能源及其利用
新型能源的开发与利用
新型能源的开发与利用随着全球能源需求的不断增长和传统能源资源的日益枯竭，新型能源的开发与利用已成为当今世界面临的重要问题。
本文将从能源开发的必要性、新型能源的分类以及其利用的挑战与前景等方面进行探讨。
一、能源开发的必要性能源是现代社会发展的基石，对于经济增长、社会进步以及环境保护都具有重要意义。
然而，传统能源资源如石油、煤炭等不仅存在严重的供需矛盾，而且对环境造成了巨大的污染和破坏。
因此，开发新型能源势在必行。
二、新型能源的分类新型能源主要包括可再生能源和清洁能源两大类。
1. 可再生能源可再生能源指的是在自然界中不断更新和再生的能源，如太阳能、风能、水能、生物质能等。
这些能源具有取之不尽、用之不竭的特点，并且对环境几乎没有污染。
例如，太阳能光伏发电系统可以将太阳能转化为电能，广泛应用于家庭和工业领域；风能发电利用风力驱动风轮转动，产生电能，成为全球范围内最具潜力的可再生能源之一。
2. 清洁能源清洁能源是指在能源生产和利用过程中减少或消除对环境的污染和危害的能源，如核能、天然气等。
相比于传统能源，清洁能源具有高效、低排放的特点。
核能作为一种高效、清洁的能源形式，可以大量减少二氧化碳等温室气体的排放，对于缓解能源危机和减少环境污染具有重要意义。
三、新型能源利用的挑战与前景尽管新型能源在可再生和清洁方面具有巨大潜力，但其利用仍面临一些挑战。
1. 技术挑战新型能源的开发和利用需要先进的技术支持。
例如，太阳能光伏发电系统需要高效的太阳能电池和储能技术；风能发电则需要稳定的风力资源和可靠的风力发电技术。
因此，加大对新型能源技术研发的投入，提高技术水平，是实现新能源利用的关键。
2. 经济挑战目前，新型能源的成本仍较高，与传统能源相比存在一定的经济压力。
因此，需要通过政府扶持政策和市场机制的引导，降低新能源的成本，提高其竞争力，推动其大规模应用。
3. 环境挑战新型能源的开发和利用需要注重环境保护。
例如，风能发电可能对鸟类和其他野生动物造成影响；核能的安全问题也需要严密监管。
能源及其利用
大型太阳能发电站
2、核 能
原子核发生改变时所产生的能量。 包括裂变能和聚变能两种类型。 目前运行的核电站都是利用裂变能来发电的。 它的唯一缺点是存在放射性污染。
聚变能是指较轻的原子核聚合成较重的原子 核而释放出能量，如氢的同位素氘和氚聚合 成氦核会释放出巨大能量。
5、生物质能
生物质能就是太阳能转化为化学能形式贮存 在生物质中的能量，即以生物质为载体的能 量。它来源于绿色植物的光合作用。
生物质能主要来自于柴薪、人畜粪便、城市 生活垃圾、绿色植物等。
通过生物质能 热分解技术， 可以制取人造 石油、生物炭 和可燃气体。
未来的理想燃料——氢
氢燃烧后的产物只是水，不产生有害气体，也不会产生 烟、雾或酸雨，是无污染的燃料。氢的热值高。将氢气 冷却到-252.7℃以下，再加以压力，可变成液态氢。液 态氢燃烧时放出的热量，几乎是同体积汽油的3 倍。它 与天然气相似，能够通过管道运输。
我们平时使用的汽油、煤油和柴油等都是从石油 中提炼出来的。
天然气是多种成分组 成的混合气体燃料， 其主要成分是甲烷。
4、化石能源的使用 煤、石油和天然气在工业生产和人们的生活中 消耗量很大
你能从图中看出从1990~2050 年期间，世界对各 类能源的需求有哪些变化吗？
随着人类社会地进 步，人们对能源地 需求在不断增加。
煤的开采
水力发电
石油的开采
植物光合作用
2、能源的种类 种类繁多：化石能源（煤、石油、天然气）、 太阳能、水能、风能、生物质能、地热能、 核能和潮汐能等。
（1）按是否可以从自然界直接获取可分为：
一次能源： 可以从自然界直接获取的能源； 如：化石能源、太阳能、风能、 地热能、核能和潮汐能等
自然界中的能源及其利用方式
自然界中的能源及其利用方式能源是维持生命和推动社会发展的重要组成部分。
在自然界中，存在着多种能源，如化石能源、可再生能源和核能等。
本文将介绍自然界中常见的能源及其利用方式。
化石能源煤炭是一种常见的化石能源，它可以通过燃烧产生热能，用于发电和供暖。
然而，煤炭的燃烧会释放大量的二氧化碳，对环境造成负面影响。
因此，我们需要在利用煤炭的同时，采取措施减少二氧化碳排放。
是一种常见的化石能源，它可以通过燃烧产生热能，用于发电和供暖。
然而，煤炭的燃烧会释放大量的二氧化碳，对环境造成负面影响。
因此，我们需要在利用煤炭的同时，采取措施减少二氧化碳排放。
石油是另一种重要的化石能源，它广泛用于交通运输和能源生产。
然而，石油资源有限，而且开采和使用会产生一系列环境问题。
因此，我们需要寻找替代石油的可持续能源。
是另一种重要的化石能源，它广泛用于交通运输和能源生产。
然而，石油资源有限，而且开采和使用会产生一系列环境问题。
因此，我们需要寻找替代石油的可持续能源。
天然气是一种清洁的化石能源，其燃烧产生的二氧化碳排放较低。
目前，天然气被广泛用于发电和供暖。
是一种清洁的化石能源，其燃烧产生的二氧化碳排放较低。
目前，天然气被广泛用于发电和供暖。
可再生能源太阳能是一种重要的可再生能源，可以通过太阳能电池板将阳光转化为电能。
太阳能广泛应用于发电、热水供应和室内照明等领域。
是一种重要的可再生能源，可以通过太阳能电池板将阳光转化为电能。
太阳能广泛应用于发电、热水供应和室内照明等领域。
风能是利用风力发电的一种可再生能源。
风力涡轮机可以将风能转化为电能，用于城市和乡村地区的电力供应。
是利用风力发电的一种可再生能源。
风力涡轮机可以将风能转化为电能，用于城市和乡村地区的电力供应。
水能是利用水流、水蒸气等形式的能量来产生电力的可再生能源。
水力发电是一种环保、可再生的能源利用方式。
是利用水流、水蒸气等形式的能量来产生电力的可再生能源。
水力发电是一种环保、可再生的能源利用方式。
能源利用状况分析报告
能源利用状况分析报告概述本报告旨在对当前能源利用状况进行分析。
通过对能源使用情况的评估和对不同能源来源的比较，我们可以了解能源利用的现状，并提出一些建议，以提高能源利用效率和促进可持续发展。
能源类型及其利用情况分析传统能源传统能源主要包括石油、天然气和煤炭。
在过去几十年中，这些能源被广泛使用，尤其是在工业和交通领域。
然而，传统能源的使用也存在一些问题。
首先，它们是有限资源，其供应量将逐渐减少。
此外，传统能源的使用会导致环境污染和气候变化。
可再生能源可再生能源是指能够持续供应且不会耗尽的能源来源，如太阳能、风能和水能。
近年来，可再生能源的利用率逐渐提高，并在一些地区得到广泛应用。
可再生能源的优点包括对环境友好、可持续发展和减少对传统能源的依赖。
能源利用现状分析根据最新的能源统计数据，传统能源仍然占据主导地位，但可再生能源的比例正在逐渐增加。
然而，可再生能源的利用率仍然相对较低，需要进一步改善。
能源利用效率分析提高能源利用效率是实现可持续发展的关键。
以下是一些提高能源利用效率的方法：能源管理建立科学的能源管理体系，通过监测和分析能源使用情况，识别能源浪费的领域，并采取相应的节能措施。
同时，制定并执行能源管理政策，鼓励企业和个人采用节能措施。
技术创新加大对能源技术创新的投入，研发和应用高效能源利用技术，如高效电器、节能建筑和能源储存技术。
通过技术创新，提高能源利用效率。
提高能源利用效率的意识加强公众对能源利用效率的意识，通过教育和宣传，提高人们对节能减排的认识，并鼓励他们采取相关措施。
可持续发展的能源利用可持续发展要求我们在满足当前需求的同时，不损害未来世代的利益。
以下是一些建议，以促进可持续发展的能源利用：多元化能源来源降低对传统能源的依赖，加大对可再生能源的开发和利用。
通过多元化能源来源，减少对非可再生能源的需求。
促进能源技术创新加大对能源技术创新的投入，推动新能源技术的发展，如太阳能和风能。
同时，鼓励研发能源储存技术，以解决可再生能源的间歇性问题。
能源的利用及其对环境的影响
能源的利用及其对环境的影响摘要：能源是人类活动的物质基础，是当今社会必不可少的元素，它的有效利用将帮助社会提升发展速度，改善人们生活质量。
动力工程能够很好的利用能源，所以为了能够保证能源更好的转化，一定要充分合理的利用能源与动力工程的设计与优化，促使其能在较多的行业与领域中发挥出积极的作用。
虽然能源与的利用起到了很好的积极效果，但同时它也带来了很多环境问题，这就号召各行各业都要加强对环境的关注度，建立相关的管理机制，保护我们赖以生存的环境。
关键词：能源；动力工程；利用；环境影响一、能源和动力工程的装置1.1热能动力装置随着科学技术的发展，热能动力装置不仅用于日常生活中，而且在生产中也得到了广泛的利用，对生产和生活都有极其重要的帮助作用。
对热能动力装置进行深入了解能够明确其操作的具体流程，这有利于促进能源利用。
当前的热能动力装置在使用时有些需要通过燃烧燃料来保证热量供给，进而通过技术手段的共同作用将热能转化为有效的机械能，通过燃烧和其他技术一起工作的热能动力装置最为常见的有两种：1）依靠燃料燃烧所产生的热气进入发动机内，进而促进了其他能量之间的相互转化，并能够进行循环使用；2）将燃料在燃烧过程中所产生的化学能转化为热能，再通过汽轮机将热能转化为机械能，以此方法促进能量之间的传递和转化，进而达到能源被转化利用的目的。
1.2动力工程装置动力工程是一项针对能源转换、传输及利用的技术，在提高能源利用率方面有极其重要的作用，同时也能降低能源消耗及对环境的污染程度，进而推动能源的可持续发展。
能源与动力工程相结合，除了能够推动煤炭、石油、天然气等传统能源的开发与使用外，还能更加高效地利用核能、风能及太阳能等新能源，推动中国动力工程的发展。
当前的动力工程大多应用于火力发电厂，火力发电厂在生产电能时，需要遵循能量守恒定律，确保能源能够及时转化为电能，在此基础之上使能源与动力工程相互作用，进而为输送电能发挥出其关键作用。
能源的利用与开发能量与生活PPT课件
4．（2012·淮南高一检测）关于“节约能源”，下面的说法中正确的是( )A．浪费能源，只是浪费个人的金钱，所以节约能源是毫无意义的B．浪费能源，只是浪费个人金钱，对整个社会和自然界来讲，反正能量是守恒的，所以就社会而言，节约能源毫无意义C．能量的耗散从能量转化的角度反映出自然界中宏观过程是有方向性的，能源的利用受这种方向性的制约，且能源的利用过程对环境有污染，所以“节约能源”对人类社会发展有很大的影响D．上述说法都是错误的
二 能源危机与环境污染
1.为什么人类社会发展会有能源危机的发生？ ①常规能源储量有限，开发不合理，浪费严重； ②人类社会发展对能源的需求日益增加； ③新能源的开发和利用需要解决一系列技术问题。
2.能源的大量使用给人类的生存环境带来了哪些问题？ ①酸雨 ②温室效应 ③臭氧层的破坏 ④土壤酸性化 ⑤生态平衡的破坏……能源危机和能源利用对环境所造成的污染与破坏已成为人类共同关注的世界性问题。
C
5.（2012·合肥高一检测）下列关于能的转化和守恒定律的认识正确的是( )A．某种形式的能减少，一定存在其他形式的能增加B．某个物体的能减少，必有其他物体的能增加C．不需要任何外界的动力而持续对外做功的机械——永动机可能制成D．石子从空中落下，最后停在地面上，说明机械能消失了
AB
⑷ ⑸ ⑺ ⑼ ⑾ ⒁；
⑶ ⑹ ⑽ ⑿ ⒀；
⑴ ⑵ ⑷ ⑺ ⑻ ⑼ ⑾ ⒁。
2（2012·重庆高一检测）能源短缺和环境恶化是指( )①煤炭和石油的开采与技术有关，在当前技术条件下，煤炭和石油的开采是有限度的，这叫能源短缺。②煤炭和石油资源是有限的，以今天的开采和消耗速度，石油储藏将在百年内用尽，煤炭资源也不可能永续，这叫能源短缺。③煤炭和石油具有大量的气味，在开采、存放和使用过程中这些气味会聚存在空气中污染空气，使环境恶化.④大量煤炭和石油产品在燃烧时排出的有害气体污染了空气，改变了空气成分，使环境恶化.A．①③ B．①④C．②③ D．②④
《能源及其利用》PPT【精选推荐课件】
我们的地球上能源多吗?
能源的概念
• 像煤、石油、天然气、水流、风、电、 太阳光等能够提供能量的物质资源，我 们把它们都叫做能源.
• 人们的生活、生产、科研都离不开能源. 那么能源包括哪些种类，我们应该怎样 来开发和有效地利用它们呢？
能源的种类
• 化石能源（煤、石油、天然气）、太阳能、 水能、风能、生物质能、地热能、核能、 潮汐能、电能、氢能……
二次能源：汽油、焦炭、煤气、蒸汽、电能等
化石能源知识大比拼
化石能源知识大比拼
• 1．煤是由地球上
因为地壳运动
被埋藏在地下，在
的条件下，经
过复杂变化演变而成的。
化石能源知识大比拼
• 2．石油是中生代和新生代时，由 遗 骸大量沉积在湖泊和浅海中转变而成的一 种液态矿产。
化石能源知识大比拼
• 3.《汉书•地理志下》中说，上郡高奴县（今延安）“有 洧水，可燃”。《水经注》道：“高奴县有洧水，肥可 燃。”唐代段成式《酉阳杂俎》亦云：“石漆，高奴县石 脂水，水腻，浮水上，如漆，采以膏车入燃灯，极明。” 这些古代文献中记载的洧水或是石脂指的是（ ）
一次能源
按转换和传递分 二次能源
可再生能源
能 按能源的性质分
源
不可再生能源
的
分
常规能源
类
按利用技术状况 新能源
按对环境污染情况概况分
清洁能源 非清洁能源
石油、煤
常 不可再生
规
天然气
能
水能
来
源 可再生
自
一
生物质能
太
次
太阳能
阳
能能 源源
辐 可再生 风能 波浪能 射
分 类
全国优质课一等奖初中科学九年级下册《可持续发展第二节能源及其利用》教学设计+学生活动单
第2节能源及其利用教学设计一、学情分析学生通过初中三年的学习已经了解大量的能源。
也知道能源在生活中的重要利用价值。
但是没有系统、总结性地学习能源的种类、人类利用的情况。
本节课重要的任务是让学生建立自身的知识体系，能够用所学知识梳理能源相关内容。
二、教材分析本节内容是在第4章可持续发展第1节人类发展与环境问题后出现的目前人类所面临的第三大问题——能源问题。
也为接下来所学的低碳生活和实现可持续发展起到承上启下的作用。
本节内容也是在学生系统学习过各种能量的基础上总结提炼出的内容，是能量转化和守恒定律及质量守恒定律的很好体现。
三、教学目标1、了解能源的分类，并能通过阅读图表，说明世界能源生产和消费的特点。
2、了解煤、石油的主要特点，能借助图说明煤和石油的分布情况。
3、了解合理利用和开发能源的重要性，能举例说明科技进步对人类能源危机的影响。
4、渗透生活中节约能源的意识。
四、教学重点：能源的分类和主要能源的分布、消费情况；合理利用和开发新能源的重要性，培养节能意识。
五、教学方法的选择由于本节内容主要是了解性质的教学要求，故我采取学生小组自学，加教师指导的方法。
课堂上主要体现学生自学、小组之间互学、组别之间竞学的模式。
让学生大胆在课堂上表述自己对能源的现状认识，对未来能源的畅想。
六、教学过程及设计意图1、教师讲述目前世界面临“人口问题”、“环境问题”和“能源问题”，今天我们主要系统学习能源的问题相关内容。
设计意图：首先复习了前面第4章第1节的人口与环境问题，将本节知识提升一个高度。
希望引起学生的重视。
同时也点明本节学习的目标。
2、教师抛出“能源：定义，让学生回答究竟什么是能源。
设计意图：这个问题一般学生不能够完整地回答，之所以这样设计其目的是让学生在脑海里将原来所学的能量区别开来，也为下一步学生罗列能源的种类埋下伏笔。
3、教师通过课件向学生继续提问，让学生小组合作形式写出所知道的能源种类。
设计意图：让学生放松心情，课本上也可以直接找出大部分答案。
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热力学第一定律
定义：包括热现象在内的能量守恒与转换定律
内容：系统由外界吸收的热量，一部分使系统 的内能增加，另一部分是系统对外作功 Q = （E2 - E1 ） + W
2、造成原因
是资源供需方面的两种“不平衡”造成的
第一种：是人类发展对自然资源的总需求和 地球能够提供的自然资源总量之间
第二种：是资源供需上的地区不平衡
❖ 土地资源和水资源
以特征和现状为主
1、土地资源 ➢具有双重属性的独特资源
既有自然因素的一面，也越来越爱到社会经济 因素的影响。
➢基本特征：
o 具有生产能力 o 数量有限 o 具有时间性（季节性） o 有固定的空间和地域
（教材P317-318，表5-6、7、8）
➢ 几种能源Biblioteka 煤、石油、天然气、核能等均是来自地球的能源
1、煤
主要问题：供应不足、使用浪费、造成污染 合理使用途径：
高温干馏（9000C）：得到焦炭、煤焦油、焦炉气 干馏： 低温干馏（6000C）：得到焦油 气化：得到无公害的煤气（脱硫、脱氮、除尘等） 液化：人造石油
例：一台提升重物用的电动机，其线圈电阻r 为 2欧姆，如果电动机输入电流为10安培，问 电动机的发热功率为多少？3分钟内产生多 少热量？
解：第一步 求线圈发热功率 P P = I 2 r = 10 2×2 = 200 瓦特
4、太阳能（来自地球以外的能源）
❖太阳能利用
将太阳能转化为内能：太阳能热水器等
将太阳能直接转化为电能：太阳能电池
将太阳能转化为生物能：光合作用
是再生资源
❖优点:
能量很大
没有污染
❖缺点： 受昼夜和天气影响
目前利用成本高
[ 第三节知识点分析 ]
➢ 氧化作用 ➢ 机械能、内能及其转化 ➢ 热力学第一定律 ➢ 电功、功率及代谢率 ➢ 电流的效应及能的转化和守恒定律
电功、功率及代谢率
功 率：P = W / t (焦耳 / 秒 瓦特)
代谢率：N = W / t
（动物）
电功: W = U I t
(焦耳、伏特、安培、秒）
电功率：P = W / t = U I = I 2 R
例：人体一般每消耗 1 升氧平均释放 2.0104 焦耳 能量,如果某人步行上班,每分钟呼出全部气体 中含氧0.6升,试计算某人步行时的代谢率.
解: 第一步
求出某人1分钟放出的能量
0.6×2.0 × 104 焦耳
第二步
求代谢率
N = W / t = 0.6×2.0 × 104 / 60 = 200 瓦特
电流的效应
1、热效应 电流通过金属导体产生热量，电能转化为内能 （电灯、电烙铁、电热水器等）
焦耳—愣次定律：Q = I 2R t （焦耳、安培、欧姆、秒）
➢ 氧化作用
剧烈氧化、缓慢氧化和生物氧化
从能量转化角度来理解：
剧烈氧化（爆炸、燃烧）：反应速度快，化学能转化成
大
量的光和热
缓慢氧化（自燃）：反应速度慢，化学能转化成热
生物氧化：属缓慢氧化（有酶参与）
➢ 理解机械能、内能、电能及其它们之间的转化
机械能
o 动能、重力势能和弹性势能（相互转化） o 机械能转化和守恒定律——在重力势能和动能相
互转化过程中，总机械能不变
动能：物体由于运动反映出它做功的本领 EK = 1/2 mv02 质量跟它的速度平方的乘积的一半
势能（重力势能）：物体因为相对于地球的位置而具有的能 EP = GH = mgh 等于物体的质量、重力加速度跟它的高度的乘积
当物体自由下落时，势能转化为动能
内能
❖ 分子动能和分子势能 ❖ 温度影响分子动能、体积影响分子势能 ❖ 内能是物体固有的属性 ❖ 改变内能的方法：
2、类型
自然要素分类： 土地资源、水资源、生物资源、矿产资源
再生性质分类： 不可更新的资源（矿产） 可更新的资源（水、森林、土壤） 永可更新的资源（太阳能、风能）
❖ 资源问题
1、两层含义：
➢ 可再生资源被强烈破坏和过度利用，再生速 度和能力逐渐降低，导致环境质量下降
➢ 不可再生资源随着人类工业活动的不断加强, 变得越来越少
第五章 资源、能源及其利用
学习方法建议：以自学为主
地球上的资源 地球上的能源 能量及其转化 原材料的开发利用
[ 第一节知识点分析 ]
❖ 自然资源的概念和类型 ❖ 资源问题 ❖ 土地资源和水资源的特征和现状
❖ 自然资源的概念和类型
1、概念： o 自然环境的组成部分 o 可利用的部分 o 其范围随着人类利用能力的增强而扩大
2、石油和天然气
石油成分：各种碳氢化合物（烷烃、环烷烃和芳香烃） 石油炼制：
分馏：原理：按沸点不同在分馏塔的不同部位出口 产物：汽油、煤油和轻柴油
裂化和裂解：目的不同 提高汽油的产量和质量
（5000C以下）得到石油化工原料 重整：改变汽油成分，提高汽油质量
3、核能
裂变：重原子核分裂成两个中等质量的原子核 聚变：两个氢原子核聚合成一个较重的原子核
生物资源
1.生物资源的特征:再生性,有限性,多效益 性 2.森林资源:我国位世界第五 3.草地资源: 4.野生动物资源
矿产资源
1.矿产资源的特点: (1)在地区分布上不均匀 (2)属不可再生资源,数量是有限的 (3)具有伴生性
2.矿产资源现状
[ 第二节知识点分析 ]
➢ 能源问题及分类 ➢ 几种能源
➢ 能源问题及分类
1、能源问题 一方面：面临着能源的日益短缺 另一方面：对能源的需要不断增长，且要解决污染问题
解决方法： 开源：用再生资源和原子核能代替矿产能源 节流：节约能源，特别重视节约矿物燃料 提高利用率 控制人口增长
2、能源分类
一次能源 二次能源
再生能源和非再生能源 常规能源和新能源 第一、第二、第三能源
➢ 我国土地资源的特点
o 土地类型多样 o 可利用土地相对数量少 o 各类土地资源分布极不均衡
2、水资源
➢ 基本特征： o 淡水资源所占比例小 o 水资源是可再生的自然资源 o 水资源与人类关系最密切
➢ 我国水资源的特点： 用水需求与水资源状况之间存在许多矛盾
o 总量丰富，但人均数量少 o 空间分布不均匀 o 时间上分配不均