核，叫作裂变。
四、核裂变能及其利用
人类有效地获得大量核能，是用中子轰击铀核使铀核裂变开始的。当一一个中子轰击一个铀核引起铀核裂变并释放能量的同时，还释放出2~3个中子。
同学们玩过多米诺骨牌吗？推倒第一张牌后会发生什么？
如果释放出的中子再引起其他铀核裂变，就可使反应不断地进行下去，这种反应叫作链式反应。
链式反应如果是在一瞬间进行的，那将是剧烈的爆炸，原子弹的爆炸就是铀核或钚核裂变发生链式反应的结果。
核反应堆是一种能够控制链式反应的装置。利用核反应堆工作时释放的能量使水汽化，推动蒸汽轮机带动发电机发电，这就是核电站。
核电站可以大大减少燃料的运输量。
用于核反应的燃料是具有强烈放射性的物质，能够发出射线。如果没有足够的保护措施，这些射线会对人体健康造成严重伤害。
对于辐射强度超过国家标准的放射性物质，一定要防止其扩散，人体切莫随便靠近；在放射性实验室中，要用铅板、有机玻璃等材料做好隔离防护。
五、核聚变
轻原子核结合成较重的原子核，也会释放出核能，这种核反应叫作聚变。
把原子加热到足够高的温度，使这些粒子的无规则运动极其剧烈，以至于会有原子核在碰撞过程中靠得足够近，从而发生聚变。因此聚变也常称为热核反应。
太阳内部发生的核聚变反应
在消耗相同质量核燃料的情况下，核聚变比核裂变放出的能量大得多。氢弹就是根据核聚变原理制成的，它的威力比原子弹大得多。
可控核聚变的研究已在实验室取得重大进展，但是可控核聚变的利用还有相当长的路程要走。海水中储藏着丰富的核聚变原料——氘。 因此，这项技术一旦彻底攻克，就可能解决人类社会长远的能源需求。
核能发电的利弊
不造成空气污染
不排放CO2
消耗核能源少
发电成本低
产生放射性废料
排热量大
建厂成本大
核泄漏污染大
例2.我国的大亚湾核电站，是利用核能来大规模生产电能的发电站。关于核能和核电站，下列相关说法中正确的是（ 　）
A．核能是常规能源
B．核能不会对人类造成危害
C．核电站是利用裂变的链式反应发电的
D．核电站发电时，把核能直接转化为电能
C
例3.如图所示，中国“人造太阳”——大型核实验装置“东方超环”（EAST）取得重大突破，创造世界新纪录，在上亿度的高温状态下，物质呈现等离子态，它们可以被磁场约束。“东方超环”的反应原理与太阳类似，通过______ （填“裂变”或“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。
聚变
内能
　　化石能源通过燃烧转化为内能，相当一部分内能没有被有效利用。
六、能源与可持续发展
　　汽车尾气造成空气污染和城市热岛效应。
　　燃料燃烧产生的大量二氧化碳，加剧了地球的温室效应。
　　燃料燃烧还生成二氧化硫、氮氧化物、粉尘和一氧化碳等有害物质。
酸性气体形成酸雨造成危害
酸雨侵蚀后的汉白玉石柱
　　在下表中，用“√”表示大量耗用该类能源对环境会有明显破坏，用“×”表示对环境不会造成明显破坏。
　　在耗用各种能源时，对环境是否会造成破坏呢？
想想议议
提高能源的利用率，减少在能源使用中对环境的破坏。
自2012年6月1日起，北京的机动车燃油进行了最新一轮的升级，升级后的燃油更加环保，可以改善大气质量。
可再生能源：
　　太阳能、风能、水能等可以在自然界里源源不断地得到 。
发展新的理想能源
不可再生能源：
　　化石能源、核能等能源会越用越少。
例4.关于太阳能的下列说法中，错误的是（ ）
A．太阳能十分丰富，供应时间长久，目前太阳能的转换效率也很高
B．太阳内部不断地进行核聚变
C．太阳能分布广阔，获取方便，无需开采和运输
D．太阳能安全、清洁，利用太阳能不会对环境造成污染
A
1.能源：
能源的多种分类
世界储备能源及需求
2.核能：
原子结构模型
链式反应特点及应用
核聚变及应用
3.新能源的开发利用与可持续发展（核能、太阳能、地热能、潮汐能等）
1.完成《七彩作业》；
2.完成“自我评价” 。

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