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《中国弹原子和氢弹爆炸成功》
原子弹和氢弹的原理是什么？
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第二十二章 能源与可持续发展
第1节 能源的利用现状和面临的挑战
第2节 新能源的发展
学习目标
1.列举不同历史时期人类利用的主要能源。
2.了解能源的分类。
3.了解核能、裂变、聚变、链式反应，了解核电站的工作原理。4.了解太阳能的利用方式；知道能量的转移和转化都是有方向性的。
探究新知
探究点一 人类利用能源的历程
1.人类利用能源经历了了哪些历程？其意义是什么？
钻木取火——开启了人类以柴薪为主要能源的时代
蒸汽机的利用——人类进入工业化社会
电能的利用——人类进入现代文明社会的标志
2.什么是化石能源？常见的化石能源有哪些？
煤、石油、天然气是千百万年前埋在地下的动、植物经过漫长的地质年代形成的，所以称为化石能源。这三种能源是当今世界一次能源的三大支柱。
探究新知
3. 一次能源、二次能源
风能、水能、太阳能、地热能以及核能等均属于一次能源。
地热能
核能
探究新知
像化石能源这样可以直接从自然界获取的能源称为一次能源。
风能
水能
二次能源：由自然界提供的能源转化而来的能源是二次能源。必须消耗一次能源才能得到的能源。
汽油、柴油
风能发电
水力发电
焦炭
探究新知
如电能、汽油、柴油、液化石油气、酒精、沼气、氢气和焦炭等。
4. 可再生能源、不可再生能源
不可再生能源：煤炭、石油、天然气、核能。
不能在短期内得到补充的能源。
可再生能源：柴薪、水能、风能、太阳能。
可以在自然界源源不断地得到的能源。
核能
可再生能源是未来理想能源的一个重要发展方向。
探究新知
为什么很多地方要使用电能，而不直接使用一次能源呢？
电能方便输送和转化。电能通过用电器可以比较方便地转化为机械能、化学能光能、内能等其他形式的能量，为人类所用。
电能的利用是人类进入现代文明社会的标志
探究新知
1．能量转移和能量转化的方向性
能量是守恒的，为什么要节约能源？请从能量的转移和转化的角度讨论交流。
探究点二 能源利用面临的挑战
①实例一：把一杯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？
现象：若把水放到温度较高的环境中，水吸收热量，温度升高，内能增加。若把水放到温度较低的环境中，水放出热量，温度降低，内能减少。水的内能会传给空气，水不会变热。
分析：这是因为在热传递的过程中，热量只能自发地从高温物体转移到低温物体，而不能自发地从低温物体转移到高温物体。
探究新知
这些能量不能自动地收集起来再次驱动汽车。这些能量虽然没有消失，但也不能再被我们利用。
结论：
①能量的转移和转化都是有方向性的，人们是在能量转化或转移的过程中利用能量的；
②能源的利用是有条件的，也是有限的，我们要节约能源。
②实例二：汽车制动时，由于摩擦，动能转化成了轮胎、地面和空气的内能，这些能量能不能再收集起来驱动汽车？
探究新知
如图为我国目前的能源消耗结构图和人类能源消耗量图，通过图像你能发现什么问题？
2.能源利用面临的挑战
探究新知
煤和石油是现在人们使用的主要能源。两个多世纪以来，人类对能源的消耗急剧增长，总有一天会消耗殆尽。大量的化石能源的使用，加剧了环境污染。
酸雨侵蚀后的汉白玉石柱
汽车废气
工厂废气
城市热岛效应
探究新知
人类不应当无限制地向大自然索取能源，应在提升物质文明的同时，保持与自然、环境的和谐与平衡。
过分依靠柴薪能源，加剧了水土流失和沙漠化。
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探究点三 核能
1.核裂变
①原子的结构
电 子
质子
中子
原子
原
子
核
原子
原子核
电子
质子
中子
（带正电荷）
（不带电）
（带负电荷）
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原子核内的质子和中子由于强大的核力紧紧结合在一起，如果将它们分裂开或者重新组合，就会释放出惊人的能量，这就是核能．
②核能
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③核裂变
链式反应
用中子轰击铀235原子核，铀核在分裂时，会释放出核能，同时还会产生几个新的中子，这些中子会继续轰击其他铀核。于是就导致一系列铀核持续裂变，并释放出大量核能，这就是裂变中的链式反应。
探究新知
链式反应如果不加以控制，大量原子核就在一瞬间发生裂变，释放出极大的能量。根据这一原理，在人类实现可控核裂变大约三年后，即1945年，利用不加控制的核裂变制造的毁灭性武器——原子弹爆炸了。
《广岛原子弹爆炸》
不可控的链式反应--原子弹
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可控的链式反应－－核电站
　　核电站是利用 能发电，核电站的核心设备是 ，它是原子核发生 的场所，这种链式反应是 的。
核
核反应堆
链式反应
可控
核反应堆示意图
中国钍燃料核反应堆
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①将质量较小原子核结合成新的原子核也会放出大量的能量，聚变需要在几百万摄氏度的高温下才能发生，因此聚变又叫热核反应。太阳的内部每时每刻都在发生核聚变。
2.核聚变
氘核
氚核
氦核
中子
释放能量
聚变
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2.氢弹
大量氢核的聚变，可以在瞬间释放惊人的能量。氢弹利用的就是聚变瞬间释放的能量。
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探究点四 太阳能
1.光热转换
太阳能
内能
太阳能集热器
太阳能灶
熔盐塔式光热电站
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2.光电转换
太阳能
电能
太阳能路灯
太阳能帆板
光伏发电
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3.风能、海洋能
风 能
海 洋 能
风能和海洋能是可再生新能源。
探究新知
一、人类利用能源的历程：
1.钻木取火→蒸汽机的发明→电能的使用
2.能源的分类
按是否可以自然界中直接获取：一次能源、二次能源
按是否可以再分：可再生能源、不可再生能源
二、核能
1.原子核分裂――核裂变 原子核聚合――核聚变
2.可控链式反应：核反应堆 不可控链式反应：原子弹
3.聚变　制造氢弹
三、太阳能的利用
1.光热转化
2.光电转化
1.必做题：课本193页“练习与应用”1～3题；199页“练习与应用”1、2、5题。
2.选做题：核电站利用可控的链式反应来进行发电，请查阅资料，了解核电站的核反应堆是如何控制链式反应速度的。
课后作业

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