20.2 开发新能源-【教材解读】2023秋九年级下册初三物理（沪粤版)

２０．２　开发新能源 知识点一　太阳能———永恒的动力之源　【重点】 太阳能的优缺点 (１)优点 ①太阳能总量十分巨大,取之不尽、用之不竭; ②太阳能分布广阔,不需要运输,投入小、收益大; ③太阳能是一种清洁能源,使用时不会带来任何污染; ④使用方便、安全,可以节约化石能源,缓解人类能源 不足的问题. (２)缺点 ①太阳能到达地球上非常分散,收集和转换太阳能的 设备过于庞大,因而造价过高; ②太阳能受气候、昼夜的制约很大,不少地区的日照 时间过短,不适合使用. 吸收或利用太阳能的四种主要途径 (１)植物的光合作用.通过植物的光合作用将太阳能 转化为化学能储存起来,再以草木、沼气、煤、石油、天 然气等燃料的形式释放出来. (２)风能和水能.通过大气和水分的升腾循环,再通 过风、流水、波浪、海流等释放出来. (３)海洋的内能.通过海洋吸收,成为海洋的内能. (４)人类直接利用.直接利用通常有以下方式: ①光热转换.利用太阳能热水器或太阳灶将太阳能 转化为内能. ②光电转换.利用太阳能电池将太阳能转化为电能. ③光化转换.利用太阳能制氢,驱动小汽车. 【拓展】 太阳能是多数能源的来源 人类利用化石能源、生物质能等就是间接利用储存在 化石燃料或动、植物体内的太阳能,因为化石能源以 太阳辐射的功率 据粗略估计,太阳向地球表 面 辐 射 的 功 率 为 １．７× １０１４kW,三峡发电站发电功 率为２．２４×１０７kW,也就是 说太阳的辐射功率约相当 于７６０万个三峡水电站的 总功率,而这些辐射到地球 的热量,不过是太阳产生热 量的２０亿分之一.同学们 可以想象一下太阳的功率 有多大! (１)光热转换的应用 太阳能热水器 太阳灶 １４１ (２)光电转换的应用 太阳能路灯 类比法理解链式反应 将火柴搭成如图所示的结 构,点燃第一根火柴后,观 察所发生的现象.通过实 验可以观察到,点燃第一根 火柴后,会引燃两根火柴, 接着会引燃四根火柴􀆺􀆺 核裂变中的链式反应与此 相似. 核辐射 核辐射是伴随核能释放过 程产生的微观粒子流,包含 了α、β、γ三种射线.三种 射线在科研、工业、医疗等 领域中有广泛的应用,但超 过一定强度的射线会对人 体造成伤害,所以辐射强度 高的场合,都会有如图所示 的警示标志. 及动、植物体内的生物质能归根到底都是来源于太阳 能.水能和风能也是间接来自太阳能. 【例１】下列不是太阳能优点的是 (　　) A．清洁　　　　　　　　　B．对环境不造成污染 C．分布广阔,获取方便 D．受天气影响大 解析:太阳能环保、清洁,对环境不造成污染,分布广 阔、获取方便,都属于其优点;太阳能受天气影响大,是 它的缺点. 答案:D 知识点二　核能———造福人类的“神火”　【重点】 核能 (１)概念:原子核内部蕴藏的巨大能量,叫做原子核 能,简称核能. (２)释放方式:释放核能的方式有两种,一种是核裂变, 一种是核聚变. 核裂变 (１)核裂变:较重的原子核裂变为较轻的原子核的一 种核反应.核裂变时能释放出巨大的能量. (２)链式反应:用中子去轰击铀核,铀核会分裂释放出 核能,同时释放出２~３个中子,核裂变放出的中子又 会使其他铀核分裂,释放出更多的中子,使更多的铀 核分裂􀆺􀆺这种铀核裂变的引发过程,叫做链式反 应,如图所示. (３)原子弹:链式反应如果不加以控制,大 量原子核就会在一瞬间发生裂变,释放出 极大的能量,以致引起威力强大的爆炸, 原子弹就是根据这个原理制成的.如图 所示是我国１９６４年成功试爆第一颗原子 弹的情景. ２４１ 核电站 (１)核反应堆:核反应堆是核电站的核心设备.核反 应堆中发生的链式反应是可以控制的,能缓慢地释放 出核能. (２)工作原理:核反应堆以铀为核燃料,反应堆中放出 的核能转化为高温蒸汽的内能,通过汽轮机转化为机 械能,再通过发电机转化为电能.其能量转化情况 是:核能→内能→机械能→电能.核电站工作原理如 图所示. (３)核电的特点 优点 ①消耗的燃料少、废渣少 ②能量巨大,能极大地补充人类能源的不足,使用 核能可以节约常规能源 ③能够解决能源分配不均匀的问题,特别适合缺少 煤、石油和水力资源的地方 缺点 ①核能属于不可再生能源 ②存在核污染,产生核辐射,会对地球生物产生伤害 ③核反应堆中产生的核废料,在处理过程中代价较高 (４)我国的核电:现在我国大陆正在运行的核电站有 ６座,核发电量仅占总发电量的１．８％. 【例２】原子弹与核电站的根本区别是 (　　) A．原子弹利用核裂变,核电站利用核聚变 B．原子弹和核电站都是利用核裂变 C．原子弹对裂变的链式反应不加控制,核电站控制裂 变的链式反应速度 D．原子弹对聚变的链式反应不加控制,核电站控制聚 变的链式反应速度 放射性物质的标志 核污染 核污染主要指核