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中物理第二十章第二节能源的开发和利用能源的大量开发和使用，会造成环境污染与生态破坏。如何在开发和使用能源的同时保护好我们赖以生存的地球，这已经成为一个全球性的重大课题。人类将如何才能解决好使用能源与保护环境这一问题呢？下面我们学习关于能源的开发和利用的知识。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、核能的优点，了解核聚变、核裂变；3.了解地热能、潮汐能、风能。能源与社会能源的种类是多种多样的。煤、石油、天然气等都是埋藏在地底下能够提供能量的物质，通常被称为化石或矿物能源。能源与社会能源一次能源二次能源——自然界直接提供的能源（煤、石油、天然气、风、流水等）——由自然界提供的能源制取生产的能源（汽油、柴油、电能、氢能源等）能源与社会（2）按能否再生进行分类能源可再生能源不可再生能源（水能、风能、太阳能、生物能等）（煤、石油、天然气、核能等）能源与社会能源与社会能源常规能源非常规能源——已广泛利用的能源（草木燃料、煤、石油、天然气、水力）——有待开发才能广泛利用的（太阳能、氢能、地热能、潮汐能）能源与环境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？能源与环境开发新能源看下列三则材料，你有什么想说的？1.我国和世界的能源消耗开发新能源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。2.我国的能源结构开发新能源开发新能源太阳能氢能沼气潮汐可燃冰地热开发新能源一、太阳能1.你能说说太阳能的特点吗？2.目前利用太阳能的主要方法有哪些？太阳灶航天器太阳能热水器太阳能发电装置开发新能源太阳能的优点和缺点(1)太阳能的优点：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。(2)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。开发新能源二、核能—造福人类的“神火”（一）核能概念：原子核内部蕴藏的巨大能量，叫做原子核能，简称核能。原子核是可以改变的，而且在有些改变过程中会释放出巨大的能量。（二）释放核能的方式：1.重原子核的裂变（重核裂变）2.轻原子核的聚变（轻核聚变）开发新能源核裂变——链式反应核裂变——较重的原子核裂变为较轻的原子核的一种核反应，裂变时会释放出巨大的能量。链式反应示意图开发新能源不加控制的核裂变反应——原子弹爆炸我国第一颗原子弹爆炸时形成的蘑菇云开发新能源核能的和平利用――核电站如果控制链式反应的速度，使核能缓慢的平稳的释放出来，就能和平利用核能了。能缓慢、平稳地释放核能的装置叫核反应堆。开发新能源核电站工作流程示意图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→电能开发新能源1.能量转化核能→内能→机械能→电能2.我国第一座自行设计建造的核电站：秦山核电站3.存在的问题：放射性污染开发新能源其他新能源地热能冰岛地热西藏羊八井地热电站，是我国最大的地热电站开发新能源潮汐能潮汐的形成浙江温岭江厦潮汐发电站，是世界第三大潮汐发电站。开发新能源可燃冰可燃冰是一种天然气水合物的俗称，这种物质在低温和40多个大气压下才是稳定的。可燃冰到达水面可以立即融化，同时成分中的甲烷开始燃烧。每立方米可燃冰可释放164立方米甲烷。可燃冰分布广，资源丰富，据计算这种未来的能源可供人类使用上千年。可燃冰杂质少，无污染。可燃冰虽好，但开采不易。开发新能源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。郑和下西洋开发新能源我国陆地和海上风电的潜在开发量分别为23.8亿千瓦和2亿千瓦。目前，我国已成世界第一风电大国，全国风电并网装机容量已达1亿千瓦，提前1年实现了到2015年我国风电装机规模达1亿千瓦的目标。计划到2020年，我国风电装机规模将达2亿千瓦。典例分析【例1】(四川南充)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典例分析【解析】一次能源是指可以从自然界直接获取的能源，二次能源是由一次能源的消耗才能够得到的能源。石油、太阳能、天然气、核能是从自然界直接获取的，因此石油、太阳能、天然气、核能是一次能源；可以从自然界源源不断得到补充的能源叫可再生能源，短期内不能从自然界得到补充的能源叫不可再生能源。太阳能可以从自然界源源不断地得到，是可再生能源；石油、天然气、核能短期内不能从自然界得到补充，是不可再生能源。因此符合题意的是太阳能。典例分析【例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典例分析【解析】•玻璃幕墙能够成像，且能进行光的反射，影响居民的生活，造成了光污染，A错误；•彩电、空调、手机等家用电器在使用中会发射电磁波，对人和环境产生不利的影响，B错误；•石油、煤、天然气的大量开采和使用，不仅造成生态破坏，而且它们燃烧产生的废气也对环境产生污染，C错误；•太阳能取之不尽，用之不竭，对环境无污染，是我们应积极开发的一种新能源，D正确。典例分析【例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．在核电站的核反应堆中发生的是可控制的核聚变D典例分析错解原因是将核裂变和核聚变相混淆。核能是原子核内部发生变化时释放出来的能量，有核裂变和核聚变两种方式，要注意核裂变与核聚变的区别，核裂变的链式反应是可控制的，而核聚变是不可控的。目前核电站的核反应堆中发生的是可控制的核裂变，即对裂变的链式反应加以控制，使其缓慢平稳地释放出核能；对裂变的链式反应若不加控制，在极短的时间内能释放出巨大的核能，这就是原子弹的原理。因此B、C、D错误，A正确。【错解分析】【错解】B、C、D1.能够短时间从自然界得到补充的是可再生能源，短时间得不到补充的是不可再生能源。2.风能、核能、水能都是一次能源；生活中使用的电能需要通过消耗其他形式的能转化而来，属于二次能源。3.链式反应分为两种：可控链式反应和不可控链式反应，前者主要应用在核反应堆中，后者应用在原子弹中。核聚变主要应用在氢弹中，太阳能是内部原子核聚变产生的能量。