人教版九年级物理下册第二十二章能源与可持续发展22.2新能源的发展课件(38页PPT)

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第2节 新能源的发展
九年级
初中物理
第二十二章 能源与可持续发展
1.了解原子、原子核的结构。
2.了解核裂变、核聚变，知道核能的优点和可能带来的问题。
3.知道太阳能的由来及其特点。
4.了解利用太阳能的方式及其新进展。
学习目标
我国第一颗原子弹爆炸时的情景
我国第一颗氢弹爆炸时的情景
1964年10月16日15时，我国第一颗原子弹爆炸成功。你知道原子弹为什么会突然放出那么大的能量吗？氢弹和原子弹的原理相同吗？
原子核（带正电）
核外电子
（带负电）
质子（带正电）
中子（不带电）
原子
电子
质子和中子
核能
知识点一
质子和中子依靠强大的核力紧密地结合在一起，要使它们分裂或结合都是极其困难的。
分裂
结合
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时，就有可能释放出惊人的能量，这就是核能。
核裂变
核聚变
释放核能的方式
1938年，科学家用中子轰击质量比较大的铀235原子核，使其发生了裂变。
1kg铀全部裂变，释放的能量超过2000t煤完全燃烧时释放的能量。
1.裂变
用中子轰击铀核
外界中子停止轰击，裂变也就停止了。怎样才能让裂变继续下去呢？
裂变
发生条件
将火柴搭成左下图所示结构，点燃第一根火柴后，会发生什么？
用中子轰击铀235原子核，铀核在分裂时，会产生几个新的中子，这些中子会继续轰击其他铀核。于是就导致一系列铀核持续裂变，并释放出大量核能。
核电站利用核能发电
1942年，人类利用核反应堆第一次实现了可控制的铀核裂变。
核电站的核心设备是核反应堆。核反应堆是原子核发生链式反应的场所。
裂变的应用
核能
内能
内能
机械能
电能
核
裂变
热交换器
发
电机
秦山核电站
大亚湾核电站
田湾核电站
岭奥核电站
核能发电的利与弊
利 弊
不造成空气污染 产生放射性废料
排热量大
消耗核能源少 建厂成本大
发电成本低 核泄漏污染大
链式反应如果不加以控制，大量原子核就在一瞬间发生裂变，释放出极大的能量。原子弹就是根据这个原理制成的。
原子弹
将质量较小的原子核结合起来，也会释放出巨大的核能，这一过程就是聚变。也称为热核反应。
超高温
发生条件
2.聚变
氢弹
氘核和氚核都属于氢核的一种。大量氢核的聚变，可以在瞬间释放惊人的能量。氢弹利用的就是聚变瞬间释放的能量。
聚变的应用
现阶段科学家还没有找到持续可供使用的控制核聚变的方法。海水中蕴藏着丰富的氘核，通过可控聚变来利用核能，有望彻底解决人类能源问题！
太阳能
知识点二
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33万倍，核心温度高达1 500万摄氏度。
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，比原子弹爆炸威力更大。太阳就像一个巨大的“核能火炉”。
太阳表面温度约6 000 ℃，太阳核心释放的能量向外扩散可以传送的太阳表面。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。
太阳能是人类能源的宝库
1、化石能源来源于太阳能。
2、风能、水能来源于太阳能。
3、生物质能来源于太阳能。
想象如果没有太阳，我们的世界会变成什么样子？
【讨论·交流】
如果没有太阳，地球上将到处是黑暗，到处是寒冷，没有风、雪、雨、露，没有草、木、鸟、兽，自然也没有人。一句话，没有太阳，就没有我们这个美丽可爱的世界。
例如，用太阳炉、太阳能热水器等装置把太阳能转化成内能来做饭、烧水等等，也可用集热器把水加热，产生水蒸气，再推动汽轮发电机发电——这就叫太阳能热电站。
1.把太阳能转化成内能以供利用
太阳能热发电电站
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
太阳能
内能
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。
光热转化
热水
冷水
水箱
集热器
太阳光
集热器的原理
例如，用硅光电池——也叫太阳能电池，把太阳能直接转化成电能。太阳能电池的应用已很广泛，像人造卫星上的电源、太阳能汽车上的电源，小型电视机、计算器上的电源，城
市道路路灯的电源等等都可用太阳能电池，我国还用太阳能电池做航标灯的电源，铁路信号灯的电源等等）。
2.通过光电转换装置把太阳能直接转化成电能
太阳能
电能
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。
光电转化
2010年，上海世博会中国馆采用了大量先进的太阳能科技，整座世博园的太阳能发电装置每年预计节电约420 万千瓦时，减排二氧化碳约4 100 吨。
万物生长靠太阳。绿色植物利用太阳光进行光合作用促使植物生长，从而将太阳能转化为化学能。
3.通过光化转换装置把太阳能转化成化学能
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
太阳能技术的优缺点
课堂小结
随堂练习
1.组成原子核的粒子是 （ ）
A.带正电的质子和带负电的电子
B.带正电的质子和不带电的中子
C.带正带的质子、带负电的电子和不带电的中子
D.带负电的电子和不带电的中子
B
2. 近年来，我国在科技领域取得了许多成就，下列有关说法正确的是（　　）
A. “嫦娥五号”采集的月球样品带回地球后，质量会变大
B. “奋斗者号”潜水器用钛合金做外壳，利用其导电性好
C. “天和号”核心舱升入太空后，与地面通过电磁波联系
D. “国和一号”核电机组发电，利用的是核聚变释放能量
C
不变
硬度高
核裂变
3．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
D
聚变也能
聚变
可控的
4.我国第三代核电技术“华龙一号”已成为继高铁之后的又一张中国名片。核能属于________次能源．核电站利用核反应堆中铀核________（填“裂变”或“聚变”）时产生的内能，通过________（填“汽轮机”或“内燃机”）做功，带动发电机发电。
一
裂变
汽轮机
5．我国提出要建设“资源节约型、环境友好型”社会，“安全、清洁”是今后能源开发和利用的方向。下列能源最符合这一要求的是（ ）
A.石油 B.太阳能 C.煤炭 D.核能
B
6．关于太阳能的下列说法中错误的是（ ）
A.太阳能分布广泛，获取方便，无需开采运输
B.太阳内部不断地进行核聚变，以电磁波的形式向外辐射能量
C.太阳能十分巨大，供应时间长久，目前太阳能的转换率也很高
D.太阳能安全、清洁，利用太阳能不会对环境造成污染
C
低