1.能量与能源课件.ppt

现代能源 选用教材 黄素逸等编著：能源概论，高等教育出版社 参考书 黄素逸编著：能源与节能技术，中国电力出版社 黄素逸编著：能源科学导论，中国电力出版社 苏亚欣编著 ：新能源与可再生能源概论 ，化学工业出版社 李传统主编 ：新能源与可再生能源技术，东南大学出版社 前言 构成客观世界的三大基础是物质、能量和信息。世界是由物质构成的，没有物质，世界便虚无缥缈；能量是物质的属性，是一切物质运动的动力，没有能量，物质就静止呆滞；信息是客观事物和主观认识相结合的产物，没有信息，物质和能量既无认识，也毫无用处 能源是国民经济的命脉，与人民生活和人类的生存环境休戚相关，在社会可持续发展中起着举足轻重的作用 人类一切活动都与能量及其使用紧密相关。每一次能源的更迭都大大促进 人类社会的发展 事物的发展总有相反的一面，一方面煤炭、石油、天然气这类化石燃料总有耗尽之日；另一方面，它们给环境造成的污染也日趋严重。能源、环境、人口、粮食、资源已成为当今困扰全人类的共同问题 课程背景 能源是国民经济的命脉，能源与人民生活和人类的生存休戚相关，在社会可持续发展中起着举足轻重的作用。近年来，国家把节约能源放在及其重要的地位，在这种时代背景下，开设《现代能源》课程是很有必要的 本课程的目的 本课程为武汉大学通识教育课，为学生提供有关现代能源科学的基本理论、技术进展、能源经济与政策等方面的知识 内容涉及到能源的基础知识；我国能源发展的现状、存在的问题与发展战略；煤炭、石油、天然气、水能等常规能源；太阳能、生物质能、风能、海洋能、地热能等可再生能源以及氢能、核能等新能源的利用原理与工程应用技术和发展前景 通过课程的学习，使学生能初步了解有关能源科学的概况和现代能源利用的基本知识 主要内容 能量与能源 能量的转换与储存 常规能源 新能源 第一章 能量与能源 本章主要内容 能量与能源 能源与人类文明 能源资源、生产与消费 能源与环境 能源的可持续发展 第一节 能量与能源 能量 能源 能源的评价 能量 能量——宇宙间一切运动着的物体，都有能量的存在和转化，人类一切活动都与能量及其使用紧密相关 所谓能量，也就是“产生某种效果（变 化）的能力”。反过来说，产生某种效果（变化）必然要伴随能量的消耗和转换 能量的单位 在国际单位制中，能量的单位，功及热量的单位通常都用焦（J）表示 功率的单位为瓦（W） 还有千焦（kJ ）和千瓦（kW），或兆焦（MJ）或兆瓦（MW） 在能源研究中还会用到更大的单位，如GW，TW等 能量的单位 在工程应用中，还会见到其它一些单位，如卡、大卡、标准煤当量、标准油当量、百万吨煤当量（Mtce）、百万吨油当量（Mtoe）等 换算：1卡=4.1868焦；1公斤标准煤当量（kgce）=7000大卡；1公斤标准油当量（kgoe）=10000大卡 人类所认识的六种能量形式 机械能 热能 电能 辐射能 化学能 核能 机械能 包括固体和流体的动能、势能、弹性能及表面张力能等 动能和势能统称为宏观机械能——人类认识最早的能量 热能 热能是能量的一种基本形式，所有其他形式的能量都可以完全转换为热能，而且绝大多数的一次能源都是首先经过热能形式被利用，因此热能在能量利用中具有重要意义 构成物体的微观分子运动的动能表现为热能。它的宏观表现是温度的高低，反映了分子运动的强度 地球上最大的热能资源为地热能 电能 和电子流动与积累有关，通常由电池中的化学能转化而来，或通过发电机由机械能转换得到 反之，电能也可以通过电动机转化为机械能——电做功 在自然界中，还有雷电等电能 辐射能 即物体以电磁波形式发射的能量。如太阳能，太阳是最大的辐射源 物体会因各种原因发出辐射能，从能量利用的角度而言，因热的原因所发出的辐射能（又称热辐射能）是最有意义的，例如地球表面所接受的太阳能就是最重要的热辐射能 化学能 它是物质结构能的一种，即原子核外进行化学变化时放出的能量 按化学热力学定义，物质或物系在化学反应过程中以热能形式释放的内能，称为化学能 利用最普遍的化学能是燃烧碳和氢，而这两种元素正是煤、石油、天然气、薪柴等燃料中最主要的可燃元素 核能 它是蕴藏在原子核内部的物质结构能。 轻质量的原子核（氘、氚等）和重质量的原子核（铀等）核子之间的结合力比中等质量原子核的结合力小，这两类原子核在一定的条件下可以通过核聚变和核裂变转变为在自然界更稳定的中等质量原子核，同时释放出巨大的结合能。这种结合能就是核能 能源 所谓能源，是指能够直接或经过转换而获取某种能量的自然资源 自然资源：煤、石油、天然气、太阳能、风能、水能、地热能、核能等 为了便于运输和使用，经上述资源加工可得到一些更符合使用要求的能量来源，如