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2018 人教版物理九年级全册 第二十二章 能源与可持续发展 备课资料

2019 人教版物理九年级全册 第二十二章 能源与可持续发展 备课资料 能源的分类
能源种类繁多,而且经过人类不断地开发与研究,更多新型能源已经开始能够 满足人类需求.根据不同的划分方式,能源也可分为不同的类型,主要有以下七种 分法.
1.按来源分为三类: (1)来自地球外部天体的能源(主要是太阳能).除直接辐射外,并为风能、水能、 生物质能和矿物能源等的产生提供基础. (2)地球本身蕴藏的能量.如核能、地热能等. (3)地球和其他天体相互作用而产生的能量.如潮汐能. 2.按能源的基本形态分类,有一次能源和二次能源.前者即天然能源,指在自 然界现成存在的能源,如煤炭、石油、天然气、水能等.后者指由一次能源加工转 换而成的能源,如电能、煤气及各种石油制品等. 3.根据能源消耗后是否造成环境污染可分为污染型能源和清洁型能源,污染型 能源包括煤炭、石油等,清洁型能源包括水能、电能、太阳能、风能等. 4.根据能源使用的类型又可分为常规能源和新型能源.利用技术上比较成熟, 使用比较普遍的能源叫做常规能源.包括一次能源中的可再生的水力资源和不可再 生的煤炭、石油、天然气等资源.新近利用或正在着手开发的能源叫做新型能源.新 型能源是相对于常规能源而言的,包括太阳能、风能、地热能、海洋能、生物质能、 氢能以及用于核能发电的核燃料等能源. 5.按能源的形态特征或转换与应用的层次对它进行分类,可分为:固体燃料、 液体燃料、气体燃料、水能、电能、太阳能、生物质能、风能、核能、海洋能和地 热能.其中,前三个类型统称化石燃料或化石能源.已被人类认识的上述能源,在
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一定条件下可以转换为人们所需的某种形式的能量.比如薪柴和煤炭,把它们加热 到一定温度,它们能和空气中的氧气化合并放出大量的热能,我们可以用热来取暖、 做饭或制冷,也可以用热来产生蒸汽,用蒸汽推动汽轮机,使热能变成机械能;也 可以用汽轮机带动电机,使机械能变成电能;如果把电送到工厂、企业、机关、农 牧林区和住户,它又可以转换成机械能、光能或热能.
6.按能源是否可以再生分为可再生能源和不可再生能源.凡是可以不断得到补 充或能在较短周期内再产生的能源称为可再生能源,反之称为不可再生能源.风能、 水能、海洋能、潮汐能、太阳能和生物质能等是可再生能源;煤、石油和天然气等 是不可再生能源.
核能发电的优点与缺点 优点: 1.核能发电不像化石燃料发电那样排放巨量的污染物质到大气中,因此核能发 电不会造成空气污染. 2.核能发电不会产生加重地球温室效应的二氧化碳. 3.核能发电所使用的铀燃料,除了发电外,暂时没有其他的用途. 4.核燃料能量密度比起化石燃料高上几百万倍,故核能电厂所使用的燃料体积 小,运输与储存都很方便,一座百万千瓦的核能电厂一年只需 30 吨的铀燃料,一航 次的飞机就可以完成运送. 5.核能发电的成本中,燃料费用所占的比例较低,核能发电的成本较不易受到 国际经济情势影响,故发电成本较其他发电方法稳定. 缺点: 1.核能电厂会产生大量放射性废料,虽然所占体积不大,但因具有放射性,故 必须慎重处理,且需面对相当大的政治困扰.
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2.核能电厂热效率较低,因而比一般化石燃料电厂排放更多废热到环境里,故 核能电厂的热污染较严重.
3.核能电厂投资成本太大,电力公司的财务风险较高. 4.核能电厂较不适宜做尖峰、离峰之随载运转. 5.兴建核电厂较易引发政治歧见纷争. 6.核电厂的反应堆内有大量的放射性物质,如果在事故中释放到外界环境,会 对生态及民众造成伤害.
太阳能光伏 光伏板组件是一种暴露在阳光下便会产生直流电的发电装置,几乎全部由以半 导体材料(例如硅)制成的薄身固体光伏电池组成.由于没有活动的部分,故可以长 时间操作而不会导致任何损耗.简单的光伏电池可为手表及计算机提供能源,较复 杂的光伏系统可为房屋提供照明,并为电网供电.光伏板组件可以制成不同形状, 而组件又可连接,以产生更多电力,近年,天台及建筑物表面均会使用光伏板组件, 甚至被用作窗户、天窗或遮蔽装置的一部分,这些光伏设施通常被称为附设于建筑 物的光伏系统.
太阳能暖房 冬天,利用太阳能暖房,在许多寒冷地区已使用多年.因寒带地区冬季温度甚 低,室内必须有暖气设备,若欲节省大量化石能源的消耗,可应用太阳辐射热.大 多数太阳能暖房使用热水系统,亦有使用热空气系统.太阳能暖房系统是由太阳能 收集器、热储存装置、辅助能源系统,以及室内暖房风扇系统所组成,其过程是太 阳辐射的热量经收集器内的工作流体将热能储存,再供热至房间.至于辅助热源则 有装置在储热装置内、直接装设在房间内或装设于储存装置及房间之间等不同设 计.当然亦可不用储热装置而直接将热能用到暖房的直接式暖房设计,或者将太阳
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能直接用于热电或光电方式发电,再加热房间. 可持续发展
可持续发展(Sustainable development)的概念最先是在一九七二年在斯德哥尔 摩举行的联合国人类环境研讨会上正式讨论.这次研讨会云集了全球的工业化和发 展中国家的代表,共同界定人类在缔造一个健康和富有生机的环境上所享有的权利, 自此以后,各国致力界定“可持续发展”的含意,现时已拟出的定义已有几百个之 多,涵盖范围包括国际、区域、地方及特定界别的层面,是科学发展观的基本要求 之一.2019 年的中共十五大把可持续发展战略确定为我国“现代化建设中必须实 施”的战略.可持续发展主要包括社会可持续发展,生态可持续发展,经济可持续 发展.
生物质能的开发和利用 生物能源主要是指在生物体(尤为植物)内,经一系列化学反应所释放出的能 源.其实,世界上 90%的能源消耗来自植物光合作用所积累的能源,比如地球演变的 历史上所积累的矿物能源(煤、石油、天然气,因为它们是堆积在一起的有机物经地 质作用形成的),但总有一天矿物能源会消耗殆尽.能源危机威胁着人类的发展,所 以发展可再生能源,尤其是利用植物光合产物转化成便于利用的能源,引起了全球 的广泛关注,人类利用生物能源,实质是将植物通过光合作用固定的碳的能量释放 出来,它的好处在于:一、中性的碳循环,即无温室效应;二、生物再生的能源有 助于克服化石能源供应的萎缩.并且,发展生物能源不仅可以解决资源、环境的问 题,还可以带动农业产业的发展,实现环境与经济效应的双赢.
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