第一节 能源家族
1.化石能源:煤、石油、天然气。
2.生物质能:由生命物质提供的能量称为生物质能。所有生命物质中都含有生物质能。
3.一次能源:可以从自然界直接获取的能源为一次能源。如风能、太阳能、地热能和核能。
二次能源:无法从自然界直接获取,必须通过一次能源的消耗才能得到的能源称为二次能源。如电能。
4.不可再生能源:凡是越用越少,不能在短期内从自然界得到补充的能源,都属于不可再生能源。如化石能源、核能。
可再生能源:可以从自然界中源源不断地得到的能源,属于可再生能源。如水的动能、风能、太阳能、生物质能。
5.按使用开发的时间长短来分类,能源还可以分成常规能源和新能源。如化石能源、水能、风能等数常规能源,核能、太阳能、潮汐能、地热能属新能源。
第二节 核能
1.核能:原子核在分裂和聚合的过程中,可以释放出惊人的能量,这就是核能。
2.核裂变
裂变:用中子轰击比较大的铀核时,铀核变成两个中等大小的原子核,同时释放出巨大的能量,这个过程就是裂变。
链式反应:在裂变过程中,会同时产生几个新的.中子,这些中子又会轰击其他的原子核,这一过程不断进行下去,于是裂变能持续下去,并释放更多的核能,这就是链式反应。
应用:核反应堆、原子弹。
核电站:核电站利用核能发电,它的核心设备是核反应堆。核反应堆中发生的链式反应,是可以控制的。
原子弹爆炸时发生的链式反应是不加控制的。
3.核聚变
聚变:如果将质量很小的原子核,如氘核和氚核,在超高温度下结合成新的原子核,会释放出更大的能能,这就是聚变。聚变又称热核反应。
应用:氢弹(不加控制的核聚变)
核聚变释放的能量更多,目前人类还无法控制核聚变。
第三节 太阳能
1.在太阳的内部,氢原子核在超高温度条件下发生聚变,释放出巨大的核能。
2.大部分太阳能以热和光的形式向四周辐射除去。
3.我们今天使用的煤、石油、天然气等化石燃料,实际上是来自上亿年前地球所接收的太阳能。
4.太阳能的利用:① 利用集热器加热物质(太阳能转化为内能);
② 用太阳能电池把太阳能转化为电能(太阳能转化为电能)。
5.目前利用太阳能方面存在的困难:① 分散,不便于集中使用;② 功率变化较大,不稳定;③ 利用时转换效率太低。
第四节 能源革命
1.人类历史上不断进行着能量转化技术的进步,就是所谓的能源革命。
2.能源革命的轨迹:利用天然能源(太阳能、风能、水能)→钻木取火→蒸汽机的发明→利用电能→利用核能等新能源。
3.能量的转化和转移具有方向性。
第五节 能源与可持续发展
1.21世纪的能源趋势:由于世界人口的急剧增加和经济的不断发展,能源的消耗量持续增长,特别是近40年以来,能耗增长速度明显加快,而目前人类的主要能源仍是化石能源。
2.能源消耗对环境的影响:人类在能源革命的进程中给自己带来了便利,也给自己带来了麻烦,主要表现为大量燃烧化石能源,使得空气污染和“温室效应”加剧;一些欠发达国家过分依靠柴薪能源,加剧了水土流失和土地沙漠化。
3.未来的理想能源必须满足以下四个条件:① 必须足够丰富;② 必须足够便宜,多数人用得起;③ 相关技术必须成熟;④必须足够安全,不会严重影响环境。
4.解决能源紧张的途径:由于人类的生存和发展使得能源的消耗量持续增长,因此人类必须不断地开发和利用新能源,同时增强节能意识,不断提高能源的利用率,这是目前解决能源紧张的重要途径。
5.我们对待化石能源的态度:减少使用。