能源发展史(能源大革命)
能源:能源就是向自然界提供能量转化的物质(矿物质能源,核物理能源,大气环流能源,地理性能源)。能源是人类活动的物质基础。在某种意义上讲,人类社会的发展离不开优质能源的出现和先进能源技术的使用。在当今世界,能源的发展,能源和环境,是全世界、全人类共同关心的问题,也是我国社会经济发展的重要问题。
中国古代能源的利用:火的认识与利用
在中国距今170万年以前的云南元谋人遗址中和大约同一时期山西芮城西侯度遗址中,发现了已知的人类最早的用火遗迹。在距今50万年以前的北京周口店“北京人”居住的岩洞里,上、中、下部都到了“灰烬层”。在“灰烬层”中,草木灰中夹杂着木炭、石头和兽骨,灰烬按一定部位成堆分布,这说明北京人已有意识地用火。在长期的生产和生活实践中,古人类不断总结经验,寻着人工取火的方法,终于发现钻木可以取火。一般认为人工取火大约出现在旧石器时代的晚期。
对火的认识和使用,是人类历史上第一个伟大的化学发现。它为物质发生化学变化创设了重要条件,增长了人类和自然作斗争的威力,也改变了人们的生活习惯和生活方式。可以说火的使用既改造了自然也改造了人类本身。
煤炭,中国古代称“石炭”、“乌薪”、“黑金”、“燃石”等。最早记载煤的名称和产地的著作是战国时期的《山海经》。《汉书·地理志》上也记载:“豫章郡出石可燃,为薪。”说明煤已用于江西南昌附近人民的日常生活中。
1975年,根据对河南郑州古荥镇冶铁遗址的挖掘,发现当地从西汉中叶至东汉前期,是以煤为动力冶铁的。北魏地理学家郦道元在《水经注·河上》篇中第一次在文献中记载用煤冶铁。三国时期的曹操在邺都兴建冰井台,井深50米,贮煤数十万公斤。南北朝时我国北方家庭已广泛使用煤取暖、烧饭,唐朝时我国南方也广泛使用煤了,宋朝时,煤炭在京都汴梁已是家用燃料,庄季裕在《鸡肋篇》云:“数百万家,尽仰石炭,无一家燃薪柴火者”即是明证。元朝时,意大利的马可·波罗看到中国用煤盛况,并在他写的《马可·波罗游记》一书中做了记载,致使欧洲人把煤当成奇闻传颂。
明朝时,煤炭已是冶铁的主要燃料。著名科学家宋应星在他的《天工开物》一书中就有关于
“冶铁”的记载,提到用煤的约为占十分之七。他还记述了当时采煤时以长竹筒伸向井底,以排除毒气的方法。
中国宋朝时已用焦炭炼铁,1961年在广东新会县发掘出的南宋炼铁遗址中,除发现有炉渣、石灰石、铁矿石外,还发现焦炭。目前所知,这是世界上用焦炭炼铁的最早实例,说明中国用煤炼焦,比欧洲早了500多年。
石油在古代又称“石漆”、“水肥”、“石脂”、“猛火油”、“雄黄油”、“石脑油”等。最早记载石油的文献是公元1世纪的《汉书·地理志》。书中云:“高奴,有淆水可燃。”高奴即今陕北延长县一带。《后汉书·郡国志注》对石油产地、性质作了较详细的描述:①石油产于石下;②比水轻,像肉汁一样浮在水面,但不能吃,有毒性;③燃烧时,发出明亮的光焰;④有了正式名称-石漆。
到了晋时,石油不但用作燃料,还用于机械润滑。北魏至隋唐时代,中国西北多处发现石油,劳动人民用石油涂牛皮,即可润泽皮革又可防水。宋朝时,劳动人民开始用含蜡量极高的固态石油制成蜡烛,用以照明。宋朝著名科学家沈括发明用石油作墨,最早把石油用作石油化工原料,他在《梦溪笔谈》中明确提出“石油”一名。
天然气的利用
中国古代天然气的开采和掘井技术与盐井开采紧密相连。四川开凿的许多盐井,同时也是天然气井,当时叫火井。最先记载中国用火井煮盐的是晋朝张华所著《博物志》,这在人类能源史上记下了光辉一页,它比英国1668年使用天然气约早十三个世纪以上。明朝宋应星在著名的《天工开物》一书中,对火井煮盐作了详细的记述。
现代能源:主要是化石能源为主,其他新能源为辅,限于很多问题,如开采,储存,利用,成本,市场
要是煤炭石油 其他有生物能等
石油石油资源基准可以分为三类:已探明储量(已探明但未开采的石油),储藏增长值(主要由于技术因素增加了油气的回收率,导致储量的增加),未发现储量(有待通过勘探发现的资源)。美国、前苏联、中南美洲以及非洲的储量增长较快,而前苏联和中南美洲的未发现储量较大。
生物能源
生物能源(又名生物质能)是利用有机物质(例如植物等)作为燃料,通过气体收集、气化(化固体为气体)、燃烧和消化作用(只限湿润废物)等技术产生能源。只要适当地执行,生物质能也是一种宝贵的可再生能源,但要看生物质能燃料是如何产生出来。
目前全球范围正在炒做用玉米、小麦、食糖等粮食来制造汽油等能源来满足日益增长的需求,以及过高价格带来的过高成本。
为人类的生产和生活提供各种能力和动力的物质资源,是国民经济的重要物质基础。能源的开发和有效利用程度以及人均消费量是生产技术和生活水平的重要标志。
可再生能源
现代可再生能源技术发展极为迅速,将于2010年后不久超过天然气,成为仅次于煤炭的第二大电力燃料。可再生能源的成本随着技术的成熟应用而降低,假设化石燃料的价格上涨以及有力的政策支持为可再生能源行业提供了一个机会,使其摆脱依赖于补贴的局面,并推动新兴技术进入主流。
在本期预测中,风能、太阳能、地热能、潮汐和海浪能等非水电可再生能源(生物质能除外)
的增长速度为7.2%,超过任何其它能源的全球年均增长速度。电力行业对可再生能源的利用占大部分的增长。
将来能源朝着,高能,其重量轻、无污染、热值高、应用面广,例如:太阳能,风能,海洋能,地热能,生物质能,核能,氢能,等等。
中国汽车发展史课 题 | 17.4 能源革命 | 课 型 | 新 授 | |||
教 学 目 标 | 知识 技能 | 1、常识性了解能量转化技术给人类带来的变化,大致知道三次能源革命对社会发展的作用。 2、初步了解能量转移和转化具有方向性。 | ||||
过程 方法 | 通过收集信息、阅读资料、相互交流,判断能量转移和转化的方向性,不可逆性的有关说法是否正确。 | |||||
情感 态度 | 通过认识科学及其相关技术对人类社会发展的影响,有将科学服务于人类的意识。 | |||||
教学重点 | 能量转化和转移的方向性 | |||||
教学难点 | 能量转化和转移的方向性 | |||||
教学用具 | 多媒体 | |||||
教 学 过 程 设 计 | ||||||
教学内容及教师活动 | 学生活动 | 设 计 意 图 | ||||
情境引入 太阳能、风能、地热能等,通常要做转化才能被我们所用,人类历史上不断进行着能量转化技术的进步,这就是能源革命。能源革命导致了人类文明的进步,让我们了解能源革命的过程。 合作探究 1.能源-----人类进步的阶梯 思考:三次能源革命的标志是什么?有什么社会意义?在学生回答的基础上归纳总结 开始:太阳能是远古人类唯一利用的能源。 后来:人类今天的文明与发展经历了三次能源革命。 ① 第一次:人工取火,使人类由“茹毛饮血”到“刀耕火种”。 由于钻木取火的出现,人类实现了从利用自然火到人工火的转变,导致了以柴薪为主要能源的时代的到来,柴薪能源的开发和应用,带动了畜牧渔业的发展,而且直接导致了陶器的产生,加快了金属冶炼和制造业的发展。 ② 第二次:蒸汽机的发明:蒸汽机的发明使得人类以机械动力大规模代替了人类和畜力,人类的主要能源由柴薪向煤、石油、天然气等化石能源转化。化石能源是当今世界的主要能源,推动了化石燃料工业的兴起,使人类进入工业化的社会,使人类又进入电气时代。电能是由其他形式的能转化来的二次能源,它最终还要转化为光能、内能、动能等其他形式的能 | 学生阅读教材,归纳能源革命的过程,用自己的语言描述能源革命的各个阶段以及相关内容。 学生在教师的引导下归纳知识 体会远古时期人类是如何利用太阳能的 体会人工取火的过程(用火柴点燃过程来体会) 回忆热机的相关知识,体会蒸汽机对人类的作用,电能的广泛应用 | 直接引入新课,使学生很快进入学习新知的境界。 培养学生阅读分析、归纳总结的能力 在实验的基础上更容易理解人工取火 体会蒸汽机的发明给人类带来的好处,电能的应用使人类进入文明时代 | ||||
教学内容及教师活动 | 学生活动 | 设计意图 | ||||
才能为人类所用。电能的利用是人类进入现代文明社会的标志。 ③ 第三次:可控核能的应用。20世纪40年代,物理学家发明了可以控制核能释放的装置-----核反应堆,以核燃料为主要能源,为人类提供了更安全,更经济,效率更高的能源。 2.能量转移和能量转化的方向性 问题1、豆子的生长是否可逆?电影技术能否做到? 问题2、你能否再举一例? 问题3、火炉把自己的内能传递给房间里的空气,供人取暖;到了春天,能否把这些内能重新收集起来,来年再用? 问题4、汽车制动,由于摩擦,动能转化为地面和空气的内能,这些能量能够自动开汽车吗 问题5、既然能量守恒定律告诉我们能量的总量是保持不变的,为什么还存在能源危机问题?你能举例说明吗? 豆子的生长如果按相反顺序是不会发生的,自然界的过程也是有方向性的。 能量的转移和转化也都是有方向性的。我们是在能量的转化或转移的过程中利用能量的,因此,不是什么能量都可以利用,能源的利用是有条件的,也是有代价的,有的东西可以成为能源,有的却不能。 提高能源利用率的方法:让燃料充分燃烧;采用隔热措施,减少热散失;充分利用余热;减少能量转化的中间环节。 3、灾害----失控的能量释放 用多媒体播放下列自然灾害的图片或材料 A 火灾 B 火山爆发 C 地震 D 雪崩 E 海啸 F 雷电 这些都是自然界在短时间内释放出惊人的能量,人类无法控制。 课堂小结: 通过本节课的学习我们知道了三次能源革命及其标志,能量的转移和转化的方向性,了解自然灾害形成的原因 | 回忆核能的相关知识,理解核能对未来的作用。 学生思考问题,做出正确回答。 体会能量的转移是不可逆的 体会能量的转化是不可逆的 学生思考提高能源利用率的方法,结合前面学过的知识 学生观看视频资源 谈谈学生们对自然灾害的认识 你学到了什么知识?你还想知道什么知识? | 在原有知识的基础上加深对核能的认识 通过自然现象认识能量转化和转移是不可逆的 通过这些知识使学生认识到为什么能量守恒但却出现了能源危机 体会自然灾害对人类造成的伤害严重的原因 回忆本节课所学内容纳入知识系统 | ||||
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