第二十章 能源、材料与社会 第一节 能量的转化与守恒课件.ppt

田湾核电站 岭澳核电站 核反应堆 核反应堆是产生核反应的装置，是核电站的核心。核反应堆一般由铀棒（核燃料）、减速剂、控制棒、冷却剂、热交换器和屏蔽物等组成。 地球内部蕴藏着大量的热。在有地热资源的地方可以开发的利用地热能发电。 月球、太阳对地球的引力作用产生了潮汐。每天，涨潮与落潮蕴藏着巨大的能量，这种能量可以用来发电。 潮汐电站 风力发电站 开发新能源 太阳能 核能 其他新能源 来源 优缺点 利用 光转化为电 光转化为热 获取核能的途径 裂变 聚变 地热能 潮汐能 风能 和平利用核能 第三节 材料的开发和利用 材料与社会发展 人类社会的发展与人们对材料的认识、开发和利用密切相关，人类发展过程中先后经历了石器时代、青铜时代和钢铁材料时代。 材料的导电性 根据材料的导电性能，材料可分为导体、半导体及绝缘体三大类。 容易导电的材料是导体 不容易导电的材料是绝缘体 半导体可以制成二极管、三极管等半导体元件 和集成电路 半导体二极管有单向导电性，半导体三极管可以用来放大电信号 其中有一种性能较好的材料叫超导材料 为了制造物美价廉、性能更好的物品，人们正在不断地研究性能更好、更容易制造的材料。 1911年，昂内斯在研究汞电阻随温度的变化时，观察到在测试温度降低到4.2K时，汞的电阻突然降低到测量不到的微小值。从而发现超导现象。 一、超导材料 探索新材料 超导体 1.超导现象和超导体：当温度降低到绝对零度附近时，某些材料的电阻率突然减小到无法测量的程度，可以认为其电阻率突然变为零，这种现象叫做超导现象，能够发生超导现象的物质称为超导体。 2.转变温度TC ：材料由正常状态转变为超导状态的温度，叫做超导材料的转变温度。 3.超导体的两个基本特性：零电阻性、抗磁性 　　超导材料出现以后，人们首先想到的是利用超导体的零电阻性实现远距离大功率输电。 很细的超导丝就可以输送强大的电流 超导材料不仅电阻为零，而且还有其他令人注目的特性。 　　超导磁悬浮现象使人们想到可以利用超导体来实现交通工具的无摩擦运行，大大提高交通工具的安全性能和运行速度。 二、纳米材料 1.纳米是一个长度单位：1nm=10-9m 2.1nm小到什么程度？(10个分子紧密排布的长度，大 约是一根头发丝的1%) 3.纳米材料除了其基本单元空间尺度小外，在力、热、声、光、电、磁等方面还表现出许多特殊的性能。 4.纳米材料 纳米颗粒材料 碳纳米管 纳米超晶格 想象中的纳米“机器人” 计算机芯片中的纳米导线 纳米机械零件 药物做成纳米颗粒 将来人们可以用纳米技术一个一个地将原子组装起来制成各种纳米机器 纳米镜面 聪明出于勤奋，天才在于积累。 ——华罗庚 第二十章 能源、材料与社会 第一节 能量的转化与守恒 地球上的能量主要来自太阳 1、电闪雷鸣 2、地动山摇 4、波涛汹涌 3、蔬菜瓜果 二、化学能 1、燃料的燃烧是一种化学变化，燃烧时产生 的光和热就来源于燃料储存的化学能。 2、食物也具有化学能，人们的生活、工作所消 耗的能量就来源于食物里储存的化学能 三、核能 重力势能 动能 内能 化学能 电能 交流与讨论 你能说出图中各种物体所具有的能量吗？ 电灯发光时，电能转化为光能和热能 太阳能的利用：太阳能转化为电能 太阳能的利用：太阳能转化为电能 内燃机车：内能转化机械能 水电站：水的机械能转化为电能 水果电池：化学能转化为电能 植物通过光合作用把太阳能转化为化学能 植食动物从植物获取能量，转化为热能和化学能 肉食动物通过捕食植食动物获取能量 五、能量守恒定律 能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而能的总量保持不变。 人类 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？ 太阳能是取之不尽，用之不竭的天然能源，而且是一种“清洁”的能源，不会带来环境污染问题。 目前，人类利用太阳能主要有两种方式： 一是将太阳能直接转化为内能而加以利用； 二是利用太阳能发电。 核能的开发和利用可以采用两种方法： 一种是利用核裂变释放能量； 一种是核聚变释放能量。 核裂变是较重的原子核裂变为较轻的原子核的一种核反应。 原子弹就是根据这个原理制造的一种核武器。 核聚变是较轻的原子核结合为较重的原子核的一种核反应。 氢弹就是根据这个原理制造的一种威力比原子弹更大的核武器。 利用核能发电是人们利