1、 第二十章能源与能量守恒定律 指产生能量供人类使用的物质资源。（如煤炭、石油、天然气等，它们燃烧产生能量，因此它们是能源。）能量：物体能够对外做功，我们就说这个物体具有能量。（如机械能，内能，电能等。）能源：活动活动1 1：请同学们阅读课本：请同学们阅读课本70717071页页“人类利用能源的历史人类利用能源的历史”的内容，并对以下问题进行交流讨论。的内容，并对以下问题进行交流讨论。1.人们根据什么原则，将人类利用能源的历史划分为四个时期？这四个时期的名称叫什么？2.为什么说能源是人类生存的命脉，社会发展的动力？柴薪时期柴薪时期煤炭时期煤炭时期石油时期石油时期第一次第一次第二次第二次第三次第三
2、次以柴薪为能源以柴薪为能源 以煤为能源以煤为能源 以石油为能源以石油为能源一万年一万年二百年二百年几十年几十年第四次第四次多元化时期多元化时期以铀等为能源以铀等为能源现在现在发电机发电机输电输电电灯电灯电扇电扇空调空调电车电车电力机车电力机车电能的优点：清洁，无污染，便于输送和转化电能的优点：清洁，无污染，便于输送和转化二次能源的二次能源的“骄子骄子”电能电能人类从钻木取火学会了利用柴薪为人类从钻木取火学会了利用柴薪为主要能源主要能源18世纪末，蒸汽机的发明引起了资本主义国家的工业革命，煤炭成为了这场工业革命的动力基础，工厂、船舶、火车等都离不开它。中国最大的风力发电场太阳能热水器日本大阪核电
3、站氢能汽车的结构图1、能源以、能源以是否能直接是否能直接使用来划分：使用来划分：一次能源：可以直接从自然界取来使用的能源。如煤炭、石一次能源：可以直接从自然界取来使用的能源。如煤炭、石油、天然气油、天然气二次能源：经过加工转换而来的能源。如电能、汽油、酒精二次能源：经过加工转换而来的能源。如电能、汽油、酒精 （二次能源的二次能源的“骄子骄子”电能电能）2、能源以、能源以是否能循环再生是否能循环再生来划分：来划分：不可再生能源：不可再生能源：可再生能源：可再生能源：一旦被消耗，是不能再增加的能源。如煤炭、一旦被消耗，是不能再增加的能源。如煤炭、石油石油、天然气，由古代生物在长期地质变迁、天然气，
4、由古代生物在长期地质变迁中形成的。中形成的。不会随开发利用而日益减少的能源。如太阳能不会随开发利用而日益减少的能源。如太阳能、水能、风能、地热能、海洋能、潮汐能，这、水能、风能、地热能、海洋能、潮汐能，这类能源可以在自然界里源源不断地得到。类能源可以在自然界里源源不断地得到。以下两幅图说明了什么？以下两幅图说明了什么？我国和世界的煤能源消耗我国和世界的煤能源消耗世界的液化天然气（世界的液化天然气（LNG）能源消耗）能源消耗 国际能源机构的统计，国际能源机构的统计，地球上的石油、地球上的石油、天然气、煤天然气、煤供人类开采的年限，分别只有供人类开采的年限，分别只有40年、年、50年和年和240年
5、年。现在世界能源消耗中。现在世界能源消耗中90%以上是不可再生能源，其中石油约占以上是不可再生能源，其中石油约占 40%，煤约占，煤约占35%，天然气约占，天然气约占20%。我国的能源结构我国的能源结构以下我国的能源结构图反映了什么问题？以下我国的能源结构图反映了什么问题？目前，我国的能源消耗中不可再生能源的比例也很大，且以煤炭为主，结构不是很合理。活动活动2：请阅读课本：请阅读课本72页页“信息浏览信息浏览”，若我国现今人口为，若我国现今人口为13亿，请计算一下，我国能源的人均拥有量分别是多少？并亿，请计算一下，我国能源的人均拥有量分别是多少？并交流交流讨论这讨论这说明了什么问题？说明了什么
6、问题？我国能源总量虽然比较丰富，但由于人口众多，人均能源拥有量在世界上处于较低水平。随着经济和人口的增长，我国能源的需求也在增加。一次能随着经济和人口的增长，我国能源的需求也在增加。一次能源消费总量从源消费总量从1980年的年的6.0275 亿吨标准煤亿吨标准煤,增加到增加到1996年年13.1557亿吨标准煤。能源消费以煤炭为主，煤炭的消费量从亿吨标准煤。能源消费以煤炭为主，煤炭的消费量从1980年的年的6.1亿吨，增加到亿吨，增加到1996年的年的13.88亿吨，增加了近亿吨，增加了近1.27倍。倍。想一想：根据我国能源的上述现状，你认为我国可能会出现想一想：根据我国能源的上述现状，你认为
7、我国可能会出现“能源危机能源危机”吗？面对能源危机，我们中学生应该怎么做？吗？面对能源危机，我们中学生应该怎么做？可能会出现能源危机，我们中学生应做到：v1、从节约能源做起。v2、现在努力学习科学文化知识，将来发展科学技术水平，提高能源的利用率，开发新能源。一、选择题1下列能源属于二次能源的是()A.石油 B.核能 C.天然气 D.电能2.以下能源中属于可再生能源的是()A.风能 B.石油 C.天然气 D.煤3.开发新能源是本世纪人类关注的热点之一，除了开发新能源，我们还应该从节约身边的能源做起，下图中符合节约能源且安全的做法是 ()4出行是人们工作、生活中不可缺少的环节，出行的工具多种多样，
8、使用的能源也不尽相同。自行车、电动自行车和燃油汽车所消耗的能源类型分别是（）生物能核能电能太阳能化学能DABA二、填空题1凡是能提供 的物质资源，都可以叫做能源。2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，一旦被消耗，是不能再生的，所以称为 能源。3我们使用的能源按能否直接从自然界获得可分为 能源和 能源；按能否在短期内从自然界得到补充，可分为 能源和 能源。4我国将于2006年月日开始实施可再生能源法这部法律不仅向人们显示了可再生能源对于未来社会生活的重大意义，同时，也为可再生能源未来的发展指出了更明确的方向（1）目前我国常用的能源有煤炭、石油、天然气、风能、水
9、能、核燃料、太阳能等，其中属于可再生能源的是_（2）与不可再生能源相比，可再生能源的主要优点是：(只要求写出1条)_能量 不可再生 一次 二次 不可再生 可再生 风能、水能、太阳能 可以从自然界源源不断地获得（可再生）；清洁（无污染）等 5如图是1995年与2001年世界能源消耗情况。由图19-1-2可知，世界能源的消耗呈趋势（填“增长”或“减少”）。图19-1-2增长 课件制作内容：课件制作内容：九年级物理（下册）九年级物理（下册）第二十第二十 章章 第第2节开发新能源节开发新能源复习巩固复习巩固v能源分类：能源分类：一次能源：一次能源：可以直接使用的能源二次能源：二次能源：经过加工转换而来
10、的能源可再生能源：可再生能源：在自然界里源源不断地得到的能源不可再生能源：不可再生能源：一旦被消耗，是不能再生的能源常规能源：常规能源：人们已经利用很多年的能源新能源：新能源：人类最近才开始利用的能源v将下列能源分类：将下列能源分类：石油汽油煤炭电能核能太阳能海洋能天然气酒精风能20.2 开发新能源开发新能源教学目标教学目标1.知道太阳能巨大、清洁、使用方便的优点，了解目前人类利用太阳能的途径和方法。2.了解核能的优点和可能带来的问题。3.经历对太阳能开发利用的交流讨论过程，感悟交流讨论是一种获得知识的重要途径和方法。4.知道开发太阳能的价值。5.知道开发核能的意义，认识开发核能的过程中技术的
11、价值，同时感悟科学是一把双刃剑的道理。对核能的开发和利用要有正确的态度。一、太阳能一、太阳能永恒的动力之源永恒的动力之源阅读与交流讨论阅读与交流讨论v人类开发太阳能的意义和价值在哪里？v太阳能是通过哪些渠道被地球上生命所吸收和利用的？v目前人类利用太阳能的技术有哪些？v太阳能的优、缺点有哪些？1、太阳能是一个巨大的能源、太阳能是一个巨大的能源v你知道吗？你知道吗？v1、太阳辐射能有多少？3.81023 kwv2、到达地面的太阳能又有多少？1.71014 kwv3、比全世界的发电总量高出多少倍？51042、地球吸收、利用太阳能的四个主要渠道地球吸收、利用太阳能的四个主要渠道地球吸收、利用太阳能的
12、四个主要渠道分别是什么？v1、被植物微生物吸收v2、使大气、水升腾循环v3、被海洋吸收v4、直接利用 3、直接利用太阳能的方式、直接利用太阳能的方式（1）太阳能）太阳能内能内能 A、太阳能热水器（2）太阳能）太阳能电能电能B、太阳能发电的光伏电站（3）太阳能）太阳能化学能化学能4、太阳能的优点和缺点分别有哪些？、太阳能的优点和缺点分别有哪些？（1）、太阳能的优点：）、太阳能的优点：十分巨大，供应时间长久，分布广阔，获取方便，安全、清洁、无污染。（2）、太阳能的缺点：）、太阳能的缺点：太分散，不稳定，转换效率低。5、太阳能电池、太阳能电池定义：定义：太阳能电池是通过光电效应或者光化学效应直接把光
13、能转化成电能的装置。应用：应用：人造卫星、太空望远镜、太空站等电力的来源。课本课本P79 v1、列举生活中直接利用太阳能的例子。v2、在直接利用太阳能的技术中，你最感兴趣的是哪一种？理由是什么？二、核能二、核能造福人类的造福人类的“神火神火”（一）核能概念：（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。（二）释放核能的方式有两种：（二）释放核能的方式有两种：1.核裂变2.核聚变1、核裂变、核裂变链式反应链式反应链式反应示意图核裂变核裂变较重的原子核裂变为较轻的原子核的较重的原子核裂变为较轻的原子核的一种核反应。一种核反应。原子弹爆炸的情况原子弹爆炸的情况不加控制的核裂变反应
14、不加控制的核裂变反应原子弹爆炸原子弹爆炸和平利用核能和平利用核能核电站核电站 你知道吗？1Kg的铀235中，如果全部发生核裂变，释放出来的能量相当于2500t标准煤完全燃烧放出的能量。核电站工作流程示意图核电站工作流程示意图核电站工作原理核电站工作原理 利用原子核裂变的链式反应产生的能量发电的；它的核心是反应堆；反应堆是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。我国核电站的建设和发展我国核电站的建设和发展秦山核电站我国核电站的建设和发展我国核电站的建设和发展大亚湾核电站我国核电站的建设和发展我国核电站的建设和发展阳江核电站核电站的优点核电站的优点（1）消耗的燃料少；（2）成本
15、低（成本比火电站低20以上）2、核聚变、核聚变热核反应热核反应核聚变示意图核聚变核聚变热核反应热核反应v核聚变在超高温的条件下，可将两种质量较轻的原子核（如氘和氚），聚合成一个较重的原子核的一种核反应。核聚变又称为热能反应。v太阳能是来自于太阳内部的核聚变。应用应用核爆炸核爆炸1967年，我国爆炸的第一颗氢弹信息浏览信息浏览v你还知道有哪些新能源？1、水能 2、风能 3、海洋能 4、地热能 5、氢能水能发电水能发电三峡发电站风能发电风能发电潮汐发电潮汐发电原理：利用涨潮退潮的水位差来发电。西藏羊八井地热电站西藏羊八井地热电站 三、节能和能源开发三、节能和能源开发v1、节约能源的意义和开发新能源
16、的重要性。v2、解决能源问题的两条途径：（1）开发新能源 （2）提高能源的利用率四、本节小结四、本节小结1、利用太阳能的四个主要渠道、利用太阳能的四个主要渠道 被植物微生物吸收；使大气、水升腾循环；被海洋吸收；直接利用2、直接利用太阳能的三个主要方式、直接利用太阳能的三个主要方式太阳能热能；太阳能电能；太阳能化学能3、太阳能的优、缺点、太阳能的优、缺点优点：优点：十分巨大，供应时间长久，分布广阔，获取方便，安全、清洁、无污染。缺点：缺点：太分散，不稳定，转换效率低。本节小结本节小结4、核能释放的两种方式、核能释放的两种方式核裂变、核聚变5、核电站的工作原理及优点、核电站的工作原理及优点工作原理
17、：工作原理：利用原子核裂变的链式反应产生的能量发电的；它的核心是反应堆；反应堆是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。优点：优点：消耗的燃料少；成本低（成本比火电站低20以上）6、知道有哪些新能源、知道有哪些新能源太阳能、核能、水能、风能、海洋能、地热能、氢能五、巩固练习五、巩固练习1、卫星长时间在太空航行，它的无线电发射装置不用人工补充能源却能正常工作，它是利用_电池将_能转化为_能的。2、目前世界各国都在加强开发的新能源是_，它蕴藏在_内部。获得原子能有两种途径：一是_，而是_。我国著名的大亚湾核电站里发生的是_。太阳能就是来自太阳能内的_。3、下列能源中，属于新能源
18、的是_。A.太阳能 B.水能 C.煤 D.电能 E.海洋能 F.风能 G.石油 H.天然气 I.温泉4、我国是世界上第一产煤大国，煤的储藏量很大，直到现在煤在我国仍作为第一能源，每种能量从根本上说来源于（）A.地热与地压的作用 B.太阳能的光合作用C.细菌的分解和侵蚀作用 D.地球与其他天体的相互作用5、原子弹和核电站的根本区别是（）A.原子弹利用核裂变，核电站利用核聚变B.原子弹利用核聚变，核电站利用核裂变C.原子弹对裂变的链式反应不加控制，核电站控制裂变的链式反应速度D.原子弹对裂变的链式反应不加控制，核电站控制聚变的链式反应速度6、1kg铀全部裂变释放的能量约为8.51013J，相对于完
19、全燃烧多少kg无烟煤放出的能量？（无烟煤的热值是3.4107 J/kg）7、若一太阳能热水器装水量为100kg，集热管接收太阳能的有效接收面积约为2m2，每小时1m2接收面上有效接收太阳能约为2.1106J，则该热水器每小时水温升高多少？【水的比热容为4.2103J/（kg）】20.4 能源、环境能源、环境和可持续发展和可持续发展一、能源与环境 人类社会的发展进步离不开能源的使用，每一次能源革命都给人类社会带来了重大的变革。煤、石油、天然气等化石能源的利用，使人类获得大量的内能，给人类文明带来进步，但同时给人类带来环境污染，造成危害。如这些燃料在燃烧过程中产生了大量的有害气体，造成了大气污染，
20、不但直接有害人体健康，而且会影响动植物的正常生长。大气污染物主要是含硫化合物、含氮化合物、碳的氧化物等，其中有些污染物可以分为一次污染物和二次污染物。大气中气体污染物分类污染物污染物一次污染物一次污染物二次污染物二次污染物含硫化合物SO2、H2SSO3、H2SO4 等碳的氧化物CO2、CO无含氮化合物NO、NH3NO2、HNO3 等碳氧化合物C1C5 化合物醛、酮、过氧化酰硝酸脂 以上四类污染物主要来自煤、石油等化石燃料及其炼制品的燃烧过程。1、温室效应（1）概念：温室效应，又称“花房效应”，是大气保温效应的俗称。大气能使太阳短波辐射到达地面，但地表向外放出的长波热辐射线却被大气吸收，这样就使
21、地表与低层大气温度增高，因其作用类似于栽培农作物的温室，故名温室效应。过量的二氧化碳、氟氯烃等气体排放到大气中后，会聚集成一个温室气体层，将地面向空间散发的热量放射回地面。（2）影响：如果大气不存在这种效应，那么地 表温度将会下降约 3或更多。反之，若温室效应不断加强，全球温度也必将逐年持续升高。自工业革命以来，人类向大气中排入的二氧化碳等吸热性强的温室气体逐年增加，大气的温室效应也随之增强，已引起全球气候变暖等一系列严重问题，引起了全世界各国的关注。（3）温室效应的危害 为减少大气中过多的二氧化碳，一方面需要人们尽量节约用电（因为发电烧煤），少开汽车节约用电（因为发电烧煤），少开汽车；地球上
22、可以吸收大量二氧化碳的是海洋中的浮游生物和陆地上的森林，尤其是热带雨林，所以，另一方面我们要保护好森林和海洋保护好森林和海洋，比如不乱砍滥伐森林，不让海洋受到污染以保护浮游生物的生存。我们还可以通过植树造林，减少使用一次性筷植树造林，减少使用一次性筷子，节约纸张子，节约纸张（造纸用木材），不践踏草坪等行不践踏草坪等行动来保护绿色植物动来保护绿色植物，使它们多吸收二氧化碳来帮助减缓温室效应。（3）、改善温室效应2、酸雨（1）、概念：被大气中存在的酸性气体污染，pH值小于5.6的降水叫酸雨。酸雨主要是人为地向大气中排放大量酸性物质造成的。什么是酸？纯水是中性的，没有味道；柠檬水，橙汁有酸味，醋的酸
23、味较大，它们都是弱酸；小苏打水有略涩的碱性，而苛性钠水就涩涩的，碱味较大，苛性钠是碱，小苏打虽显碱性但属于盐类。v科学家发现酸味大小与水溶液中氢离子浓度有关；而碱味与水溶液中羟基离子浓度有关；然后建立了一个指标：氢离子浓度对数的负值，叫pH值。v于是，纯水（蒸馏水）的pH值为7；酸性越大，pH值越低；碱性越大，pH值越高。（PH值一般为0-14之间)未被污染的雨雪是中性的，pH值近于7；当它为大气中二氧化碳饱和时，略呈酸性（水和二氧化碳结合为碳酸），pH值为5.6。pH值小于5.6的雨叫酸雨；pH值小于5.6的雪叫酸雪；在高空或高山(如峨眉山)上弥漫的雾，pH值小于5.6时叫酸雾。（2）、我国
24、的酸雨主要是因大量燃烧含硫量高的煤而形成的，此外，各种机动车排放的尾气也是形成酸雨的重要原因。近年来，我国一些地区已经成为酸雨多发区，酸雨污染的范围和程度已经引起人们的密切关注。酸雨的危害3、铅尘污染 空气中铅的含量增加，将导致儿童智商下降和成年人患高血压、心脏病、中风等恶性疾病。二、让天更蓝、水更清、地更绿（1）绿色能源“绿色能源”有两层含义：一是利用现代技术开发干净、无污染新能源，如太阳能、风能、潮汐能等；二是化害为利，同改善环境相结合，充分利用城市垃圾淤泥等废物中所蕴藏的能源。与此同时，大量普及自动化控制技术和设备提高能源利用率。太阳能汽车1、你认为怎样正确处理“能源与环境”这对矛盾？我
25、国提出可持续发展的思路是否可以处理这一矛盾？2、你认为 才可以做到可持续发展？仅靠我们一个国家这样做，可行吗？为什么？3、你打算怎样从自身做起来保护我们的环境？20.420.4 电动机电动机1.1.知道磁场对通电导线的作用。知道磁场对通电导线的作用。2.2.知道通电导体和通电线圈在磁场中受力而运动，是知道通电导体和通电线圈在磁场中受力而运动，是消耗了电能，得到了机械能。消耗了电能，得到了机械能。3.3.了解电动机的基本构造。了解电动机的基本构造。电动机通电后为什么能够转动呢？电动机通电后为什么能够转动呢？通电的导线能使磁体偏转（运动），说明磁体受到磁力的作用逆向思维磁体能否使通电的导线运动呢？
26、实验装置实验装置磁场对通电导线作用力的方向跟电流方向和磁场方向有关磁场对通电导线作用力的方向跟电流方向和磁场方向有关系。系。SNNSNSIIIFFF磁场对通电导线的作用磁场对通电导线的作用结论：磁场对电流的作用v1、通电导线在磁场中受到_的作用v2、通电导线在磁场中受到力的方向和_v有关v3通电导线在磁场中受到力的方向和_v有关v4只改变_或_通电导线受到力的方向_,如果_改变电流方向和磁场方向则受到力的方向_。力力电流方向电流方向磁场方向磁场方向电流方向电流方向磁场方向磁场方向 改变改变同时同时不改变不改变左手定则左手定则:伸开左手,使大拇指跟其余四个手指垂直,并且都根手掌在一个平面内,让磁
27、感线垂直进入手心,并使四指指向电流方向,这时手掌所在的平面跟磁感线垂直,拇指所指方向就是通电导线在磁场中的受力方向。NIFFS通电线圈在磁场中会发生转动通电线圈在磁场中会发生转动磁场对通电线圈的作用磁场对通电线圈的作用NFFS但是当线圈的平面与磁场垂直时，就会停止转动但是当线圈的平面与磁场垂直时，就会停止转动NSFF如果在线圈靠惯性越过平衡位置的瞬间，立刻改变其中的如果在线圈靠惯性越过平衡位置的瞬间，立刻改变其中的电流方向电流方向，线圈就会继续转动下去。，线圈就会继续转动下去。通电线圈将在磁场中通电线圈将在磁场中转动转动!利用该原理可制成利用该原理可制成电动机电动机电动机的原理电动机的原理:通
28、电导线在磁场中受到力的作用通电导线在磁场中受到力的作用v电动机的基本构造电动机的基本构造:主要主要1.转转 子子2.定定 子子那么电动机的线圈是如何实现连续转动的呢那么电动机的线圈是如何实现连续转动的呢?彼此绝缘的彼此绝缘的两个半圆环两个半圆环一对与电源一对与电源连接的电刷连接的电刷能够完成这一任务的装置叫做换向器能够完成这一任务的装置叫做换向器生活中的电动机生活中的电动机v分类分类:直流电动机直流电动机(电动玩具、录音机等电动玩具、录音机等 小型电器小型电器)交流电动机交流电动机(电风扇、洗衣机等电风扇、洗衣机等 家用电器家用电器)电动机的优点：电动机的优点：结构简单、控制方便、结构简单、控
29、制方便、体积小、效率高体积小、效率高电动机电动机:把电能把电能动能动能1 1磁场对电流作用力的方向与方向和磁场对电流作用力的方向与方向和方向有关。方向有关。2 2电动机的工作原理是，电电动机的工作原理是，电动机在工作过程中能转化为能。动机在工作过程中能转化为能。3 3最简单的直流电动机的换向器是最简单的直流电动机的换向器是，它的作用是改变通过，它的作用是改变通过的电流方向，以便电动机能够连续转动。的电流方向，以便电动机能够连续转动。电流电流磁场磁场磁场对电流的作用磁场对电流的作用电电机械机械两个彼此绝缘的金属半环两个彼此绝缘的金属半环线圈线圈4 4一台直流电动机，它的额定电压一台直流电动机，它
30、的额定电压220220伏，电功率伏，电功率2727千瓦，正常工作时电流是多大？工作半小时消耗千瓦，正常工作时电流是多大？工作半小时消耗电能多少千瓦时？电能多少千瓦时？P P27000W27000W解解123A123AW WPtPt 27KW27KW0.5h0.5h13.5KWh13.5KWhI=I=U U=220V220V1.1.电动机的转动原理：电动机的转动原理：通电导体在磁场中受到力的作用；受力的方向，跟电通电导体在磁场中受到力的作用；受力的方向，跟电流方向和磁场方向有关。流方向和磁场方向有关。2.2.换向器：换向器：改变通过线圈中的电流方向，以便电动机能够连续转改变通过线圈中的电流方向，以便电动机能够连续转动。动。
