“人体能源”的利用与开发
第七单元 课题2 燃料的合理利用与开发课件—2022-2023学年九年级化学人教版上册
讲授新知
三、使用燃料对环境的影响
行成于思
人类一直生活在空气清新，风景如画的美好世界里。可是工 业革命以后，人类突然发现，在我们生活的世界里，天不再 是那么湛蓝，水不再绿，空气不再清新。请思考，造成这种 现象的原因是什么？
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化石燃料燃烧造成空气污染的主要原因
1.燃料中的一些杂质如硫等燃烧时，产生空气污染物如 二氧化硫等。 2.燃料燃烧不充分，产生一氧化碳等。 3.未燃烧的碳氢化合物及炭粒、尘粒等排放到空气中形 成浮尘。
了防止爆炸 B．油锅着火时盖上锅盖是为了隔绝空气 C．煤炉安装烟囱是为了防止CO中毒 D．汽车燃料用乙醇汽油可以减少空气污染物的排放
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汽车尾气 汽车使用的燃料主要是汽油或柴油。汽车尾气中的主 要污染物：一氧化碳、未燃然烧的碳氢化合物、氮的 氧化物、含铅化合物和烟尘等。 减少汽车尾气对空气污染的措施：改进发动机的燃烧 方式，以使汽油能充分燃烧；使用催化净化装置，使 有害气体转化为无害物质；使用无铅汽油，禁止含铅 物质排放；使用压缩天然气或液化石油气作燃料；在 汽油中加入适量乙醇作为汽车燃料。
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化石燃料的形成 煤的形成
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化石燃料的形成 石油和天然气的形成
讲授新知 化石燃料的利用 煤隔绝空气加强热——干馏是化学变化，煤干馏后的综合利 用，即可充分利用煤的资源，还可以极大的减少污染。
煤气的主要成分：一氧化碳、甲烷、氢气等。
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化石燃料的利用 将石油加热炼制， 利用石油中各成分 的沸点不同，发生 物理变化，将它们 分离，可得到不同 的产品，使石油得 到综合利用。
目前，人类通过化学反应获得的能量，大多来自于化石燃料 的燃烧，由于资源有限，因此要控制燃烧反应，提高燃料的 利用率。
绿色人体能源——功夫发电系统的设计与研究
绿色人体能源——功夫发电系统的设计与研究作者：罗秉琨傅圣雪崔杰颜文旦李梦竹邢明星来源：《科技创新导报》 2013年第11期（中国海洋大学信息科学与工程学院山东青岛 266100）摘要：我们开发出了一套独特的人体绿色功夫发电系统，它的核心部件是一台人体拉力发电机，人们通过不断的拉力对其做功，带动永磁电机旋转，产生的电能不仅可以供系统自身使用，而且可以供手机等设备充电使用。
这可谓是绿色能源技术与市场开发的又一次完美结合。
关键词：绿色节能发电拉力发电机中图分类号：X5 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2013）04（b）-0088-01随着人们生活水平的提高，对身体素质要求的提高，很多人开始积极投入到健身的生活中去，但在健身时产生的巨大的机械能大都白白浪费掉了，如何能够利用起这部分能量是我们所关心的。
并且随着科技的进步，4G手机将会成为以后的主流，智能手机耗电量巨大，而有的设备比如iphone又不可以更换电池，这些用户没有充足的时间去为手机充电。
手机在外使用难免会遇到电池没电的情况。
有时手机没电造成的困扰甚至损失是不可估量的。
而我们设计的这台功夫发电机能够很好的解决这些问题，人们通过不断的拉动拉绳，带动拉力发电机运转，产生的电能可以供手机等设备充电使用，所以这台机器集健身、发电于一体，具有很好的应用前景。
1 系统关键部位概述1.1 拉力发电机首先确定了项目中必须要使用无滑环、无碳刷、定转子气隙大的永磁直流发电机。
其次我们考虑到了我们要对6?V或者9?V的电瓶进行充电，所以发电机发出的点的电压应在10～30?V左右，在此考虑下我们选用了多种发电机进行实验，最终选定了一款中意的电机。
其次我们要制作拉力发电机重点要有一个拉盘与发电机相结合，在我们拉拉线时，拉盘会带着发电机的转轴进行正向转动，并且拉盘中有一个卷簧，会带着拉出的线迅速收回，而拉线收回时不会带着发电机转轴反向转动，为了实现这一结构，我们动手制作了一个连接杯焊在发电机转轴上，当拉盘正向转动时，拉盘中会伸出两个弹片，两个弹片会卡在扭力杯的空隙中，带着发电机转动，而线回收时弹片回收，不会带动扭力杯旋转，这样就可以保证发电机的转轴一直正向旋转，这样就可以实现我们所需要的拉力发电功能。
压电式人体能量收集技术的研究现状
压电式人体能量收集技术的研究现状压电式人体能量收集技术是一种利用人体运动产生的压力来转换成电能的技术，近年来得到了广泛的关注和研究。
随着人们对环保和可持续能源的重视，压电式人体能量收集技术成为了一种非常具有潜力的新能源技术。
本文将介绍压电式人体能量收集技术的研究现状，并探讨其应用前景和发展趋势。
压电式人体能量收集技术的研究现状主要集中在两个方面：一是对压电材料的研究和开发，二是对能量收集装置的设计和优化。
在压电材料的研究方面，目前主要使用的压电材料有钛酸锆、钛酸铅等无机压电材料，以及聚合物压电材料如聚偏氟乙烯（PVDF）等。
研究者们致力于改善压电材料的压电性能，提高其能量转换效率，以满足不同场景下的能量收集需求。
在能量收集装置的设计方面，研究者们主要关注如何将压电材料应用到实际的能量收集装置中，并通过结构设计和优化来提高能量收集效率。
目前常见的应用场景包括步态能量收集、呼吸能量收集和体温能量收集等。
在步态能量收集方面，研究者们设计了一些可以嵌入鞋子、衣物和其他穿戴设备中的压电装置，利用人体行走时的压力来收集能量。
而在呼吸能量收集方面，一些研究者则致力于设计出可以直接贴在人体上的柔性压电装置，通过人体的呼吸运动来收集能量。
还有一些研究者在体温能量收集方面取得了一些进展，设计出了一些可以贴在身体表面的薄膜式压电装置，利用人体的体温差来转换成电能。
除了上述的研究方向外，目前还有一些研究者开始关注压电式人体能量收集技术在医疗健康领域的应用。
他们认为，通过将压电装置植入人体，可以利用人体自身的运动和活动产生的压力来为植入式医疗设备提供电能，从而减少更换电池的频率，降低手术风险，提高医疗设备的可靠性。
尽管压电式人体能量收集技术在一些应用领域取得了一些进展，但目前仍然存在一些挑战和待解决的问题。
目前压电材料的能量转换效率还比较低，需要进一步提高。
在能量收集装置的设计和制造方面，目前还没有出现一种能够在不同场景下都能够实现高效能量收集的装置，需要根据不同的应用场景来设计专用的能量收集装置。
人体能量系统的概念
人体能量系统的概念
人体能量系统是指人体内部的一系列生物化学过程和生理机制，用于获取、储存和利用能量以维持生命活动。
这个系统涉及多个器
官和组织，包括消化系统、呼吸系统、循环系统和代谢系统等。
消
化系统通过摄取食物，将其分解成营养物质并吸收，提供能量和原
料给人体；呼吸系统通过吸入氧气，让氧气进入血液并与营养物质
发生化学反应，产生能量和二氧化碳；循环系统负责将氧气和营养
物质输送到全身各个部位，并将废物带回排出体外；代谢系统则是
在细胞内将营养物质转化为能量，并维持体温和其他生理功能的平衡。
这些系统相互作用，共同维持人体的能量平衡和正常的生理功能。
自给自足的人体生物发电阅读答案
自给自足的人体生物发电阅读答案1《给自足的人体生物能发电》，完成19－23题。
（14分）自给自足的人体生物能发电①随着煤炭、石油等资源的日趋枯竭，环境恶化日趋严重，一些科学家为了开发更多的新能源，已把研究课题转向人类自身的生物能这一领域，利用人体生物能发电现已初见成效。
②人体中存在着一些化学物质，它们之间在发生反应时会产生化学能量。
像新陈代谢过程中，葡萄糖和氧分子的反应就有能量释放出来。
若稍加利用，这种能量就可以转化为电能。
根据这一原理，科学家开始了人体生物电池的研究。
③据专家介绍，人体生物电池的电极是由两根长2厘米、直径约1/7000纳米的碳纤维制成，在每根碳纤维的外层还涂有一种聚合物，此外还有一种作为催化剂的葡萄糖氧化酶。
聚合物的作用是将碳纤维与葡萄糖氧化酶连接成一个电路，而葡萄糖氧化酶则是用来加速葡萄糖与氧分子的化学反应。
这种人体生物电池在37℃、pH为7.2的环境下工作，这很接近人体血液的温度和酸碱度。
它产生的动力可以驱动一个监控糖尿病的小型传感器。
④人体生物能发电还有其他形式。
当一个人坐着或站立时，就会持续产生重力势能。
此时，若能采用特制的重力转换器就能将这种能转换成电能。
美国有一家公司将发电装置埋在行人拥挤的公共场所，外面是一排踏板。
当行人从踏板上走过时，体重压在踏板上，使与踏板相连的摇杆向另一个方向运动，从而带动中心轴旋转，启动与之相连的发电机。
⑤除此以外，人体生物能中的热能也可被利用。
人每天都要散发大量的热能，而且是通过辐射传播出去。
一般一个50千克重的成年人一昼夜所散发的热量约为2500千卡。
利用人体的热能制成的温差电池，可以将人体的热能转换成电能。
这种温差电池做得很精致，只要放在衣服口袋里就能工作。
它可以起到电源的作用，给助听器、袖珍电视机、微型发电机等供电，可谓是自己发电自己使用。
⑥人体能源可以说取之不尽，用之不竭，而且没有污染。
如此神奇的能源是我们每个人都具有的，充分利用它，便会为我们的社会节约更多的能源，希望这种新型的能源会越来越多地造福于人类。
人体的热能来源和消耗
人体的热能来源与消耗热能又称热量、能量等,它就是生命的能源。
人的每天劳务活动、体育运动、上课学习与从事其她一切活动,以及人体维持正常体温、各种生理活动都要消耗能量。
就像蒸汽机需要烧煤、内燃机需要用汽油、电动机需要用电一样。
热能的需要量指的就是维持身体正常生理功能及日常活动所需的能量,如低于这个数量,将对身体产生不良影响。
一、人体能量的来源人体的热能来源于每天所吃的食物,但食物中不就是所有营养素都能产生热能的,只有碳水化合物、脂肪、蛋白质这三大营养素会产生热能。
每克碳水化合物在体内氧化时产生的热能为16、74千焦耳(4千卡),脂肪每克为37、66千焦耳(9千卡),蛋白质每克为16、74千焦耳(4千卡)热能的单位,常指能使1升水升高1摄氏度所需的热量,就相当于4、184千焦耳的热能(单位换算:1千卡=4、184千焦耳1千焦耳=0、239千卡)。
糖、脂肪、蛋白质三种营养物质,经消化转变成为可吸收的小分子营养物质而被吸收入血。
在细胞中,这些营养物质经过同化作用(合成代谢),构筑机体的组成成分或更新衰老的组织;同时经过异化作用(分解代谢)分解为代谢产物。
合成代谢与分解代谢就是物质代谢过程中互相联系的、不可分割的两个侧面。
在分解代谢过程中,营养物质蕴藏的化学能便释放出来。
这些化学能经过转化,便成了机体各种生命活动的能源,所以说分解就是代谢的放能反应。
而在合成代谢过程中,需要供给能量,因此就是吸能反应。
可见,在物质代谢过程中,物质的变化与能量的代谢就是紧密联系着的。
生物体内物质代谢过程中所伴随的能量释放、转移与利用等,称为能量代谢(energy metabolism)。
二、人体内能量的消耗机体所需的能量来源于食物中的糖、脂肪与蛋白质。
这些能源物质分子结构中的碳氢键蕴藏着化学能,在氧化过程中碳氢键断裂,生成CO2与H2O,同时释放出蕴藏的能。
这些能量的50%以上迅速转化为热能,用于维持体温,并向体外散发。
其余不足50%则以高能磷酸键的形式贮存于体内,供机体利用。
“人体能源”的利用与开发
跳 、三级 跳 、多 级跳 和 原 地 纵跳 等 。
责 任编 辑 / 郭天虹 guotianhong2007@
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何谓 “人体 能源 ”, 即人
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自 的物体, 可 以是路边树枝 、篮球筐或 天花板。 我 双脚跳跃, 做 30 次。休息片刻, 左右脚分别单 防 护 脚跳跃, 方法同上。
球类 活动 打篮 球时积极 争抢篮 板球,
跳起断球; 打排球时尽量跳起, 多做扣杀和拦
网动作; 在足球运动中多练跳起前额击球动
作。
跳跃 性练习 可 做行进 间的单足 跳、蛙
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燃料的合理开发与利用
液化石油 气[LPG] 汽车加气 站
使用压缩天然气 [CNG]燃料的汽 车
西 气 东 输 克 拉 ２ 气 田 投 产 供 气
车用乙醇汽油的使用
乙醇是一种清洁能源，属于可再生能源 。
化学式
燃烧反应的 化学方程式
乙醇(酒精)
C2H5OH
C2H5OH+3O2=点=燃=2CO2+3H2O
特点 来源
燃烧产物基本上不污染环境，可做 酒精灯、火锅、内燃机等的燃料 。
开发和利用其它新能源是现代社会的需求
新能源的种类有太阳能、核能、风能、地 热能、潮汐能等。
开发新能源的作用：解决化石能源枯竭， 减少环境污染。
能利 量用 发不 电同 示形 意式 图的
太阳能电池
太阳能汽车
新疆风力发电机
中国的水能
法国潮汐能电站
返回
秦山核电站
返回
冰岛地热
西藏羊八井地热电厂
1、煤的燃烧对空气的影响
思考2：这些 元素燃烧后生
思考1：煤中含哪
成哪些物质？
些元素？
CO 有毒气体
碳元素
CO2 温室效应
硫元素
SO2
氮元素
NO2
酸雨
酸雨破坏，枝枯叶败
1908年
1969年
雕像受酸雨腐蚀，六十年沧桑变化
酸雨的针危对害酸：雨影的响危作害物，生应长采、取腐怎蚀样金的属防材止料和、 破坏大保理护石措建施筑？、人体健康 1、尽量少使用含硫燃料；2、含硫燃料脱硫后再使
返回
学完本课题你应该知道
1、物质发生化学反应的同时，伴随着能量的变 化，通常表现为热量变化，即有放热现象或 吸热现象发生。
2、燃料在生活中和生产中起着重要作用。燃料 充分燃烧对于节约能源，减少环境污染非常 重要。
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“人体能源”的利用与开发
何谓“人体能源”，即人体散发的能量，主要表现为
热能和机械能，如运动时大量释放热量，行走时压着路面也能产生能量，等等。
科学家发现，人的一生所发出的人体能源，数量相当可观，但大部分都被浪费掉。
科学家正准备对这些人体能源加以开发利用呢！
走路也能发电
美国佛罗里达州的一位科学家，设计了一种装置，可以将人走路所产生的能量用来发电。
他将这一装置安放在公共场所的地面，当行人踏在上面的时候，与之相联的摇杆同时被压下，并带动中心轴旋转，从而带动发电机发电。
当上百人或一辆5吨重的汽车通过时，可产生7度的电力。
美国桑托斯公司的超级市场，在出入口处安装了转动门，并在地下室中安装了一套发条式能量收集器及转换器、发电机、蓄电器等装置。
每天数以千计的顾客进进出出，都要用手推动转动门，这样，顾客的能量便被收集起来，经过转换装置和发电设备的工作，为该公司提供照明、电梯运行所需要的电力。
温差电池用途多
2002年8月，德国科学家发明了一种温差电池，可以直接将人体热能转换为电能。
电池主要由一个可感应温差的硅芯片构成，当这种特殊的硅芯片感应到正面温度与背面温度有一定温差时，内部电子就会产生定向流动，从而产生微量的电流，给微型电子仪器提供长久的“动力”，免去充电或更换电池的麻烦。
这种温差电池很精巧，放在口袋里就可以工作。
用它做电源，可以使助听器、袖珍电视机、袖珍收音机、微型发报机等进行正常的工作。
利用体温带动的手表，只要1℃的温度变化，就可以使手表正常运转。
人体中的“核电站”
人的身体每天要散发大量的热能，据测算，一个50千克重的成年人，一昼夜维持体温所消耗的热量可以达到250万卡左右。
这些热量若蓄积起来，可以将与其体重相同重量的水，从0℃加热到50℃。
全世界60亿人每年耗费掉的热能加起来，相当于10座核电站的生产能力！
科学家还发现，人体血液循环也能产生能量，而且可以
转化为电能。
根据这种原理制成的人体生化电池，体积很小，通过手术置入人的血管或内脏附近，用来发电不会影响人体正常的生理活动。
现在有些病人因病情需要而安装心脏起搏器，用这种电池供电最为理想。