課程內(nèi)容
《核能》
第一節(jié) 能源
各抒己見:
1、由我們的食物分析能量的轉(zhuǎn)化與能量的來源;
2、由我們電器的工作分析能量的轉(zhuǎn)化與來源。
一、多種形式的能量:
1、回顧復習我們常見的能量形式:
機械能(動能、重力勢能、彈性勢能)、內(nèi)能、電能、化學能等。
2、能量之間的轉(zhuǎn)化與轉(zhuǎn)移
3、能量守恒定律:
能量既不能消滅,也不會創(chuàng)生,它只會從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式,或者從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體,而能的總量不變。
二、能源及其分類:
(一)什么是能源?
(1)能源就是向自然界提供能量轉(zhuǎn)化的物質(zhì)。
(2)能源是人類活動的物質(zhì)基礎(chǔ)。
(3)人類社會的發(fā)展離不開優(yōu)質(zhì)能源的出現(xiàn)和先進能源技術(shù)的使用。
(二)能源的分類
1、化石能源:千百萬年前埋在地下的動植物經(jīng)過漫長的地質(zhì)年代形成的。
煤、石油、天燃氣
2、一次能源與二次能源
(1)一次能源:可以從自然界直接獲取的能源,統(tǒng)稱為一次能源。
化石能源、風能、太陽能、地熱能、核能等
(2)二次能源:無法從自然界直接獲取,必須通過一次能源的消耗才能得到的稱之為二次能源。
3、生物質(zhì)能:
(1)由生命物質(zhì)提供的能量稱為生物質(zhì)能。
(2)是太陽能以化學能形式貯存在生物質(zhì)中的能量形式,即以生物質(zhì)為載體的能量。
4、可再生能源與不可再生能源
(1)可再生能源
A、可以在自然界里源源不斷地得到的能源;
B、可以長期提供或者可以再生的能源。
風能、水能、太陽能、生物質(zhì)能等
(2)不可再生能源
A、越用越少,不可能在短期內(nèi)從自然界得到補充的能源;
B、一旦消耗就很難再生的能源。
第二節(jié) 核能
一、原子、原子核
1、原子的組成:由中心的原子核與核外電子組成。
2、原子核的組成:由質(zhì)子和中子組成。
二、核能
1、什么是核能?
在原子核發(fā)生變化時放出的能量。
2、獲得核能的兩種途徑:
(1)重核的裂變 (2)輕核的聚變
三、核裂變
1、什么是核裂變:用中子轟擊較大原子核,使其變成兩個中等大小的原子核,同時釋放巨大能量的過程。
2、鏈式反應(yīng):用中子轟擊鈾核,鈾核發(fā)生裂變,放出能量,鈾核分裂的同時放出2-3個中子,又可以轟擊其它鈾核,使它們也發(fā)生裂變。于是裂變反應(yīng)便會鏈鎖式地自行持續(xù)下去。這種現(xiàn)象叫做鏈式反應(yīng)。
四、核電站
1、核電站的組成:核反應(yīng)堆、熱交換器、汽輪機、發(fā)電機等
2、核電站的工作原理:利用原子核裂變的鏈式反應(yīng)產(chǎn)生的能量來發(fā)電。
核電站的核心是核反應(yīng)堆,它以鈾為核燃料,反應(yīng)堆中放出的核能轉(zhuǎn)化為高溫蒸汽的內(nèi)能,通過汽輪發(fā)電機轉(zhuǎn)化為電能。
3、核電站的優(yōu)缺點:
優(yōu)點:(1)核電站只需消耗很少的核燃料,就可以產(chǎn)生大量的電能。
(2)核電站不排放煙塵和二氧化碳、二氧化硫等有害氣體,對環(huán)境的污染比火力發(fā)電站小得多。
(3)從長遠看,核能發(fā)電成本低于火力發(fā)電。
缺點:廢棄物污染、原材料少、危險。
五、核聚變
1、什么是核聚變:
(1)質(zhì)量較小的原子核結(jié)合成質(zhì)量較大的原子核時,也能釋放出核能,這種現(xiàn)象叫做核聚變,簡稱聚變。
(2)由于聚變必須在極高的溫度和壓強下才能進行,所以核聚變也叫熱核反應(yīng)。
2、核聚變的過程:
一個氘核由一個質(zhì)子和一個中子組成,一個氚核由一個質(zhì)子和二個中子組成,它們發(fā)生聚變反應(yīng)結(jié)合成由二個質(zhì)子和二個中子組成的氦核時,要放出一個中子,并釋放出核能。
3、聚變的應(yīng)用
(1)利用輕核聚變可制成氫彈(其威力比原子彈更為巨大)
(2)太陽內(nèi)部進行著大規(guī)模的聚變,釋放的核能以電磁波的形式從太陽輻射出來。(自然界中的核聚變)
(3)受控核聚變的優(yōu)點:
一是核燃料豐富且價格低廉;二是不污染環(huán)境。