目前，世界能源消耗中90%以上是不可再生能源，不可再生能源到本世紀末，除煤炭外都將開采殆盡，“能源危機” 之說絕不是危言聳聽！ 面臨日益逼近的能源危機，我們該如何應對？
1.合理利用現(xiàn)有的傳統(tǒng)能源。 2.大力開發(fā)包括太陽能和核能在內的新能源。
太陽能一一永恒的動力之源
太陽是個巨大的能源，它不斷向四周輻射以光和熱為主要形式的能量，其中到達地球表面的太陽輻射功率達 1.7 ×1014 kw (圖20－6)，是我國發(fā)電裝機容量(截至2011年底)的 1.7×105倍。
直接利用太陽能不會污染環(huán)境，因此它是最具開發(fā)價值的能源。
太陽能到達地面后，主要通過如圖所示的四種途徑被吸收或利用。
① 儲量巨大； ② 供應時間長久；③ 分布廣泛，獲取方便；④ 安全、清潔、無污染。
① 受季節(jié)、天氣和地理環(huán)境影響較大； ② 太分散；③ 能量轉換效率低。
（1）被植物、微生物吸收
第一種途徑是通過植物的光合作用把太陽能轉化和儲存起來，再以草木沼氣、煤、石油、天然氣等燃料的形式釋放出來；
（2）使大氣、水升騰循環(huán)
第二種途徑是通過大氣和水分的升騰循環(huán)，再通過風、流水、波浪、海流等釋放出來；
第三種途徑是被海洋吸收，成為海洋的內能；
第四種途徑是被人們直接利用，如太陽能熱水器、太陽灶等。
（a）太陽能熱水器將太陽能直接轉化成內能。
（b）太陽能發(fā)電站利用太陽能電池直接將太陽能轉化成電能。
（c）用太陽能制氫，驅動小汽車，將太陽能直接轉化為化學能。
你還知道哪些直接利用太陽能的事例?跟同學交流后，寫在下面的方框中。
目前，人類根據(jù)光電轉換原理，已經成功地研制了多種太陽能電池。太陽光照到半導體材料硅制成的太陽能電池上，便可轉換成電能。這種太陽能電池已廣泛應用在人造衛(wèi)星、宇宙飛船和空間站中。
現(xiàn)在，人們正在研究將太空收集到的太陽能，通過微波技術傳回地球供人類使用。總之，隨著科學技術的發(fā)展，人類利用太陽能的途徑愈來愈寬，形式也愈來愈多······利用太陽能的前景十分美好。
核能一一造福人類的“神火”
原子核內部蘊藏的巨大能量，叫做原子核能，簡稱核能。原子核是可以改變的，而且在有些改變過程中會釋放出巨大的能量。
(1) 重原子核的裂變(核裂變)(2) 輕原子核的聚變(核聚變)
核裂變是較重的原子核裂變?yōu)檩^輕的原子核的一種核反應。 科學家研究發(fā)現(xiàn)如用中子作為“炮彈”去轟擊鈾核，不僅能使鈾核分裂，同時還會放出2~3個中子及一定量的核能，這2~3個中子又使2~3個鈾核分裂，放出更多的中子，使更多的鈾核裂變······這種鈾核裂變的引發(fā)過程叫做鏈式反應。
不加控制的核裂變反應——原子彈爆炸
鏈式反應的發(fā)現(xiàn)，使人類實際利用核能成為可能但是，這種反應若不加以控制，在極短時間內將釋放出巨大能量，原子彈爆炸就是這種情況。
如果控制鏈式反應的速度，使核能緩慢的平穩(wěn)的釋放出來，就能和平利用核能了。能緩慢、平穩(wěn)地釋放核能的裝置叫核反應堆。
計算表明，1kg 鈾全部裂變釋放的能量，相當于 2700 t 標準煤完全燃燒放出的能量。地球上的其他能源都無法與核能相比。
然而，要安全利用核能，就必須控制產生中子的數(shù)量和速度，核反應堆中就有這樣的裝置。
核發(fā)電是人類利用核能的主要方式，世界上自1954年第一座核電站建成以來，至今已有很多國家和地區(qū)的核電廠在運行。
我國大陸正在運行的核電站有6座，核發(fā)電量僅占總發(fā)電量的1.8%，目前國家正在制定核電安全規(guī)劃和發(fā)展規(guī)劃。
核能→內能→機械能→電能
核聚變是釋放核能的另一種方式?？茖W家研究發(fā)現(xiàn)，在超高溫條件下，可將兩種質量較輕的原子核(如氘和氚)聚合成一個較重的原子核，這種反應叫做核聚變。
核聚變能夠釋放出比核裂變更加巨大的能量。太陽能就是來自于太陽內的核聚變。
氫彈利用的就是聚變在瞬間釋放的能量。
核聚變要求氘和氚具有很高的溫度，在反應過程中要把反應物質加熱到千萬攝氏度以上才能發(fā)生大規(guī)模的核聚變。因此，聚變反應又稱為熱核反應。
核聚變的威力更大。溫度和壓強越高，熱核反應進行的速度越快。 目前人類還未掌握人工控制核聚變反應速度的方法，因此，還不能和平的利用核聚變。目前核聚變應用只限于核爆炸。
人類正致力于探索控制核聚變的途徑，使熱核反應的能量緩慢地釋放出來。 熱核反應所需要的材料“氘”，在海水中有著豐富的儲量，1L海水中大約有0.03 g的氘，它發(fā)生熱核反應時放出的能量大約與燃燒300L汽油放出的能量相當，因此，一旦受控熱核反應得到實現(xiàn)，人類利用能源的結構將發(fā)生重大變化。
目前，我國和世界各國都在致力于受控熱核反應的研究，我國的研究成果已位于世界前列。
當今，人類可以利用的一次能源中，約90%是不可再生的化石能源，用一點就少一點。可再生的、潔凈的、潛力巨大的能源，如太陽能、風能、地熱能等的開發(fā)僅處于起步階段，要大規(guī)模應用還需經歷較長的時間。因此，加快新能源的開發(fā)，是人類目前的一項十分重要而又緊迫的工作。
如圖所示，_____圖是原子核的聚變示意圖，_____圖是原子核的裂變示意圖。(以上兩空填“甲”或“乙”)
人們正在開發(fā)和利用的其他能源有水能、風能和海洋能、地熱能、氫能等新能源。
浩瀚的海洋覆蓋了地球表面的 71%，它蘊藏著波浪能、海流能、潮汐能、溫差能等，是取之不盡的潔凈能源。
風能是一種清潔、安全、可再生的綠色能源。
利用風能對環(huán)境污染少，對生態(tài)破壞小，環(huán)境效益和生態(tài)效益良好，對于人類社會可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。我國風能資源豐富，可開發(fā)利用的風能儲量約1×109kw，其中，陸地上風能儲量約 2.53×108 kW(以陸地上離地10m高度資料計算)，海上可開發(fā)和利用的風能儲量約7.5×108kW。2011年底，我國風力發(fā)電機組總裝機約4.7×107 kw，占全國發(fā)電總量 1.5%，居世界第一位。
氫能具有高效、干凈、易貯存、可運輸?shù)忍攸c。 世界上第一顆人造衛(wèi)星上天和“阿波羅”飛船登月都使用液態(tài)氫作為燃料。20世紀，人類已掌握多種制氫工藝，利用太陽能制氫有著廣闊的前景，可以預見，氫能將成為21 世紀的重要能源之一。
1.下列關于太陽能的說法中，錯誤的是(　　) A. 太陽能十分巨大，供應時間長久 B. 太陽能安全、清潔，不會造成環(huán)境污染 C. 太陽能分布廣闊，處處可以利用 D. 太陽能到達地面的功率穩(wěn)定，不會受氣候和季節(jié)的影響
2．關于核能，下列說法中正確的是 ( ) A．核能很小，無法利用 B．核能巨大，但現(xiàn)在無法利用 C．核動力航母利用的是核能 D．核能可再生的
3．關于裂變反應，下列說法中錯誤的是 ( ) A．所有原子核都能發(fā)生裂變反應釋放能量 B．裂變反應是原子核吸收中子后發(fā)生的 C．原子彈是利用鏈式反應釋放的能量 D．核電站是利用可控鏈式反應釋放的能量
4．以下屬于核聚變反應的是 ( ) A．氫彈爆炸 B．原子彈爆炸 C．太陽內部發(fā)生的核反應 D．連續(xù)發(fā)生的劇烈化學反應
1. 在直接利用太陽能的技術中，你最感興趣的是哪一種?理由是什么?
在直接利用太陽能的技術中，最感興趣的應該是光—熱轉化， 因為太陽能的熱利用技術還處于發(fā)展階段，在目前利用太陽能技術中，比較成熟的是光一熱轉化， 例如，太陽能熱水器，太陽灶等，已經應用于生活中。
2. 在核電站中，從核能到電能，中間經過了哪些形式的能量轉化?
核能發(fā)電時，在核反應堆中核能轉化為內能，在汽輪機中內能再轉化為機械能，在發(fā)電機中機械能轉化為電能， 所以，核能發(fā)電過程中能量轉化順序是：核能→內能→機械能→電能。
3.太陽能輻射到地球表面的平均功率為 1.7×1014kW，試計算太陽每1h輻射到地球上的總能量是多少? 這些能量相當于多少噸無煙煤完全燃燒所放出的能量?(無煙煤的熱值為3.4×107J/kg)
W ＝ Pt ＝ 1.7×1014kW × 1h ＝ 1.7 × 1014kW.h ＝ 1.7×1014 ×3.6 ×106 J ＝ 6.12 × 1020J；
由題知，Q＝W＝mq，所以無煙煤的質量：
4. 你認為太陽能、核能、風能、海洋能等新能源中，哪些最可能成為人類未來的理想能源?
最可能成為人類未來理想能源的有：太陽能、風能、海洋能。 其中核能雖然已經投入使用，也比較容易輸送，但是一旦核泄露，將會非常難處理。
設計并自制一個簡易太陽能集熱器。把你的設計方案和設計圖填在下面的方框中。
向同學們展示你自制的太陽能集熱器。比一比，看誰的集熱器效果好。

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