沪粤版（2024）九年级下册第二十章 能源与能量守恒定律2 开发新能源授课ppt课件

这是一份沪粤版（2024）九年级下册第二十章 能源与能量守恒定律2 开发新能源授课ppt课件，共60页。PPT课件主要包含了学习目标，太阳能的特点，1优点，2缺点，利用太阳能的途径，3被海洋吸收，4直接利用，怎样直接利用太阳能，太阳能电池，释放核能的方式等内容，欢迎下载使用。
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！ 面临日益逼近的能源危机，我们该如何应对？
1.合理利用现有的传统能源。 2.大力开发包括太阳能和核能在内的新能源。
太阳能一一永恒的动力之源
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，其中到达地球表面的太阳辐射功率达 1.7 ×1014 kw (图20－6)，是我国发电装机容量(截至2011年底)的 1.7×105倍。
直接利用太阳能不会污染环境，因此它是最具开发价值的能源。
太阳能到达地面后，主要通过如图所示的四种途径被吸收或利用。
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。
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。
（1）被植物、微生物吸收
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；
（2）使大气、水升腾循环
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；
第三种途径是被海洋吸收，成为海洋的内能；
第四种途径是被人们直接利用，如太阳能热水器、太阳灶等。
（a）太阳能热水器将太阳能直接转化成内能。
（b）太阳能发电站利用太阳能电池直接将太阳能转化成电能。
（c）用太阳能制氢，驱动小汽车，将太阳能直接转化为化学能。
你还知道哪些直接利用太阳能的事例?跟同学交流后，写在下面的方框中。
目前，人类根据光电转换原理，已经成功地研制了多种太阳能电池。太阳光照到半导体材料硅制成的太阳能电池上，便可转换成电能。这种太阳能电池已广泛应用在人造卫星、宇宙飞船和空间站中。
现在，人们正在研究将太空收集到的太阳能，通过微波技术传回地球供人类使用。总之，随着科学技术的发展，人类利用太阳能的途径愈来愈宽，形式也愈来愈多······利用太阳能的前景十分美好。
核能一一造福人类的“神火”
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。
(1) 重原子核的裂变(核裂变)(2) 轻原子核的聚变(核聚变)
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。 科学家研究发现如用中子作为“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。
不加控制的核裂变反应——原子弹爆炸
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。
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。
计算表明，1kg 铀全部裂变释放的能量，相当于 2700 t 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。
然而，要安全利用核能，就必须控制产生中子的数量和速度，核反应堆中就有这样的装置。
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。
核能→内能→机械能→电能
核聚变是释放核能的另一种方式。科学家研究发现，在超高温条件下，可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，这种反应叫做核聚变。
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。
氢弹利用的就是聚变在瞬间释放的能量。
核聚变要求氘和氚具有很高的温度，在反应过程中要把反应物质加热到千万摄氏度以上才能发生大规模的核聚变。因此，聚变反应又称为热核反应。
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。目前核聚变应用只限于核爆炸。
人类正致力于探索控制核聚变的途径，使热核反应的能量缓慢地释放出来。 热核反应所需要的材料“氘”，在海水中有着丰富的储量，1L海水中大约有0.03 g的氘，它发生热核反应时放出的能量大约与燃烧300L汽油放出的能量相当，因此，一旦受控热核反应得到实现，人类利用能源的结构将发生重大变化。
目前，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。
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。
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”)
人们正在开发和利用的其他能源有水能、风能和海洋能、地热能、氢能等新能源。
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量约1×109kw，其中，陆地上风能储量约 2.53×108 kW(以陆地上离地10m高度资料计算)，海上可开发和利用的风能储量约7.5×108kW。2011年底，我国风力发电机组总装机约4.7×107 kw，占全国发电总量 1.5%，居世界第一位。
氢能具有高效、干净、易贮存、可运输等特点。 世界上第一颗人造卫星上天和“阿波罗”飞船登月都使用液态氢作为燃料。20世纪，人类已掌握多种制氢工艺，利用太阳能制氢有着广阔的前景，可以预见，氢能将成为21 世纪的重要能源之一。
1.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
2．关于核能，下列说法中正确的是 ( ) A．核能很小，无法利用 B．核能巨大，但现在无法利用 C．核动力航母利用的是核能 D．核能可再生的
3．关于裂变反应，下列说法中错误的是 ( ) A．所有原子核都能发生裂变反应释放能量 B．裂变反应是原子核吸收中子后发生的 C．原子弹是利用链式反应释放的能量 D．核电站是利用可控链式反应释放的能量
4．以下属于核聚变反应的是 ( ) A．氢弹爆炸 B．原子弹爆炸 C．太阳内部发生的核反应 D．连续发生的剧烈化学反应
1. 在直接利用太阳能的技术中，你最感兴趣的是哪一种?理由是什么?
在直接利用太阳能的技术中，最感兴趣的应该是光—热转化， 因为太阳能的热利用技术还处于发展阶段，在目前利用太阳能技术中，比较成熟的是光一热转化， 例如，太阳能热水器，太阳灶等，已经应用于生活中。
2. 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?
核能发电时，在核反应堆中核能转化为内能，在汽轮机中内能再转化为机械能，在发电机中机械能转化为电能， 所以，核能发电过程中能量转化顺序是：核能→内能→机械能→电能。
3.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)
W ＝ Pt ＝ 1.7×1014kW × 1h ＝ 1.7 × 1014kW.h ＝ 1.7×1014 ×3.6 ×106 J ＝ 6.12 × 1020J；
由题知，Q＝W＝mq，所以无烟煤的质量：
4. 你认为太阳能、核能、风能、海洋能等新能源中，哪些最可能成为人类未来的理想能源?
最可能成为人类未来理想能源的有：太阳能、风能、海洋能。 其中核能虽然已经投入使用，也比较容易输送，但是一旦核泄露，将会非常难处理。
设计并自制一个简易太阳能集热器。把你的设计方案和设计图填在下面的方框中。
向同学们展示你自制的太阳能集热器。比一比，看谁的集热器效果好。