22_3 22_4太阳能能源与可持续发展 (课件) (共43张PPT)【2023-2024年度人教版九全物理高效实用备课】

(共43张PPT)
人教九全物理同步精品课件
人教版九年级
第二十二章 能源与可持续发展
第3、4节 太阳能 能源与可持续发展
学习目标
新课引入
新知学习
1
2
3
4
课堂小结①
课堂小结②
动植物的生长，人类的活动都无法离开太阳。这个发光发热的大火球已经存在了50亿年之久。你是否了解太阳？
人类是否能够从距离地球1.5亿千米远处的太阳上，获取所需的能源？
新课引入
1.知道太阳能的由来及其特点
2.大致了解利用太阳能的方式及其新进展
3.知道能量的转移和转化有一定的方向性
4.认识随着大量的能源消耗所产生的环境问题，对于能源的开发和利用有可持续发展的意识
5.了解未来理想能源的特征
学习目标
太阳距地球1.5亿千米，直径大约是地球的110倍，体积是地球的130万倍，质量是地球的33倍，核心温度高达1500万摄氏度
一、太阳——巨大的核能火炉
新知学习
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。太阳核心每时每刻都在发生氢弹爆炸，太阳就像一个巨大的“核能火炉”
太阳表面温度约6 000 °C ，太阳至今已经稳定地“燃烧”了近50亿年，而且还能继续“燃烧”50亿年
太阳向外辐射的能量中，只有约二十亿分之一传递到地球
太阳光已经照耀我们的地球近50亿年，地球在这近50亿年中积累的太阳能是我们今天所用大部分能量的源泉，人类的日常生活，也无法离开阳光
二、太阳是人类能源的宝库
远古时期的植物通过光合作用将太阳能转化为生物体内的化学能。经过地壳的不断运动，死后的动植物躯体埋在地下和海底。经过几百万年的复杂变化，变成了煤、石油、天然气
今天我们开采化石燃料，实际上是在开采上亿年前地球接收的太阳能
根据图示内容，说明太阳辐射到地球的能量的利用、转化和守恒的情况。
想 想 议 议
(1)地球上的风能、水能、生物质能等都是来源于太阳。地球上任何地方都在吸收太阳的热能量，但是由于地面每个部位受热的不均匀性，空气的冷暖程度就不一样。于是，暖空气膨胀变轻后上升，冷空气冷却变重后下降，这样冷暖空气便产生流动，形成了风。地球表面的一部分水吸收太阳的能量经过蒸发形成水蒸气，暖湿气流从地面升起，达到过饱和而凝结成云，遇到冷空气就形成雨。
(2)植物通过光合作用从太阳获取能量，以化学能的形式存储在植物体内。
(3)人类和动物从植物或其他动物获取生物质能以维持生命。
总之，整个能量是守恒的。
三、太阳能的利用
直接利用太阳能的方式主要有两种
1.光热转化
用集热器收集阳光中的能量来加热水等物质，实现了把太阳能转化为内能
太阳能
内能
热水
冷水
水箱
集热器
太阳光
集热器的原理
1.在一个黑色盘子和一个白色盘子中分别注入约1cm深的冷水，用温度计测量初温。
2.将玻璃板（或透明塑料纸）盖在盘子上，然后放在阳光下晒一个小时。
3.移开盖板，用温度计测量水温。哪个盘中的水温高？
自制太阳能集热器
为什么要用黑色的盘子？为什么盘子上面要盖玻璃板？
黑色盘子中的水温高，因为黑色盘子吸热性比白色盘子的吸热性要强。
在盘子上面盖玻璃板是防止水蒸发变成水蒸气跑掉（同时带走热量）。
想 想 做 做
2.光电转化
太阳能电池可以将太阳能转变为电能；在航空、航天、交通、通信等领域中有较为广泛的应用。
太阳能
电能
塔式太阳能发电站
集热塔 加热水，通过水蒸气推动汽轮机发电
定日镜 追着太阳转，反射阳光
2022年7月24日，长征五号 B 火箭成功发射了问天实验舱，问天实验舱配备了目前国内最大的柔性太阳翼，双翼全部展开后可达 55 米。太阳翼可以双自由度跟踪太阳，每天平均发电量超过 430 千瓦时，将为空间站运行提供充足的能源。
问天实验舱
试验中的太阳能汽车
优点 缺点
太阳能技术的优缺点
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
太阳能
太阳能的利用
太阳能的价值
光热转化
光电转化
产生：
辐射方式：
氢原子核在超高温下发生聚变
大部分太阳能以热和光的形式向四周辐射
化石能源、风能、水能等来源于太阳能
课堂小结
1.太阳能可以直接利用，下列装置中把太阳能转化成内能的是（ ）。把太阳能转化成电能的是（ ）。
A.硅光电池 C.太阳集热器
B.太阳灶 　 D.太阳能热电站
2.当今人类利用的常规能源是（ ），新能源是（ ）。
A .化石能源 C .核能
B .太阳能 D .电能
BC
AD
AD
BC
随堂练习
除了地热能、潮汐能和原子核能以外，地球上所有其他能源全部来自太阳能
3. 太阳能是未来人类最合适，最安全，最理想的能源，在当下化石能源日益枯竭的情况下，人类对于未来太阳能的利用更加重视．关于太阳能，下列说法正确的是(　　)
A. 对于人类来说，太阳能几乎可以说是一种取之不尽、用之不竭的永久性能源
B. 太阳能分布广阔，获取方便，处处可以利用
C. 太阳能到达地面的功率稳定，不会受气候和季节的影响
D. 不是直接或间接来自太阳的能量有：地热能、核能、潮汐能和风能
A
回忆：能量的转化和转移守恒定律
　　能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化或转移的过程中，其总量保持不变
四、能量转移和能量转化的方向性
既然能量是守恒的，那地球上的能量就不会减少了，为什么还需要节约能源？
在实际中会出现能源危机吗？
　　我们从石油中提炼出汽油，内燃机把能源中储备的化学能转化为汽车的机械能、内能。这些机械能、内能无法再转化回可以被利用的能源。
化学能
内能
内能
机械能
　　火力发电厂把煤中贮存的化学能转化为电能，供生产和生活用。用电器将电能转化为内能、光能、机械能多种形式的能后，这些能量无法再变回能源。
化学能
内能
内能
电能
　 在热传递的过程中，热量只能自发地从高温物体转移到低温物体，不能相反。如果要使热量从低温物体转移到高温物体，就需要消耗其他形式的能量。
　例如电冰箱就需要消耗电能。
汽车制动时，由于摩擦，动能转化成了轮胎、地面和空气的内能，这些消耗的能量不能再自动地用来驱动汽车。
能量的转化、能量的转移，都是有方向性的。人们是在能量的转化和转移的过程中利用能量。
能源的利用是有条件的，我们所能利用的能源是有限的，所以需要节约能源。
化石能源通过燃烧转化为内能，相当一部分内能没有被有效利用
五、能源消耗对环境的影响
汽车尾气造成空气污染和城市热岛效应
燃料燃烧产生的大量二氧化碳，加剧了地球的温室效应
化石燃料燃烧还生成二氧化硫、氮氧化物、粉尘和一氧化碳等有害物质。
1.提高能源的利用率，减少在能源使用中对环境的破坏
六、能源与可持续发展
（ 1 ）让燃料充分燃烧；
（ 2 ）采用保温隔热措施，减小热量的损失；
（ 3 ）充分利用余热和减少有害摩擦；
（ 4 ）减少能量转化的中间环节．
可再生能源：
　　太阳能、风能、水能等可以在自然界里源源不断地得到
2.发展新的理想能源
不可再生能源：
　　化石能源、核能等能源会越用越少
满足条件：
　　1. 必须足够丰富，可以保证长期使用；
　　2. 必须足够便宜，可以保证多数人用得起；
　　3. 相关的技术必须成熟，可以保证大规模使用；
　　4. 必须足够安全、清洁，可以保证不会产生严重的后果。
未来理想新能源
能源危机
能源消耗对环境的影响
保护环境
能源与可持续发展
能量转移和能量转化的方向性
不可再生能源和可再生能源
未来的理想能源
能源与可持续发展
课堂小结
1.在下列有关能或能源的讨论中，你认为错误的是（ ）
A.人类社会面临能源危机，总有一天能量会被消耗殆尽
B.煤、石油、天然气等的储量有限，人类面临能源危机
C.很多传统能源已走向枯竭，但我们可以开发新的能源
D.太阳能、风能、水力、地热能、潮汐能等是取之不尽的
A
随堂练习
2.以下关于核能发电的说法中正确的是 （ ）
A.日本福岛核事故造成放射性污染，所以应该关闭所有核电站
B.核能既是可再生能源又是新能源，所以应该大力发展核电
C.目前核电站获得核能的途径是核聚变，是不加控制的
D.核反应堆中发生的链式反应是可控的
D
3.近年来，我国沿海地区利用潮汐现象建成了潮汐发电站，其原理就是利用海水的流动来推动发电机工作，从能量转化的角度，潮汐发电是将 （ ）
A.海水的机械能转化成电能 B.海水的化学能转化成电能
C.电能转化成海水的势能 D.电能转化成海水的机械机
A
4.我国幅员辽阔，各地的自然条件有很大差异，这是发展各有特点的可再生能源的有利条件。请你列举三种不同的可再生能源例子，说明我国在哪个地方有利于发展（或已经发展了）哪种可再生能源。
可再生能源：太阳能、风能、潮汐能等
沙漠地区可以利用太阳能和风能；
沿海地区可以利用潮汐能和风能。
谢谢
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