2023-2024学年北师大版物理八上同步教学 2.4 新材料及其应用 课件(共15张PPT)

(共15张PPT)
2.4 新材料及其应用
纳米材料
你知道什么是纳米吗？
纳米（nm)是长度单位，1纳米是10-9米（十亿分之一米），对宏观物质来说，纳米是一个很小的单位，比如，人的头发丝的直径一般为7000—8000nm，人体红细胞的直径一般为3000—5000nm，一般病毒的直径也在几十至几百纳米大小，金属的晶粒尺寸一般在微米量级；对于微观物质如原子、分子等以前用埃来表示，1埃相当于1个氢原子的直径，1纳米是10埃。
现实中的应用
纳米防水布、导电布；
有很强自洁性能的纳米领带，不沾水油；
纳米抗菌奶瓶、抗菌洗衣机；
性能大大提高的纳米陶瓷发动机；
纳米武器；视频：美军大力研发纳米武器.mp4
……
一位学者给我们列出了这样一些数字：根据国际上通行的能源预测，石油将在40年时间内枯竭，天然气将在60年内用光，煤炭也只能用220年。
　　世界各地的人们已经意识到那种无节制的能源消耗将会导致地球环境条件的进一步恶化，造成对人类生活方式的破坏。现在，世界各国都在积极开发各类新能源，特别是可再生的“绿色能源”。
知识学习
二、“绿色”能源
“绿色”能源指的是无污染或低污染的能源。
能源危机让人类一直在寻找各种高效和环保的“绿色”的能源。新材料在这方面扮演了重要的角色。
锂电池：体积小，质量轻，能够多次充电使用，对环境的污染小；
硅光电池：把太阳能转化为电能，并且对环境完全不会造成污染；
氢燃料电池：
氢燃料电池
氢燃料电池：用化学元素氢造成的储存能量的电池。其无污染、无噪声、效率高。是汽车等动力设备名副其实的“绿色”燃料。
太阳能电池的开发简介
4、美国波音公司开发的由砷化镓半导体同锑化镓半导体重叠而成的太阳能电池，光电转换率高达到36%，但这种太阳能太贵，目前只限于卫星上使用。
1、单晶硅太阳能电池，把太阳能转化电能的效率为20%左右，价格比较贵。
2、多晶硅太阳能电池，把太阳能转化电能的效率小于20%，价格比较高。
3、非晶态硅太阳能电池，把太阳能转化电能的效率只有13%左右，价格比较便宜，适合推广使用。
三、记忆合金
记忆合金的主要成分是镍和钛。
物理特性是：温度达到一定值时，材料内部的晶体结构会发生变化，从而导致外形的变化。
有些合金在加热时能像弹簧一样被拉长和扭曲，冷却后保持这个形状不变；当再次加热时，它们又恢复到被拉长或扭曲前的形状。这种合金叫做形状记忆合金。
我们来看一些用形状记忆合金做成的神奇的物体
镍钛记忆合金“花瓣”在相应的温度下慢慢绽放
镍钛记忆合金受热后恢复原来形状
偏心曲柄型热机是利用形状记忆合金记忆回复特性，借助记忆合金弹簧在不同温区（室温温度、热水温度）之间产生的力矩差驱使轮盘转动的装置。以热水为热源，热水温度为65℃~85℃，操作时，将热机置于热水容器中，使热水浸至轴心，则大、小双轮即可连续转动。
1．下列各种能源中，属于“绿色能源”的是（ ）
A．太阳能 B.煤炭
C.石油 D.天燃气
2．关于“绿色”能源和记忆合金中，理解正确的是（ ）
A．所谓“绿色”能源是指颜色是绿色的能源，如包装纸是绿色的锂电池等。
B．硅光电池比锂电池更优越绝对无污染。
C．记忆合金是一种有记忆，能记住原来形状的一种特殊金属。
D．一般金属合在一起，能制成记忆合金。
A
B
课堂小结
新材料及其应用
纳米材料
“绿色“能源
特点：体积小、质量轻、无污染
应用：锂离子电池 、硅光电池等
记忆合金
主要成分：镍和钛
应用：记忆合金“花朵”、记忆合金弹簧等