九年级物理下册20.2开发新能源课件新版粤教沪版.ppt

第二十章能源与能量守恒定律 20 2开发新能源 太阳能核能其他新能源 课后作业 逐点导讲练 课堂小结 当堂检测 目前 世界能源消耗中90 以上是不可再生能源 不可再生能源到本世纪末 除煤炭外都将开采殆尽 能源危机 之说绝不是危言耸听 为应对日益逼近的能源危机 世界各国越来越重视能源的开发和节能 并在努力开发包括太阳能和核能在内的新能源 1 知识点 太阳能 一 太阳能 永恒的动力之源太阳是一个巨大的能源 它送到地球的光功率达1 7 1014kW 现在全社会的总能耗约1 3 1010kW 全世界发电装机容量不到4 109kW 地球上所有石油资源相应的能量 只相当于太阳一天半时间内供应给地球的光能 况且太阳的寿命至少是50亿年 对人类而言 太阳能是取之不尽用之不竭的 地球吸收 利用太阳能的四种渠道1 被植物 微生物吸收 太阳能生物能 光合作用 2 使大气 水升腾循环 太阳能 机械能 3 被海洋吸收 太阳能 内能 4 直接利用 活动 怎样直接利用太阳能 1 太阳能 内能 2 太阳能 电能 太阳能发电站 3 太阳能 化学能 太阳能小汽车 每年太阳辐射到我国960万平方公里土地上的能量 相当于1 7万亿吨标准煤 太阳能电池 薄膜太阳能电池 太阳能电池是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置 应用 人造卫星 太空望远镜 太空站等电力的来源 航天器上的太阳能电板 太阳能的优点和缺点1 太阳能的优点 十分巨大 供应时间长久 分布广阔 获取方便 安全 清洁 无污染 2 太阳能的缺点 太分散 受季节 天气和地理环境影响较大 能量转换效率低 例1 关于太阳能的下列说法中 不正确的是 A 太阳能分布广阔 获取比较方便B 太阳能安全 清洁 利用太阳能不会给环境带来污染C 太阳能是可供人类利用的一种新能源 但无法被人类直接利用D 对于人类来说 太阳能几乎是一种取之不尽 用之不竭的永久性能源 C 太阳能是一种清洁 无污染 可再生能源 它取之不尽 用之不竭 是一种新能源 可以被人类直接利用 下列关于太阳能的各种说法中 不正确的是 A 太阳能是一次能源且属于可再生能源B 太阳是远古就存在的 所以它并不是新能源C 太阳能是一种无污染的清洁能源D 太阳能分布广阔 几乎是一种取之不尽 用之不竭的永久性能源 1 利用太阳能的方式之一是用太阳能电池把 能转化成 能 另一种方式是用集热器加热 从改变物体内能的途径来看 太阳能热水器是通过 来增加水的内能 一台太阳能热水器储有300kg的水 若水温从20 升到70 这些水吸收了 J热量 水的比热容为4 2 103J kg 2 2 知识点 核能 二 核能 造福人类的 神火 一 核能概念 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 二 释放核能的方式 1 重原子核的裂变 重核裂变 2 轻原子核的聚变 轻核聚变 1 核裂变 链式反应 核裂变 较重的原子核裂变为较轻的原子核的一种核反应 裂变时会释放出巨大的能量 链式反应示意图 不加控制的核裂变反应 原子弹爆炸 我国第一颗原子弹爆炸时形成的蘑菇云 核能的和平利用 核电站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 核电站工作流程示意图 反应堆放出的核能转化为高温蒸汽的内能 再通过汽轮发电机转化为电能 核能 内能 机械能 电能 秦山一期核电站 大亚湾核电站 核电的优势与不足核电的优势 1 核能发电不像化石燃料发电那样排放巨量的污染物质 因此核能发电不会造成空气污染 不会产生加重地球温室效应的二氧化碳 2 核能发电所使用的是铀燃料 而全球铀的蕴藏量相当丰富 3 核燃料能量密度比化石燃料高几百万倍 故核能电厂所使用的燃料体积小 运输与储存都很方便 一座1000百万瓦的核能电厂一年只需30吨的铀燃料 一航次的飞机就可以完成运送 4 核能发电的成本中 燃料费用所占的比例较低 核能发电的成本受国际经济情势影响较小 核电的缺点 1 核能电厂会产生放射性废料 虽然所占体积不大 但因具有放射性 故必须慎重处理 且需面对较大的政治困扰 2 核能发电厂热效率较低 因而比一般化石燃料电厂排放更多废热到环境里 故核能电厂的热污染较严重 3 核能电厂投资成本太大 电力公司的财务风险较高 4 核电厂的反应器内有大量的放射性物质 如果设计不合理或操作不当而造成核泄漏事故 会对生态及民众造成伤害甚至严重伤害 2 核聚变 热核反应 核聚变 在超高温的条件下 将两种质量较轻的原子核 如氘和氚 聚合成一个较重的原子核的一种核反应 又称热核反应 核聚变的威力更大 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 我国和世界各国都在致力于受控热核反应的研究 我国的研究成果已位于世界前列 位于我省合肥市的科学分院研制的 人造小太阳 托卡马克装置就是成果之一 太阳能是来自于太阳内部的核聚变 也是大自然中自然存在的唯一核聚变 人工核聚变的应用 核爆炸 氢弹 1967年 我国爆炸的第一颗氢弹 例2 信息给予题 如图所示 图是原子核的聚变示意图 图是原子核的裂变示意图 以上两空填 甲 或 乙 乙 甲 采用图析法 较重的原子核裂变成较轻的原子核是核裂变 如图甲所示 较轻的原子核结合成较重的原子核是核聚变 氘核含有一个质子和一个中子 氚核含有一个质子和两个中子 发生聚变时 变成了两个质子和两个中子的氦原子核 同时释放出一个中子 如图乙所示 中考 梅州 下列说法正确的是 A 核能是指原子核发生变化时所释放的能量B 煤炭 石油 天然气 太阳能都是不可再生能源C 原子弹和氢弹都是利用核裂变D 目前核电站获得核能的途径是核聚变 1 中考 河北 如图是核电站工作情况的方框图 请在空白方框内填写装置的种类并回答下列问题 1 核能是 填 可再生 或 不可再生 能源 2 在汽轮机中 将蒸汽的内能转化为轮片的 能 2 3 知识点 其他新能源 你还知道有哪些新能源 1 水能2 风能3 海洋能4 地热能5 氢能6 生物质能7 可燃冰 1 水能发电 我国是一个水电资源十分丰富的国家之一 但具有资源分布不均衡 开发程度不高的特点 目前 我国的水电装机容量及发电量均居世界第一位 2014年 我国水电的装机容量达3亿千瓦 水电占供电总量的23 根据 能源发展战略行动计划 2014 2020年 的要求 2020年 我国水电装机将达3 5亿千瓦 风具有很大的能量 人们很早就学会了利用风能行船 抽水 磨谷 风能还可以用来发电 郑和下西洋 1 风能发电 我国陆地和海上风电的潜在开发量分别为23 8亿千瓦和2亿千瓦 目前 我国已成世界第一风电大国 全国风电并网装机容量已达1亿千瓦 提前1年实现了到2015年我国风电装机规模达1亿千瓦的目标 计划到2020年 我国风电装机规模将达2亿千瓦 3 海洋能 海洋能包括潮汐能 波浪能 海流能和海水温差能 海洋潮汐能来源于月亮与太阳对地球海水的吸引力以及地球的自转 会引起海水周期性地作有节奏的垂直涨落的现象 潮汐发电原理 利用涨潮退潮的水位差来发电 4 地热能 5 氢能 你认为氢能有哪些优点 你认为目前不能大量使用氢能的原因是什么 应用氢能 你有什么良策 带着下列问题 到图书馆或上网查资料回答 6 生物质能 生物质能是太阳能以化学能形式储存在生物物质中的能量形式 即以生物物质为载体的能量 它直接或间接地来源于绿色植物的光合作用 通过一定的技术转化可为常态的固态 液态和气态燃料 取之不尽 用之不竭 是一种可再生能源 同时也是唯一一种可再生的碳源 生物质能源主要包括秸秆 薪柴 禽畜粪便 生活垃圾和有机废渣废水等 7 可燃冰 可燃冰是一种天然气水合物的俗称 这种物质在低温和40多个大气压下才是稳定的 可燃冰到达水面可以立即融化 同时成分中的甲烷开始燃烧 每立方米可燃冰可释放164立方米甲烷 可燃冰分布广 资源丰富 据计算这种未来的能源可供人类使用上千年 可燃冰杂质少 无污染 可燃冰虽好 但开采不易 未来的理想能源必须满足的条件 第一 必须足够丰富 可以保证长期使用 第二 必须足够便宜 可以保证多数人用得起 第三 相关的技术必须成熟 可以保证大规模使用 第四 必须足够安全 清洁 可以保证不会严重影响环境 1 利用太阳能的四个主要渠道 被植物微生物吸收 使大气 水升腾循环 被海洋吸收 直接利用 2 直接利用太阳能的三个主要方式 太阳能 热能 太阳能 电能 太阳能 化学能 3 太阳能的优 缺点优点 十分巨大 供应时间长久 分布广阔 获取方便 安全 清洁 无污染 缺点 太分散 不稳定 转换效率低 本节课你学到了什么 4 核能释放的两种方式 核裂变 核聚变5 核电站的工作原理及优点工作原理 利用原子核裂变的链式反应产生的能量发电的 它的核心是反应堆 反应堆是放出的核能转化为高温蒸汽的内能 再通过汽轮发电机转化为电能 优点 消耗的燃料少 成本低 成本比火电站低20 以上 6 知道有哪些新能源 太阳能 核能 水能 风能 海洋能 地热能 氢能 生物质能 可燃冰 在核电站中 从核能到电能 中间经过了哪些形式的能量转化 太阳能辐射到地球表面的平均功率为1 7 1014kW 试计算太阳每1h辐射到地球上的总能量是多少 这些能量相当于多少吨无烟煤完全燃烧所放出的能量 无烟煤的热值为3 4 107J kg 1 2 3 下列关于太阳能的说法中 错误的是 A 太阳能十分巨大 供应时间长久B 太阳能安全 清洁 不会造成环境污染C 太阳能分布广阔 处处可以利用D 太阳能到达地面的功率稳定 不会受气候和季节的影响 4 如图是利用太阳能的三种主要方式 下列实例中属于光热转换的是 A 太阳能热水器B 太阳能电池C 绿色植物的生长D 太阳能汽车 5 中考 枣庄 太阳能是人类优先开发和利用的新能源之一 关于太阳能的利用 下列说法正确的是 A 图甲中 绿色植物通过光合作用将太阳能转化为化学能B 图乙中 太阳能热水器通过做功方式将太阳能转化为水的内能C 图丙中 太阳能交通信号灯将太阳能直接转化为信号灯的光能D 图丁中 首架环球航行的太阳能飞机将太阳能直接转化为飞机的机械能 来自 典中点 6 中考 莱芜 和平利用核能 提高清洁能源比重 是我国能源发展战略的重要内容 关于核能 下列说法正确的是 A 核反应堆中 核能是通过聚变释放的能量B 核反应堆中 核能是通过裂变释放的能量C 核能是可再生能源D 核能是二次能源 来自 典中点 7 中考 绵阳 关于核反应 下列说法正确的是 A 只有裂变才能释放出核能B 氢弹爆炸是利用裂变释放出核能C 核反应堆中发生的链式反应是不可以控制的D 原子弹爆炸时发生的链式反应是不加控制的