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第二十章　能源、材料与社会
学习目标
学习探究
课堂练习
课堂小结
学习导入
第二节　跨学科：能源的开发与利用
学习目标
1.能结合实例，说出可再生能源和不可再生能源的特点。
2.了解太阳能、核能的优点，了解核聚变、核裂变。
3.了解地热能、潮汐能、风能。
学习导入
1.我国的能源结构
2.国际能源机构的统计，地球上的石油、天然气、煤供人类开采的年限，分别只有40年、50年和240年。
看下列材料，你有什么想说的？
学习探究
我国古代对水能的利用
自然界中部分能源情况
能源与社会
大约在200多年前，由于煤的大量开采，人类利用能源的历史进入了一个崭新的时期。
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。各种机械以及交通工具的相继发明大大提高了社会生产力。随后，石油、天然气先后成为人类生产、生活广泛使用的能源。
通过对电磁的研究，人类找到了开发和利用能源的新途径，电能的利用，为人类带来光明、灿烂的新世界。各种电器设备的发明，使人们生活水平、生活质量得到极大的改善。
灯火辉煌的夜景
1.不可再生能源
像煤、石油、天然气、铀矿这类的化石或矿物能源一旦消耗就很难再生的能源为不可再生能源。
2.可再生能源
像太阳能、风能、水能以及动、植物等这类可以长期提供或可以再生的能源属于可再生能源。
人们在清理海上漂浮的石油
烟雾笼罩的城市
能源与环境
工厂排出的废气
全球暖化导致北极熊饥不择食 大熊吃小熊
泄漏的石油会污染海洋、煤燃烧产生的二氧化碳和烟尘会造成空气污染、温室效应……怎样解决利用能源与保护环境的问题呢？
1.太阳能
太阳能是取之不尽，用之不竭的天然能源，而且是一种“清洁”的能源，不会带来环境污染问题。
太阳灶
太阳能热水器
开发新能源
人们利用太阳能一方面直接转化为内能、热能，另一方面利用太阳能发电。
航天器
太阳能发电装置
太阳能热水器
太阳能热水器的工作原理：太阳光的照射使加热管内水的温度上升，由于热水的密度比冷水小，管内的热水不断上升并储存在储水箱上部；同时，储水箱内温度较低的水下降到加热管内，通过水的不断对流，最终使得储水箱内的温度升高。
　　质量较大的原子核发生分裂或者质量较小的原子核相互结合时，就有可能释放出惊人的能量，这就是核能。
2.核能
　　质子和中子依靠强大的核力紧密地结合在一起。要使它们分裂或结合都是极其困难的。
获得核能有两种途径：
①裂变
②聚变
　　将火柴搭成左下图所示结构，点燃第一根火柴后，会发生什么？
　　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。
（1）利用核裂变释放能量：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。
链式反应如果是在一瞬间进行那将是剧烈的爆炸。原子弹的爆炸就是铀核或钚核裂变发生链式反应的结果。
核电站的核心设备是核反应堆。核反应堆是原子核发生链式反应的场所。
1942年，人类利用核反应堆第一次实现了可控制的铀核裂变。
核电站中的反应堆
核电站的原理示意图
核电站将核能
内能
机械能
电能
（2）核聚变释放能量：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。
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。
拓展：可控核聚变 托卡马克
3.地热能
地球内部蕴藏着大量的热。在有地热资源的地方可以开发的利用地热能发电。
冰岛地热
4.潮汐能
月球、太阳对地球的引力作用产生了潮汐。每天，涨潮与落潮蕴藏着巨大的能量，这种能量可以用来发电。
潮汐电站
涨潮时：潮水从导流管流入水库的同时推动水轮机转动，水轮机带动发电机发电。随着潮水的不断涌入，水库水位逐渐上涨，储存能量。
退潮时：海水奔腾而去，水位陆续下降，水库的水流从导流孔流向大海，推动水轮机再次转动，水轮机又一次带动发电机发电。
潮汐能发电成本低，污染少，是一种很有发展潜力的新能源。
5.风能
风具有很大的能量。人们很早就学会了利用风能行船、抽水、磨谷……
风能还可以用来发电。
风力发电站
课堂小结
开发新能源
太阳能
核能
其他新能源
来源
优缺点
利用
光转化为电
光转化为热
获取核能的途径
裂变
聚变
地热能
潮汐能
风能
和平利用核能
课堂练习
1、人类生活、生产、学习、研究都离不开能源的消耗，
由于人口的急剧增加和经济的不断发展，能源的消耗持
续增长。下列能源中既属于一次能源又属于可再生能源
的是(　　)
A．石油　 　　 B．太阳能　　　　
C．天然气　　　　 D．核能
B
2、关于能源与环境，下列说法正确的是(　　)
A．光的应用不会造成环境污染，城市建筑可以随意使用玻璃幕墙
B．彩电、空调、手机等家用电器在使用中，对人和环境不会产生任何不利的影响
C．石油、煤、天然气的开采和使用不会造成环境污染和生态破坏
D．太阳能是一种既无污染，又取之不尽的新能源
D
3、关于核能，下列说法中正确的是(　　)
A．核裂变和核聚变是获得核能的两种方式
B．在核聚变中发生链式反应
C．原子弹利用了核聚变的原理
D．目前在核电站的核反应堆中发生的是可控制的核聚变
A
学习目标
1.能结合实例，说出可再生能源和不可再生能源的特点。
2.了解太阳能、核能的优点，了解核聚变、核裂变。
3.了解地热能、潮汐能、风能。
看看你掌握了吗？
谢谢

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