初中物理人教版九年级全册第1节 能源教学课件ppt

这是一份初中物理人教版九年级全册第1节 能源教学课件ppt，共28页。PPT课件主要包含了能源的消费，中国的石油能源状况，核能对环境的影响，①慢性辐射，②放射性废物，⑶核能的安全性，⑵水电，我国的能源政策，⑦可燃冰，⑧燃料电池等内容，欢迎下载使用。
一、能源的分类及消费状况
1、分类⑴ 可再生能源和不可再生能源⑵ 一次能源和二次能源一次能源：水、太阳能、风能、燃料、地热、潮汐等二次能源：电能、氢能、沼气、汽油、焦碳等※ 当一次能源转化为二次能源时的转换率很低，如发电　时仅37%⑶ 清洁能源和污染型能源前者如水能、风能和太阳能；后者如固体燃料和核能等
⑴ 能源消费的特征① 能源消费的增长率大于人口的增长率 以70年代中期为例，我国的人口增加1.7%，煤增加3.9-4.9%;原油7.7-8.2%；天然气3.4-4.8%；② 能源的消费量极不平等（以80年代为例） 人口比例% 人均耗能 ×107KJ 能源消费%全球 100.00 41.72 100.00北美　 5.26 276.55 27.46欧洲　 16.89 81.59 15.21亚洲 　 58.17 14.20 23.32非洲 10.85 27.15 5.54
③ 世界各国的能源结构差异极大　　％　　石油　　　天然气　煤　　水电　　核能　全球　　４４　　　１８　　３０　　６　　　２　　美　　　４３　　　２９　　２１　　５　　　２　日本，　７５　　　　３　　１５　　５　　　２　中国　　１７　　　　２　　７５　　　　６　2010年 １８　　　　５.6 ６０ 　　 １０.７
⑵ 中国能源消费的特点
①　以煤为主，主要能源人均值低　　煤 总储量达几千亿吨，但人均仅世界一半，04年产量19亿吨　　石油　探明可采储量32.6亿吨，人均29吨，为世界的1/10；　　水能　3.7亿ＫＷ，世界第一，但是人均值低。②　能源缺口大，发展新能源势在必行　　※　2010年，一次能源的消费量将达到19亿吨标准煤，［其中煤18亿吨，石油2.5-2.7亿吨（产量1.6-2.1亿吨），天然气516-713亿立方米］　　※　到2050年我国生活达到发达国家90年代水平，能源需求量达到35-45亿吨标准煤，但是石油产量4000-8000万吨，缺口6-7亿吨。③　能源利用率低　　万元产值能耗是德国的10倍,美国的7倍,日本的11倍。
附:我国主要的能源状况
中国能源的后备资源严重短缺，人均可采储量（t） 世界 美国 中国 煤炭 162 5876.4 89.8 石油， 235 13.1 2.6 天然气 24796 16843 1074
中国对进口石油的依存度1995年，6.6% 2000年，25%。在进口石油中来自中东地区的约占56%左右。研究表明，油价上涨10美元并维持一年，世界经济的年增长率会减少 0.5个百分点 发展中国家 0.75 中国 超过0.5。
《石油市场报告》显示，2004年预计中国石油用量将达到每天580万桶，即每天80万吨(一吨约合7.3桶)需求，换言之，2004年中国石油用量将达3亿吨左右。 　　目前，全球石油产量为30亿吨，美国的年耗油量约为10亿吨，日本的年耗油量接近3亿吨，我国今年的耗油量将达到全球石油产量的1/10,从而成为继美国之后世界第二大石油消费国。
我国原油产量由1949年的12万吨，上升到2002年的1.67亿吨，居世界第五位。天然气产量 由1949年的0.1亿立方米，上升到2002年的316亿立方米，居世界第16位，已经成为世界石油天然气消费大国。 　　未来20年，我国石油天然气需求增长较快，预计到2020年，我国石油需求量为4亿吨，年均递增12％。天然气消费结构中，天然气发电、城市燃气增长最快，到2020年，天然气在一次能源消费中，所占比例将由目前的2.7%增长到10%以上。 　　为了保障油气资源的可持续发展和安全稳定供给，我国石油天然气发展必须开源节流，立足国内，加强油气勘探开发，保持石油产量持续稳定。同时，要加快建立海外油气生产基地。
　　※世界商品能源91%为矿物燃料，（煤28%，石油40%）；亚澳矿物燃料占93.5%，（煤48.3%；石油　47.3%；天然气　7.9%）。　　※　人类年耗煤40亿吨，石油25亿吨，并以3%增长。 ※ 到2020年，世界能耗将上升62%，其中92%为炭质能源，再生能源上升1-2%。
附：地球上还有多少矿物燃料
　　二、能源对环境的影响
１、煤对环境的影响开采和燃烧中都会产生污染，主要是温室气体和二氧化硫。2、石油对环境的影响组成：C、H、O、S、N等，C占84%-87%，H占12%-14%；微量元素为Fa、C、Ni、V、Ca、Mg、Na等。污染：开采、燃烧和加工时都会产生。
3、天然气对环境的影响
组成；CH4为主，其次是C2H6和C3H8，还有N2、H2、CO2、H2S等用途：化工原料和燃料污染：最干净的能源※ 三种燃料的污染（每1000千卡热值的污染物）比较污染物 煤 石油 天然气SO2 （S%） 2.74 1.89 0.011NOx 1.44 1.24 0.67CO2 200 180 100
⑴ 优点 ① 投资大，但是成本低； ② 安全、可靠； ③ 环境影响小；⑵ 污染：α射线：β射线：γ射线
居民安全剂量（rem） 性腺、甲状腺 骨骼、皮肤 前臂、脚、踝 0.5 3.0 7.5美国 2000年一般居民全年辐射剂量，m rem/a.人
可见，夜光表是1-4m rem ； 电视，每天1小时 5m rem 核电力 0.5m rem是微不足道的。所以核能是安全的。且无烟无尘，无漏油，少污染。
废物收集：原子能反应堆每年装料一次，同时清除放射 性废物。处理：※ 废核燃料→堆存，去除短寿命放射性元素→ 切碎 →浓硝酸溶解 →回收铀 →产生钚，制造核武器 →获得放射性同位素 ※ 其他放射性废物→水泥固化→贮存。 为什麽要贮存：美国到2000年的放射性废物的β放射性达到209×109居里可使全世界的所有淡水污染2次。
最主要焦点是泄漏问题，其特点是：① 几率低，非核事故，1次/1600人.年；核事故，按100个电站计算，1次/30亿人.年；② 破坏性大。如切尔诺贝利核电站事故。
电站位于乌克兰的第聂泊河上游，其发电量相当于全国的能量的5%。86年爆炸,产生的污染相当于70颗广岛原子弹，污染面积相当于两个英国，1700万居民受影响。周围76座城市和村庄成为死城死村。地下水的放射性强度高出正常值几万倍。污染物的尘埃竟散落到阿根廷和日本。当时某抢救队的队员现在还活着的只有两个人，有的直升机飞行员牙齿脱落，基普市的40万儿童，每年增加20名白血病患者。88年以来，事故的幸存者中，已经有12.5万人死亡。据估计，2005年-2010年将是事故的影响最大的爆发期。为了消除污染、环境监测、对受害者的补偿等，竟占了GDP的5%-8%。
尽管核能安全，但切尔诺贝利事故后，各国对核电站普遍持保守态度：※ 建设中 75年 320亿瓦 85年 160亿瓦 94年 0 日本85年前每年得2个订单，90年代仅计划建2个。 ※ 予测 76年 国际原子能组织预测到2000年，达到2.3万亿瓦　　　　　 80年　　　　　　　　　　　　　　　　 7500亿瓦　　　　　 90年　　　　　　　　　　　　　　　　 5000亿瓦　　　　 98年　　　　　　　　　　　　　　　　 3800亿瓦※ 目前　94-96年，全球仅建７个，全在东亚，韩、日、中、台各1座。※ 化钱多，日本核能占总能源12%，但是研发费占90%。
附：各国对核能发电的态度
⑴ 火电优势 ① 干净， ② 运输方便缺点 ① 热效率低，通/热效率一般在60%左右，加上燃料转化成热的效率为80%多，发电的效率也就是40%多。 ② 污染 燃料渣，粉煤灰 气体 二氧化硫，二氧化碳，灰尘 热污染（冷却水） 热辐射和热污染
对环境的影响： ※ 占用土地 ※ 影响生态 鱼回流产卵 ※ 泥沙淤积，81年美国2000座水电站因为 淤积停用，中国的官厅水库无法发电 ※ 自然、人文景观受影响特大型水电站的安全问题
附：中国的骄傲—长江的水电资源
全长3300多公里的金沙江水能蕴藏量达1.12亿千瓦，约占全国16.7%。正在组织兴建金沙江上的溪洛渡、向家坝、乌东德、白鹤滩4座梯级电站。总装机3850万千瓦，相当两个三峡工程。金沙江溪洛渡水电站总装机容量1260千瓦，安装18台70万千瓦水轮发电机组，建设工期12年，建设期间的外来物资、设备、器材总运输量560万吨。
1、节能 ① 提高技术含量 降低单产电耗；节水；② 避免浪费2、开发新能源① 核聚变能（氢弹是由氢聚合成氦）海水中的氘可供使用几十亿年。② 风能 能被利用的10亿千瓦左右，1992年仅270万千瓦。③ 生物能 每年光合作用1440-1880亿吨生物质，等于世界能耗的10倍。④ 地热 地核4000-6000度，地幔1000-4000度，蕴藏的地热是煤的1.5亿倍，石油的50亿倍，相当于4948亿吨标准煤。中国的地热相当于31.6亿吨标准煤，目前已建8 座地热电站，共20.88兆瓦。
⑤ 潮汐能 有766亿千瓦，现在技术上可开发64亿千瓦。中国4.6亿千瓦，目前仅开发1280千瓦。 ⑥ 太阳能 计有500万吨标准煤/秒，问题是如何开发。 美国太阳能飞机2001年8月13日试飞成功，已飞2.2万米高。 2001年的太阳能汽车展展出的新车型，美国车的时速已达112.5km，日本的“太空王”也达107.5km。
可燃冰由46个水分子将8个CH4分子紧紧地包在一起，有白、红、桔黄、蓝、灰等各种颜色，每立方米中含有200m3的甲烷。 可燃冰存在于冻土层和海底的大陆坡中。仅美国东、西海岸，就有可燃冰2000万亿m3，而美国的天然气储量才14万亿m3。我国的青藏高原的冻土层，东海、南海、黄海海底也储存着大量的可燃冰。 目前的最大难度在于开采，在几百米深的海水压强和冰点低温下可以存在的这些固体物质，出水后无法保存。美国国会97年拨款4800万美圆研究。
原理；非储能设备，而是发电设备，不会用尽，也不用充电； H2+O2=H2O+e 直接发电 H2（燃料）通入阳极，空气通入阴极，两极之间是电解质 和催化剂，除电动机外，无转动部件。优点：* 无燃烧过程，效率比内燃机高2-3倍 * 无噪声，长寿命，高可靠性，少维护，无污染。 * 燃料干净，可以是氢气或直接携带液体燃料（甲醇， 燃油，液化石油气，压缩天然气）丰田、奔驰 （燃料电池车）98年已在国际汽车博览会现身。
※ 石油的储量远未枯竭 （理论上的突破） 2000年USA的康奈尔大学的 托马斯·戈尔得预言，石油仍可用500年。依据：石油在地球诞生前，是被封存在地球内部的CH4，在地下100-300km稳定存在，并和其他的C、H原子结合成更大的碳-氢化合物，沿岩缝上升，形成油气。 瑞典委托他在瑞典的某环型地带打6700-6500米的井，已在一口井中回收1.3万升石油。 ※ 重新回采老油田 2002年10月英国北海油田10年前停止开采的一块油田,因为深部开采技术上的突破,已获准重新可开采,可采储量2100万桶,新油田改名为阿普鲁斯油田。
4.积极参与能源全球化
能源的来源多源化 *地质科学院在报告中明确指出，中国应最大限度地分享境外资源。国外的评论则更直接：“少采多买”。为国家安全考虑，保持合理的开发与进口比例是必要的。以石油为例是50%，50%已经很高。 *2002年“中石油”在海外获取的“份额油”大约可达850万吨。“中海油” 实现了海外“登陆”，可获取大约350万吨“份额油”。 据统计，中国对进口石油的依存度已由1995年的6.6%上升为2000年的25%，2003年为36%，2004年为42%。2001年我国的石油进口的来源为： 56.2%，中东； 14.4% 亚太地区； 22.5%，非洲； 6.9%，其他地区。