九年级物理第22章全章课件.pptx
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1、第二十二章第二十二章能源与可持续发展能源与可持续发展12021/6/4第节第节 能源能源1 1 1 1人类利用能源的历程人类利用能源的历程人类利用能源的历程人类利用能源的历程2 2 2 221212121世纪的能源趋势世纪的能源趋势世纪的能源趋势世纪的能源趋势第二第二十二章十二章 能源与可持续发展能源与可持续发展22021/6/4一一、人类利用能源的历程、人类利用能源的历程1.1.火的使用火的使用-熟食、熟食、取暖取暖制陶瓷器皿制陶瓷器皿 冶炼金属、冶炼金属、制作工具制作工具 32021/6/42.2.化石能源的使用化石能源的使用-我们今天使用的煤、我们今天使用的煤、石油、天然气,是千百万年前
2、石油、天然气,是千百万年前埋在地下的动、植物经过漫长埋在地下的动、植物经过漫长的地质年代形成的,所以称为的地质年代形成的,所以称为化石能源化石能源。像化石能源这样可。像化石能源这样可以直接从自然界获得的能源,以直接从自然界获得的能源,我们称为一次能源。风能、水我们称为一次能源。风能、水能、太阳能、地热能以及核能能、太阳能、地热能以及核能等均属于等均属于一次能源一次能源。蒸汽机的利用人类进入工业化社会42021/6/43.电能的利用电能的利用电能无法从自然界直接获取,必须通过消耗电能无法从自然界直接获取,必须通过消耗一次能源才能得到,所以称电能这样的能源一次能源才能得到,所以称电能这样的能源为为
3、二次能源二次能源。但是因为电能方便运输和转化,。但是因为电能方便运输和转化,所在是现代化发展不可或缺的能源。所在是现代化发展不可或缺的能源。52021/6/4 二、二、21世纪的能源趋势世纪的能源趋势由于世界人口的急剧增加和经济的不断发展,能源的消耗持续增长。如果把全世界的能源消耗量折合成煤来计算,1950年为26亿吨,1987年为110多亿吨,2003年接近140亿吨,2007年达到160亿吨。已探测的数据表明,目前作为人类主要能源的化石能源储量并不丰富,而且化石能源开发利用后就不能再生,如果长期大规模开采,不久的将来会消耗殆尽,所以开发新能源、更好的利用已知能源,是全球范围内的重要课题。2
4、0世纪40年代,科学家发明了可以控制的核能释放装置,拉开了以核能为代表的新能源利用序幕。62021/6/4第第2 2节节 核能核能1 1 1 1核能核能核能核能2 2 2 2裂变裂变裂变裂变3.3.3.3.聚变聚变聚变聚变第二第二十二章十二章 能源与可持续发展能源与可持续发展72021/6/4我国用了短短4年时间完成了原子弹的研制工作,并于1964年10月16日成功地爆炸了第一颗原子弹.1967年6月17日又成功地爆炸了第一颗氢弹,完成了其他国家要十几年或几十年才完成的工作.82021/6/4我国第一颗原子弹我国第一颗氢弹原子弹和氢弹为什么会具有原子弹和氢弹为什么会具有这么大的威力呢?这么大的
5、威力呢?92021/6/41原子结构原子结构H2O分分子子以水分子为例:它由一个氧原子和两个氢原子以水分子为例:它由一个氧原子和两个氢原子组成。组成。一、核能一、核能102021/6/4H原子由原子核和核外电子组成。原子由原子核和核外电子组成。(1)氢原子由原子核和一个核外电子组成。)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。带负电荷。二者电荷量相同。112021/6/4O(2)氧原子由原子核和八个核外电子组成。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,由于中子不带原子核有八个
6、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。电,所以正负电荷量仍然相同。122021/6/4原子是由原子核和核外电子组成。原子核原子核电子电子132021/6/4质量较大的原子核发生分裂或者质量较小的原子核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,这就是相互结合时,就有可能释放出惊人的能量,这就是核能核能。2核能核能质子和中子依靠强大的核力紧密地结合在一起。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。要使它们分裂或结合都是极其困难的。获取核能方式有两种:即获取核能方式有两种:即裂变裂变和和聚变聚变142021/
7、6/4 1938年,科学家用中子轰击质量比较大的铀年,科学家用中子轰击质量比较大的铀235原子核,使其发生了裂变。原子核,使其发生了裂变。1 kg铀全部裂变,释放的能量超过铀全部裂变,释放的能量超过2 000 t煤煤完全燃烧时释放的能量。完全燃烧时释放的能量。用中子轰击铀核,铀核才能发生裂变,放出用中子轰击铀核,铀核才能发生裂变,放出能量。能量。外界中子停止轰击,裂变也就停止了。怎样外界中子停止轰击,裂变也就停止了。怎样才能让裂变继续下去呢?才能让裂变继续下去呢?1发生裂变的条件发生裂变的条件二、裂变二、裂变152021/6/4那么,地球上的能源是否是无尽的呢?将火柴搭成左下图所示结构,点燃第
8、一根火柴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?后,会发生什么?2链式反应链式反应用中子轰击铀用中子轰击铀235原子核,铀核在分裂时,会释原子核,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,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。并释放出大量核能,这就是裂变中的链式反应。想想议议想想议议162021/6/4172021/6/4链式反应如果链式反应如果不加以不加以控制控制,大量原子核就在一,大量原子核就在一瞬间发生裂变
9、释放出极瞬间发生裂变。释放出极大的能量。大的能量。在人类实现可控核裂在人类实现可控核裂变大约三年后,即变大约三年后,即1945年,年,利用不加控制的核裂变制利用不加控制的核裂变制造的毁灭性武器造的毁灭性武器原子原子弹爆炸了。弹爆炸了。182021/6/4不可控核裂变不可控核裂变原子弹爆炸原子弹爆炸192021/6/4原子弹爆炸被原子弹被原子弹毁坏的建毁坏的建筑物筑物设疑:设疑:核能核能巨大,难巨大,难道只能用道只能用于战争吗于战争吗?如何才能如何才能有效地控有效地控制核能的制核能的释放?释放?原子弹爆炸核弹头核弹头202021/6/4核电站的核心设核电站的核心设备是核反应堆。核反备是核反应堆
10、核反应堆是原子核发生链应堆是原子核发生链式反应的场所。式反应的场所。1942年,人类利年,人类利用核反应堆第一次实用核反应堆第一次实现了可控制的铀核裂现了可控制的铀核裂变。变。目前,全世界已经建成了几百座核电站,核电目前,全世界已经建成了几百座核电站,核电发电量接近全球发电量的发电量接近全球发电量的1/5。3核电站利用核能发电核电站利用核能发电212021/6/4浙江嘉兴杭州湾 秦山核电站222021/6/4将质量较小的原子核结合起将质量较小的原子核结合起来,也会释放出巨大的核能。来,也会释放出巨大的核能。氘氘氚氚氦核氦核中子中子氘核与氚核在超高温下结合形成氦核和一个中氘核与氚核在超高温下结
11、合形成氦核和一个中子,能释放大量核能。这一过程就是聚变。子,能释放大量核能。这一过程就是聚变。三、聚变三、聚变能量能量聚变聚变232021/6/4 科学家们发现,某些质量较小的原子核结合成质量较大的原子核时,也能释放出核能,这种现象叫做核聚变,简称聚变.聚变是获得大量核能的另一重要途径.前面讲过,原子弹是利用重核裂变现象制成的.而另一种威力更大的核武器氢弹,则是利用轻核聚变现象制成的.242021/6/4氢弹氢弹根据根据核聚变的原理核聚变的原理制成。威力制成。威力比原子弹还大。比原子弹还大。252021/6/4不可控核聚变不可控核聚变氢弹的爆炸氢弹的爆炸262021/6/4 可惜人们现在还不能
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