内容正文:
第十八章 能源与可持续发展
18.3 太阳能
1. 太阳能的产生及特点;
2. 太阳能的利用。
· 太阳能的产生及特点
产生:太阳是一个巨大的“核能火炉”。在太阳内部,每时每刻都在发生核聚变,并释放出巨大的能量。
太阳能是人类未来的理想能源之一
1. 太阳能供应时间长;
2. 太阳能分布广阔,获取方便,地球表面到处都可获得太阳辐射的能量;
3. 太阳能安全、清洁、不会污染环境。
不足:太阳辐射到地球表面的能量尽管巨大,但单位面积上获得的能量却相对较小,并且不同地区的能量分布不均,同一地区不同时段,获得的太阳能量变化也很大。
· 太阳能的利用
地球上除了核能、地热能和潮汐能以外,几乎所有的能源都来自太阳。太阳能的转换:如化石能源、地球上的风能、生物质能都来源于太阳。
太阳能来源丰富,不需要运输,无污染,但由于能量比较分散且受季节、气候和昼夜变化的影响很大,给大规模利用太阳能带来一些新的技术课题。
1.太阳能是 可再生 能源(选填“可再生”、“不可再生”),若一太阳能热水器内装有100kg温度为20℃的水,阳光照射一天后,水温升高到80℃,则热水器内的水吸收了 2.52×107 J的太阳能;这是通过 热传递 的方式改变了水的内能。[c水=4.2×103J/(kg•℃)]
【解答】解:太阳能从自然界里源源不断的得到补充,属于可再生能源。
水吸收的热量:Q吸=c水m(t﹣t0)=4.2×103J/(kg•℃)×100kg×(80℃﹣20℃)=2.52×107J。
水从太阳吸收热量,内能增大,温度升高,这是通过热传递的方式改变水的内能的。
故答案为:可再生;2.52×107; 热传递。
2.关于太阳能凉帽,以下说法错误的是( )
A.太阳能实质上是太阳内部核裂变释放出的能量
B.太阳能是可再生能源
C.电动机:将电能主要转化为机械能
D.电池板:将太阳能主要转化为电能
【解答】解:
A、在太阳内部具有高温高压的环境,可以产生聚变反应,从而放出大量的能量,而不是核裂变,故A错误,符合题意;
B、太阳能可以从自然界中源源不断的获得,是可再生能源,故B正确,不符合题意;
C、电动机工作过程中消耗电能,得到机械能,所以将电能转化为机械能,故C正确,不符合题意;
D、太阳能电池板将太阳能转化为电能,故D正确,不符合题意;
故选:A。
3.2021年3月12日,长征七号改遥二运载火箭在海南文昌航天发射场成功发射。本次发射的试验九号卫星升空后绕地球做快慢不变的圆周运动,它的运动状态 变化 (变化/不变)。地面科技人员对卫星的控制依靠 电磁波 来传递信息的,卫星上的太阳能电池板将太阳能转化为 电 能。
【解答】解:(1)升空后卫星绕地球做圆周运动,它的运动方向不断发生变化,所以它的运动状态是变化;
(2)真空不能传声,因此太空不可以用声波传递信息,地面科技人员对卫星的控制依靠电磁波来传递信息的;
(3)太阳能电池板能将太阳能转化为电能。
故答案为:变化;电磁波;电。
4.如图所示,是用太阳能电池板做成叶片的百叶窗,既能遮阳,还能发电。电池板将 太阳 能转化为 电 能,为蓄电池充电,蓄电池再向节能灯供电。太阳能电池板给蓄电池充电时,蓄电池相当于 用电器 (选填“用电器”或“电源”);太阳能属于 可再生 (选填“可再生”或“不可再生”)能源。
【解答】解:太阳能电池板将太阳能转化为电能;
给蓄电池充电时,蓄电池消耗电能,相当于用电器;
太阳能可以源源不断的从自然界中得到,属于可再生能源。
故答案为:太阳;电;用电器;可再生。
5.某太阳能热水器装有100kg初温为20℃的冷水,经过一天的太阳照射,水温升高到60℃,则这些水吸收的热量是 1.68×107 J,与完全燃烧 0.4 m3天然气所放出的热量相当,水的温度升高后,水的比热容 不变 (增大/减小/不变)。已知水的比热容为4.2×103J/(kg•℃),天然气的热值为4.2×107J/m3。
【解答】解:
(1)水吸收的热量:
Q吸=cm(t﹣t0)=4.2×103 J/(kg•℃)×100kg×(60℃﹣20℃)=1.68×107J;
(2)由题知,天然气完全燃烧放出的热量Q放=Q吸=1.68×107J,
由Q放=qV可得,需要完全燃烧天然气的体积:
V===0.4m3;
(3)因为比热容是物质的一种特性,其大小与物质的种类、状态有关,而与质量、体积、温度无关,所以水的温度升高后,水的比热容不变。
故答案为:1.68×107;0.4;不变。
6.太阳是人类的“能源之母”,地球上除核能、地热能和潮汐能以外,几乎所有能源都来自太阳。太阳能分布广阔、获取方便,既是清洁能源,又是 可再生 (填“可再生”或“不可再生”)能源。小明家的太阳能热水器装水50L,这些水升高2℃所吸收的热量是 4.