20.2 开发新能源 课件 2023-2024学年沪粤版物理九年级下册

第2节 开发新能源 新课引入 在晴天晒晒太阳 打开窗户阳光进入，室内变得明亮 晾晒被子杀除螨虫 ？ 在生活中，我们常常会利用到太阳能，那你了解太阳能吗？ 1.知道能源与人类社会密切相关，但需要不断开发和利用新能源以解决能源的供需矛盾和环境问题 2.知道太阳能和核能是两种新能源 3.了解直接利用太阳能的两种途径 4.了解裂变、聚变，知道原子弹、氧弹的制造原理，知道核反应堆的作用，以及核电站的原理和作用 学习目标 新知学习 一、太阳能—永恒的动力之源 1、太阳能 太阳是个巨大的能源，它不断向四周辐射以光和热为主要形式的能量 太阳总辐射功率达3.8×1022kW，其中达到地球表面的辐射功率为1.7×1014kW，只有22亿分之一，但已经相当于我国发电机容量的1.7×105倍 2、太阳能的特点 优点 ①储量巨大 ②供应时间长久 ③分布广泛，获取方便 ④安全、清洁、无污染 缺点 ①受季节、天气和地理环境影响较大 ②太分散 ③能量转换效率低 3、太阳能的利用 （1）第一种途径是通过植物的光合作用把太阳能转化和储存起来，再以草木、沼气、煤、石油、天然气等燃料的形式释放出来 被植物、微生物吸收 太阳能 化学能（生物质能） 光合作用 （2）第二种途径是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 使大气、水分升腾循环 风、流水、海流、波浪 （3）第三种途径是被海洋吸收，成为海洋的内能 被海洋吸收 利用海洋温差能发电 （4）第四种途径是被人们直接利用 活 动 1 怎样直接利用太阳能 太阳能热水器 太阳能发电站 氢能源汽车 太阳能 内能 太阳能 电能 太阳能 化学能 二、核能—造福人类的“神火” 1.核能 原子核内部蕴藏的巨大能量，叫做原子核能，简称核能。原子核是可以改变的，而且在有些改变过程中会释放出巨大的能量 2.释放核能的方式 （1）使原子核发生核裂变 （2）使原子核发生核聚变 3.核裂变—链式反应 核裂变是较重的原子核裂变为较轻的原子核的一种核反应 用中子作为“炮弹”去轰击铀核，不仅能使铀核分裂，同时还会放出2~3个中子及一定量的核能，这2~3个中子又使2~3个铀核分裂，放出更多的中子，使更多的铀核裂变……这种铀核裂变的引发过程，叫做链式反应 链式反应示意图 链式反应的发现，使人类实际利用核能成为可能。但是，这种反应若不加以控制，在极短时间内将释放出巨大能量，原子弹爆炸就是这种情况。 1964年，我国成功试爆第一颗原子弹 核裂变与原子弹 如果控制链式反应的速度，使核能缓慢的平稳的释放出来，就能和平利用核能了。能缓慢、平稳地释放核能的装置叫核反应堆。 核能 内能 机械能 电能 我国秦山核电站 核电站工作流程示意图 温馨提示 计算表明，1kg铀全部裂变释放的能量，相当于2700t标准煤完全燃烧放出的能量。地球上的其他能源都无法与核能相比。 核发电是人类利用核能的主要方式，世界上自1954年第一座核电站建成以来，至今已有很多国家和地区的核电厂在运行。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%，目前国家正在制定核电安全规划和发展规划。 4.核聚变—热核反应 在超高温条件下，可将两种质量较轻的原子核(如氘和氘)，聚合成一个较重的原子核，这种反应叫做核聚变，又称热核反应。 核聚变能够释放出比核裂变更加巨大的能量。 太阳能就是来自于太阳内的核聚变。 核聚变示意图 核聚变与太阳能 在核聚变中，温度和压强越高，热核反应进行的速度越快。 目前人类还未掌握人工控制核聚变反应速度的方法，因此，还不能和平的利用核聚变。目前核聚变应用只限于核爆炸。 1976年，我国成功试爆第一颗氢弹 通过可控核聚变来利用核能，有望彻底解决人类能源问题，中国在利用受控核聚变“种太阳”方面已经走在世界前列. 核裂变和核聚变的比较 核裂变 核聚变 条件 用中子轰击较大原子核 超高温 释放核能的大小 巨大 更加巨大 能否控制 可人为控制 目前不可控制 应用 原子弹、核电站 氢弹 项目 比较 当今，人类可以利用的一次能源中，约90%是不可再生的化石能源，用一点就少一点。可再生的、洁净的、潜力巨大的能源，如太阳能、风能、地热能等的开发仅处于起步阶段，要大规模应用还需经历较长的时间。因此，加快新能源的开发，是人类目前的一项十分重要而又紧迫的工作。 5.加快开发新能源 海洋能浩瀚的海洋覆盖了地球表面的71%，它蕴藏着波浪能、海流能、潮汐能、温差能等，是取之不尽的洁净能源。 风能是一种清洁、安全、可再生的绿色能源。利用风能对环境污染少，对生态破坏小，环境效益和生态效益良好，对于人类社会可持续发展具有重要意义。我国风能资源丰富，可开发利用的风能储