22.2 新能源的发展 课件-2025-2026学年人教版九年级物理全一册

第二十二章 能源与可持续发展 第2节 新能源的发展 24999 24999 24999 1.知道核能的优点和可能带来的问题，了解我国和世界核能利用新进展。 2.了解核裂变、核聚变。 3.知道太阳能的利用方式及其新进展。 4.了解新能源的开发与利用对可持续发展的重要性。 学习目标 24999 24999 24999 为了解决利用化石能源带来的问题，人们着手开发各种新能源。你知道的新能源有哪些？ 核能 太阳能 风能 水能 氢能 海洋能 地热能 新知导入 24999 24999 24999 知识点一：核能 原子核(正) 核外电子(负) 质子(正) 中子(不带电) 原子的结构 原子核 质子 中子 核外电子 1.原子的结构 新知学习 24999 24999 24999 质子的质量大约是电子的1836倍，中子和质子的质量几乎相同。质子和中子构成非常小的原子核，就像几颗豆粒挤在一个非常大的广场中央。 新知学习 24999 24999 24999 质子、中子依靠强大的核力紧密地结合在一起，因此原子核十分牢固，要使它们分裂或结合是极其困难的。但是，一旦质量较大的原子核发生分裂或者质量较小的原子核相互结合，就有可能释放出惊人的能量。这种能量就是核能。 获得核能的两种途径：裂变和聚变. 核裂变 核聚变 2.核能 新知学习 24999 24999 24999 （1）裂变 裂变是较重的原子核裂变为较轻的原子核的一种核反应。 铀矿石 核裂变 如果一系列铀原子核持续裂变会发生什么？ 新知学习 24999 24999 24999 用中子轰击质量比较大的铀235原子核，使其发生裂变，变成两个质量中等大小的原子核，同时还会产生几个新的中子，这些中子又会轰击其他铀核……于是就导致一系列铀核持续裂变，释放出巨大的能量。这就是裂变中的链式反应。1 kg铀全部裂变，释放的能量相当于2 800 t标准煤完全燃烧时释放的能量。 链式反应 新知学习 24999 24999 24999 视频 铀核裂变 新知学习 24999 24999 24999 如果对链式反应不加控制，那么大量原子核就会在一瞬间发生裂变，释放出极大的能量。 1964年我国第一颗原子弹爆炸 视频 我国第一颗原子弹试爆 新知学习 24999 24999 24999 如果链式反应可控，那么就可以控制核能的释放，例如核反应堆中发生的就是可控链式反应。核电站利用核能发电，它的核心设备就是核反应堆。 核能 内能 机械能 电能 新知学习 24999 24999 24999 核电站利用核反应堆产生的内能，通过汽轮机做功，带动发电机发电.随着我国具有完全自主知识产权的第三代百万千瓦级核电技术机组——华龙一号的建成，我国的核能发电技术已居于世界先进地位. 华龙一号核反应堆 新知学习 24999 24999 24999 大亚湾核电站 秦山核电站 田湾核电站 岭奥核电站 新知学习 24999 24999 24999 如果使某些质量很小的原子核，例如氘核（由一个质子和一个中子构成）与氚核（由一个质子和两个中子构成），在超高温和高压下结合成新的原子核——氦核，也会释放出巨大的核能。这就是聚变，有时也称为热核反应。 氘氚聚变 （2）聚变 新知学习 24999 24999 24999 新知学习 24999 24999 24999 在太阳内部，氢原子核在超高温下发生聚变，释放出巨大的核能.因此可以说，太阳核心每时每刻都在发生氢弹爆炸，比原子弹爆炸的威力更大.太阳核心释放的能量向外扩散，可以传送到太阳表面.太阳表面温度约为6 000 ℃，就像一个高温气体组成的海洋.大部分太阳能以热和光的形式向四周辐射出去. 新知学习 24999 24999 24999 科学家预言，通过可控核聚变来利用核能，有望彻底解决人类所面临的能源问题。我国正在采用不同方式进行可控核聚变的研究，中国科学院建造的环流器(tokamak)EAST实现了1 000 s以上的长时间运行，中国工程物理研究院等单位建造了 “神光Ⅲ”激光约束核聚变研究装置。 与化石燃料一样，核燃料 在自然界中也是有限的，核能 属于不可再生能源。 中国科学院建造的环流器 新知学习 24999 24999 24999 知识点二：太阳能 树木燃烧时，所储存的化学能释放为内能和光能 植物通过光合作用利用太阳能 电能转化为其他能，用于街道和住宅照明 流动的水驱动水力发电站的发电机时，水的动能转化为电能 太阳辐射使大气升温不均，形成风 人类和动物从植物或其他动物中获取生物质能 太阳辐射使水蒸 发，在空中形成云 场景中有哪些能量转化？ 新知学习 24999 24999 24999 人类除了间接利用储存在化石燃料中的太阳能，还设法直接利用太阳能。 你知道哪些直接利用太阳能的例子？ 新知学习 24999 24999 24999 太阳能 内能 光热转化： 用集热器把水等物质加热。 屋顶的太阳能集热器 新知学习 24999 24999 24999 光电转化： 太阳能 电能 太阳能汽车 太阳能路灯 卫星的太阳能电池板 太阳能电池阵列 新知学习 24999 24999 24999 能源易获取 不排放CO2 能源量大 可持续性强 能源分散 受自然条件限制 转化效率低 成本较高 太阳能技术有什么优缺点呢？ 新知学习 24999 24999 24999 甘肃敦煌的熔盐塔式光热电站 位于敦煌市向西约20公里处的戈壁滩上，是我国目前建成规模最大、吸热塔最高、可24小时连续发电的100 兆瓦级熔盐塔式光热电站。设计年发电量达3.9亿千瓦时，每年可减排二氧化碳 35 万吨。 光热电站先将太阳能转变成内能，内能再转化为机械能，然后再通过机械能装置转变成电能。 新知学习 24999 24999 24999 柯拉一期光伏电站地处川西高原，该地区日照时间长、太阳辐射强度高，非常适合光伏发电。 柯拉一期光伏电站是雅砻江两河口水电站水光互补一期项目，场址最高海拔4600米，装机100万千瓦，占地2.5万亩，光伏场址面积相当于2000多个标准足球场拼接在一起，光伏支架用钢量近5万吨，相当于在4000多米的高海拔地区再造一座“鸟巢”体育馆。电站通过500kV输电线路接入距离50公里、装机300万千瓦的两河口水电站，实现光伏发电和水电的“打捆”送出。 柯拉一期光伏电站 新知学习 24999 24999 24999 海洋能和风能也是人们可以利用的新能源，它们都可以用来发电。我国建设了数座潮汐电站，也建成了许多“风车田”，场面蔚为壮观。 新知学习 24999 24999 24999 核电站与核废料处理 核反应堆是通过可控裂变反应释放核能的设备。核反应堆内的铀核发生裂变时，会释放能量，也会产生射线。如果射线泄漏到反应堆外面，就会对人和其他生物造成伤害。 24999 24999 24999 核反应堆都封闭在一个厚厚的钢筋混凝土壳中 24999 24999 24999 视频 核废料的处理 24999 24999 24999 太阳能 直接利用 化石能源 光热转化 间接利用 光电转化 核能 核裂变 核聚变 核电站 原子弹 氢弹 可控 不可控 海洋能、风能 新能源 课堂小结 24999 24999 24999 1.下列关于核能的说法正确的是(　　) A.物质是由原子构成的，原子中有原子核，所以利用任何物质都能得到核能 B.到目前为止，人类获得核能有两种途径，即重核裂变和轻核聚变 C.原子弹和氢弹都是利用原子核裂变的原理制成的 D.自然界只有在人为的条件下才能发生聚变 B 当堂检测 24999 24999 24999 2. 2025年5月14日，我国自主三代核电“华龙一号”全球首堆——中核集团福清核电5号机组实现连续安全稳定运行1 000天，持续向社会稳定输送清洁电能超370亿度，如图所示是“华龙一号”全球首堆外景。下列有关说法错误的是 (       ) A.核能属于不可再生能源 B.核电站利用核反应堆通过可控核裂变释放核能 C.核反应堆将核能直接转化为电能 D.核废料具有放射性，一般深埋在人烟稀少的地方 C 当堂检测 24999 24999 24999 3. 如图是核能发电原理图，下列说法正确的是（ ） A. 核能是可再生能源 B. 核反应堆将核能转化为电能 C. 汽轮机将内能转化为机械能 D. 发电机将电能转化为机械能 C 当堂检测 24999 24999 24999 Lavf58.29.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf58.29.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf59.6.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $