能源和可持续发展课件.ppt
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- 能源 可持续发展 课件
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1、一、能源利用与社会发展一、能源利用与社会发展凡能够提供能量的资源。凡能够提供能量的资源。能源是人类社会发展进步的物质基础。能源、信息、材能源是人类社会发展进步的物质基础。能源、信息、材料一起构成了现代文明的三大支柱。每一种新能源的开发利料一起构成了现代文明的三大支柱。每一种新能源的开发利用和能源利用方式的变革都极大地促进下生产力的发展,并用和能源利用方式的变革都极大地促进下生产力的发展,并引发社会变革,使人类文明前进一大步。引发社会变革,使人类文明前进一大步。草、木材草、木材燃烧燃烧光能、内能光能、内能水、空气水、空气流动流动机械、电能机械、电能设备设备各种形式能各种形式能电、热、光电、热、光
2、【能源定义能源定义】距今约四五十万年前。距今约四五十万年前。1火火的的利利用用一、能源利用与社会发展一、能源利用与社会发展【利用简史利用简史】1818世纪蒸汽机发明后广泛应用。世纪蒸汽机发明后广泛应用。2化化石石能能源源利利用用一、能源利用与社会发展一、能源利用与社会发展【利用简史利用简史】1919世纪发电机发明后开始普及。世纪发电机发明后开始普及。3电电能能的的利利用用一、能源利用与社会发展一、能源利用与社会发展【利用简史利用简史】2020世纪打开原子核结构后的产物。世纪打开原子核结构后的产物。4核核能能的的发发现现一、能源利用与社会发展一、能源利用与社会发展【利用简史利用简史】【一次能源一
3、次能源】从自然界从自然界可以直接可以直接获取的能源。获取的能源。例:所有化石燃料、太阳能、风能、水能、核能、例:所有化石燃料、太阳能、风能、水能、核能、地热能、潮汐能等。地热能、潮汐能等。例:电能、煤气等。例:电能、煤气等。【二次能源二次能源】从自然界从自然界不能直接不能直接获取,需要消耗获取,需要消耗 一次能源才能获得的能源。一次能源才能获得的能源。【可再生能源可再生能源】从自然界从自然界可以持续获取可以持续获取的能源。的能源。【不可再生能源不可再生能源】从自然界从自然界不能持续获取不能持续获取的能源。的能源。例:太阳能、风能、水能、地热能、潮汐能。例:太阳能、风能、水能、地热能、潮汐能。例
4、:所有化石燃料、核燃料。例:所有化石燃料、核燃料。按能源的来源分按能源的来源分按一次能源的持续性分按一次能源的持续性分一、能源利用与社会发展一、能源利用与社会发展【能源类型能源类型】【常规能源常规能源】已经大规模已经大规模生产和使用的能源。生产和使用的能源。例:水能、煤炭、石油、天然气例:水能、煤炭、石油、天然气【新新 能能 源源】没有大规模没有大规模生产和使用的能源。生产和使用的能源。例:太阳能、风能、地热能、氢能例:太阳能、风能、地热能、氢能【清清 洁洁 能能 源源】对环境对环境污染很小污染很小的能源的能源例:太阳能、水能、风能、核能、地热能例:太阳能、水能、风能、核能、地热能【非清洁能源
5、非清洁能源】对环境对环境污染很大污染很大的能源的能源例:所有化石燃料例:所有化石燃料按能源的使用规模分按能源的使用规模分按能源的使用后果分按能源的使用后果分一、能源利用与社会发展一、能源利用与社会发展【能源类型能源类型】例、例、日常生活中常用的能源有哪些日常生活中常用的能源有哪些?例、下列能源中,属于可再生能源的是(例、下列能源中,属于可再生能源的是()A.A.煤炭煤炭 B.B.石油石油 C.C.风能风能 D.D.核能核能例、人类社会的进化发展过程,就是一部开发、利例、人类社会的进化发展过程,就是一部开发、利 用能源的历史。用能源的历史。四五十万年前,四五十万年前,揭开了揭开了 人类利用能源的
6、序幕;人类利用能源的序幕;1818世纪世纪 的发明,的发明,引发了世界性的工业革命;引发了世界性的工业革命;1919世纪世纪 的大量的大量 使用,将人类社会推进到现代文明时代;使用,将人类社会推进到现代文明时代;2020世世 纪初纪初 的发现和利用,为人类的明天描绘的发现和利用,为人类的明天描绘 了灿烂的蓝图。了灿烂的蓝图。例、下列能源中,属于常规能源的是(例、下列能源中,属于常规能源的是()A.A.天然气天然气B.B.核能核能 C.C.太阳能太阳能 D.D.氢能氢能例、下图所示为例、下图所示为20052005年各种能源在世界能源产量的年各种能源在世界能源产量的 份额比例,由此可知(份额比例,
7、由此可知()A.A.天然气是当前世界的主要能源天然气是当前世界的主要能源 B.B.煤炭在世界能源产量中略高与煤炭在世界能源产量中略高与2525 C.C.核能发电站位居能源产量第核能发电站位居能源产量第3 3位位 D.D.图中能源都是不可再生能源图中能源都是不可再生能源【解决途径解决途径】开发新能源。开发新能源。提高能源的利用率。提高能源的利用率。常规能源储量有限,开常规能源储量有限,开 发不合理,浪费严重。发不合理,浪费严重。人类社会发展对能源的人类社会发展对能源的 需求日益增加。需求日益增加。【现状成因现状成因】我国能源供需紧张,制约社会发展。我国能源供需紧张,制约社会发展。优先开发利用优先
8、开发利用核能、太阳能、核能、太阳能、风能、地热能、潮汐能、氢风能、地热能、潮汐能、氢能能这六种新能源。这六种新能源。一、能源利用与社会发展一、能源利用与社会发展【能源现状能源现状】二、核能二、核能19191919年,英国年,英国卢瑟福卢瑟福用用粒子轰击氮时发现质子。粒子轰击氮时发现质子。19321932年,年,查德威克查德威克发现中子。发现中子。19341934年,意大利物理学家年,意大利物理学家费米费米用用中子中子轰击轰击原子核原子核,发现,发现原子原子 核分裂核分裂产生能量很强。因此获产生能量很强。因此获3838年诺贝尔物理奖。年诺贝尔物理奖。19051905年,著名物理学家年,著名物理学
9、家爱因斯坦爱因斯坦发表了划时代的论文发表了划时代的论文论运论运 动物体的电动力学动物体的电动力学,提出了狭义相对论和著名的,提出了狭义相对论和著名的 核动力公式核动力公式=mc=mc,为核能利用奠定了理论基础。,为核能利用奠定了理论基础。【发现历程发现历程】【重核裂变重核裂变】19391939年,费米进一步提出年,费米进一步提出链式反应的链式反应的概念。概念。核能释放方式核能释放方式二、核能二、核能【开发应用开发应用】即一个重核可裂变为两个中等质量的核,即一个重核可裂变为两个中等质量的核,从而获得原子能。从而获得原子能。当两个或两个以上的较轻原子核,在极高当两个或两个以上的较轻原子核,在极高的
10、温度和极大的压力下非常靠近时,它们聚合在一的温度和极大的压力下非常靠近时,它们聚合在一起而形成一个较重的新原子核,同时释放出更为巨起而形成一个较重的新原子核,同时释放出更为巨大的能量。因为核聚变必须在极高的温度约大的能量。因为核聚变必须在极高的温度约1 1亿亿才才会发生,所以也叫会发生,所以也叫热核反应热核反应。如何利用好核反应中产生的巨大能量呢?如何利用好核反应中产生的巨大能量呢?二、核能二、核能【开发应用开发应用】核能释放方式核能释放方式【轻核聚变轻核聚变】【思考思考】【核武器研究核武器研究】19391939年年9 9月月1 1日,第二次世界大战正式打响。日,第二次世界大战正式打响。193
11、31933年,年,爱因斯坦爱因斯坦移居美国。移居美国。19381938年,年,费米费米逃往美国。逃往美国。德国尚有德国尚有普朗克、玻恩、海森堡、魏扎克、普朗克、玻恩、海森堡、魏扎克、劳厄、哈恩、盖革劳厄、哈恩、盖革等核物理专家。等核物理专家。19391939年,年,爱因斯坦爱因斯坦等科学家努力说服美国总统等科学家努力说服美国总统罗斯福罗斯福抢抢 在德国之前抓紧研制原子弹。在德国之前抓紧研制原子弹。19401940年,美国政府正式大量拨款,启动年,美国政府正式大量拨款,启动“曼哈顿工程曼哈顿工程”。19431943年年1 1月月19451945年年7 7月,月,奥本海默奥本海默主持原子弹研制。主
12、持原子弹研制。曼哈顿工程:动员曼哈顿工程:动员5050万人,耗费万人,耗费2222亿亿美元,占用全国三美元,占用全国三分之一的电力。分之一的电力。二、核能二、核能【应用方向应用方向】19451945年年7 7月月1616日第一颗原子弹试爆成功。日第一颗原子弹试爆成功。二、核能二、核能【核武器研究核武器研究】【应用方向应用方向】19451945年年8 8月月6 6日,铀弹日,铀弹小男孩小男孩投到投到广岛广岛;“小男孩小男孩”原子弹爆炸地点在原子弹爆炸地点在广岛市中心偏西北处,爆炸威广岛市中心偏西北处,爆炸威力相当于力相当于.8.8万吨炸药万吨炸药,顷刻间产生了顷刻间产生了3030万度的高温,万度
13、的高温,正处于爆炸中心的外科医院所正处于爆炸中心的外科医院所有的人和设施转瞬就化为灰烬,有的人和设施转瞬就化为灰烬,距爆心半径距爆心半径一千米范围内一千米范围内的花的花岗岩都融化了,时速高达五六岗岩都融化了,时速高达五六十千米的强烈冲击波将距爆心十千米的强烈冲击波将距爆心半径半径三千米范围内三千米范围内的所有建筑的所有建筑物,几乎全部摧毁!物,几乎全部摧毁!二、核能二、核能【核武器研究核武器研究】【应用方向应用方向】8 8月月9 9日,钚弹日,钚弹胖子胖子投在投在长崎长崎。在爆心附近,没有留下任何人在爆心附近,没有留下任何人或物的痕迹,只是在地面上隐或物的痕迹,只是在地面上隐约残留着如同人体外
14、形的阴影,约残留着如同人体外形的阴影,广岛全城遍地焦土死尸枕籍相广岛全城遍地焦土死尸枕籍相连。市中心约连。市中心约1212平方千米方圆平方千米方圆几乎被夷为平地,全市几乎被夷为平地,全市76,32876,328幢建筑物中,幢建筑物中,44.844.8万万幢全部被幢全部被毁,毁,2211722117幢半毁,房屋损失达幢半毁,房屋损失达7070,日本官方统计当场死亡日本官方统计当场死亡和失踪人数达和失踪人数达78,15078,150人,伤人,伤51,51,408408人。加上后来因辐射、烧伤人。加上后来因辐射、烧伤而死亡的人数总计而死亡的人数总计246,726246,726人。人。二、核能二、核能
15、【核武器研究核武器研究】【应用方向应用方向】核军备竞赛核军备竞赛 盟国冷战开始盟国冷战开始19451945年年8 8月,斯大林下令抓紧研制原子弹。月,斯大林下令抓紧研制原子弹。19491949年年8 8月,苏联成功地进行了核实验。月,苏联成功地进行了核实验。19521952年年1010月月3 3日,英国研制成功原子弹。日,英国研制成功原子弹。19601960年年2 2月月1313日,法国研制成功核弹。日,法国研制成功核弹。19641964年年1010月月1616日,中国试爆成功原子弹。日,中国试爆成功原子弹。如何有效地控制核能,安全和平利用核能呢?如何有效地控制核能,安全和平利用核能呢?195
16、21952年年1111月月1 1日,美国试爆第一颗氢弹。日,美国试爆第一颗氢弹。19531953年年8 8月,苏联研制氢弹成功。月,苏联研制氢弹成功。19671967年年6 6月月1717日,中国试爆成功氢弹。日,中国试爆成功氢弹。原子弹原子弹核核裂变,裂变,氢弹氢弹核核聚变聚变二、核能二、核能【核武器研究核武器研究】【应用方向应用方向】【思考思考】19541954年,苏联建成第一座小型原子能电站。年,苏联建成第一座小型原子能电站。【核电站建设核电站建设】19421942年年费米费米在芝加哥研制核反应堆。在芝加哥研制核反应堆。19561956年,英国建成第一座小型原子能电站。年,英国建成第一座
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