20.2 开发新能源 (共33张PPT)
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课件33张PPT。沪粤版 九年级下册第二十章 能源与能量守恒定律
课题2 开发新能源【复习】能源是现代社会发展的基础，人类对能源的需求量逐年增长，目前国际上的能源结构主要以化石能源为主，占总能源利用量的90%以上。导入新课【思考】化石能源具有什么特点，什么样的能源结构才能符合可持续发展的要求？化石能源属于不可再生能源，而且在使用时常常伴随环境的污染，不符合可持续发展的要求。为了缓解能源危机，需要开发新型、可再生的清洁能源。【复习】上节课学习的新能源有哪些？它们有什么特征？常见的新能源有太阳能、核能、风能、水能、地热能、海洋能等。其中除了核能外，其余都是可再生能源。新课学习太阳能-永恒的动力之源太阳辐射的总功率为3.8×1023KW，辐射至地球的功率为1.7×1014KW。远远高于全球每年的发电量。太阳辐射能量【思考】太阳能作为清洁能源是取之不尽用之不竭的。太阳能的在地球上的利用途径是什么？太阳能在地球上一般经过四种途径利用。1. 植物、微生物的吸收光合作用是自然界进行能量转化的重要途径，植物吸收太阳能量，并将其转化为化学能。然后转化为薪柴和化石能源。光合作用2. 大气、水分升腾循环大气和水分的升腾循环提供了风能、水能等能源。从而为风能和水能的利用提供可能。水分升腾循环3. 海洋吸收海洋吸收太阳能，转化为海洋的内能。提供了波浪、海流和温差。海洋产生的波浪4. 人类直接利用人类直接利用太阳能包括光热转换和光电转换，比如太阳能热水器和太阳能电池。太阳能电池板活动：怎样直接利用太阳能？太阳能的利用实质为将太阳能转化为其它能量。太阳能电池将太阳能转化为电能太阳能热水器将太阳能转化为内能（光热转换）太阳能转化为氢能，为汽车提供动力【思考】太阳能利用的优缺点是什么？优点：能量来源充足，取之不尽用之不竭；清洁无污染；能量获取方便。
缺点：受季节、地理环境、气候依赖性大；能量转换效率低。【巩固练习】例1 市面上出售一种装有太阳能电扇的帽子，在阳光的照射下，小电扇快速转动，能给炎热的夏季带来一丝凉意．该装置的能量转化情况是（ ）
A．机械能→太阳能→电能 B．太阳能→机械能→电能
C．电能→太阳能→机械能 D．太阳能→电能→机械能解析：帽子上的太阳能电池板将太阳能转化为电能，供小电扇工作．小电扇工作时消耗电能，将电能转化为扇叶的机械能．故选D．D核能-造福人类的神火【思考】原子核内蕴含着巨大的能量，怎样利用这些能量呢？原子核内的能量利用主要有核裂变和核聚变。核裂变—链式反应核裂变是一种链式反应，它将较重的原子核裂变为较轻的原子核。通过中子轰击铀235，使其发生裂变。1kg铀提供的能量相当于2700t煤炭的能量。链式反应视频【思考】核裂变的原理是什么？利用中子轰击铀核，可以将铀核分裂，同时释放出2-3个中子，释放的中子可以轰击另一个铀核，这样就组成了链式反应核裂变的链式反应图解【思考】核裂变的能量如何利用？链式反应产生的能量密度非常高，不加以控制就会产生爆炸，原子弹就是这样制造的。在实际利用时，控制中子的产生数量和速率，可以控制核裂变的速率，从而利用核能。原子弹核电站核电站原理视频核电站发电原理：铀235进行链式反应放出大量的热，冷却水吸收热量后产生大量水蒸气，水蒸气推动蒸汽轮机转动，蒸汽轮机又带动发电机发电。核电站发电过程是：核能→水和蒸汽的内能→发电机转子的机械能→电能。核聚变—热核反应质量较轻的氘原子核和氚原子核在吸收巨大能量的同时，变为质量较大的原子核，释放出更大的能量。这种巨大的能量来源于超高温，所以核聚变又称为热核反应。核聚变方程太阳本身就是核聚变核聚变的能量密度更高，1L海水中具有0.03g氘原子，对应300L汽油的能量。受控核聚变是利用核聚变能量的关键，目前人类无法控制核聚变，对核聚变的利用主要为核爆炸。氢弹爆炸我国的核电站分布国家能源局1月14日公布的数据显示：截至2012年底，全国发电装机容量达到11.44亿千瓦，其中核电1257万千瓦，占全国总装机容量的1.10 %。【思考】核能在利用时有什么优劣呢？核能的优点在于能量密度高；不释放有毒气体；铀储量丰富；成本低等。
缺点在于核电厂容易产生放射性物质，对设备要求高；目前能量利用率较低。【巩固练习】例2 下列属于链式反应的是（ ）
A．原子弹爆炸 B．氢弹爆炸
C．镁条的燃烧 D．太阳内部发生的核反应解析： 链式反应是重核裂变时用中子轰击重核，产生多个中子，中子又会撞击重核，产生更多的中子，使裂变不断进行下去的反应过程，链式反应发生在核裂变时，故A正确；氢弹爆炸是利用核聚变；太阳内部是由于较轻的氢原子核在高温下发生聚变释放能量；镁条的燃烧是一种化学变化，BCD不合题意．故选A．A其它新能源风能、海洋能和氢能都是具有很大应用前景的清洁能源。风能是空气流动产生的动能，来自于太阳能的转化。我国风能资源丰富，可开发利用的风能储量约10亿kW，其中，陆地上风能储量约2.53亿kW（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7.5亿kW，共计10亿kW。而2003年底全国电力装机约5.67亿kW。风能海洋能指依附在海水中的可再生能源，海洋通过各种物理过程接收、储存和散发能量，这些能量以潮汐能、波浪能、温差能、盐差能、海流能等形式存在于海洋之中。潮汐能指在涨潮和落潮过程中产生的势能，潮汐能主要用于发电；浪能指蕴藏在海面波浪中的动能和势能，浪能主要用于发电；海水温差能是指海洋表层海水和深层海水之间水温差的热能，温差能的主要利用方式为发电。海洋能氢能利用图示氢气的能量密度大，利用太阳能分解水制备氢气，储存后利用氢氧燃料电池发电，为汽车等设备提供动力，氢能利用产物只有水，为典型的洁净能源。氢能1.下列说法中正确的是（ ）
A．原子核在常温下就能发生轻核的聚变
B．太阳的能量来自大量的氖核的裂变
C．核电站内的核反应堆是可控制的铀核裂变
D．煤、石油、天然气都属于可再生能源课堂练习C课堂练习C2.以下属于相对清洁、又取之不尽的能源是（ ）
A．煤
B．核能
C．太阳能
D．天然气B课堂练习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．原子弹爆炸时发生的链式反应是不加控制的
C．核反应堆中发生的链式反应是不可以控制的
D．氢弹爆炸是利用裂变释放出核能课堂小结我们都学了什么？课堂小结20.2 开发新能源
1．太阳能—永恒的动力之源
太阳能的利用途径通常为能量转换的方式，包括向内能、电能和化学能的转换。太阳能热水器利用太阳能将水加热，能量转化为水的内能；太阳能电池利用太阳光转化为电能；太阳能汽车利用太阳光制备氢气，再用氢能提供汽车动力。
2．核能——造福人类的神火
核能的释放途径为核聚变和核裂变。
核裂变是一种链式反应，它将较重的原子核裂变为较轻的原子核。利用中子轰击铀核，可以将铀核分裂，同时释放出2-3个中子，释放的中子可以轰击另一个铀核，这样就组成了链式反应。核聚变是核能利用的又一大重要方式。质量较轻的氘原子核和氚原子核在吸收巨大能量的同时，变为质量较大的原子核，释放出更大的能量。这种巨大的能量来源于超高温，所以核聚变又称为热核反应。
课题2 开发新能源【复习】能源是现代社会发展的基础，人类对能源的需求量逐年增长，目前国际上的能源结构主要以化石能源为主，占总能源利用量的90%以上。导入新课【思考】化石能源具有什么特点，什么样的能源结构才能符合可持续发展的要求？化石能源属于不可再生能源，而且在使用时常常伴随环境的污染，不符合可持续发展的要求。为了缓解能源危机，需要开发新型、可再生的清洁能源。【复习】上节课学习的新能源有哪些？它们有什么特征？常见的新能源有太阳能、核能、风能、水能、地热能、海洋能等。其中除了核能外，其余都是可再生能源。新课学习太阳能-永恒的动力之源太阳辐射的总功率为3.8×1023KW，辐射至地球的功率为1.7×1014KW。远远高于全球每年的发电量。太阳辐射能量【思考】太阳能作为清洁能源是取之不尽用之不竭的。太阳能的在地球上的利用途径是什么？太阳能在地球上一般经过四种途径利用。1. 植物、微生物的吸收光合作用是自然界进行能量转化的重要途径，植物吸收太阳能量，并将其转化为化学能。然后转化为薪柴和化石能源。光合作用2. 大气、水分升腾循环大气和水分的升腾循环提供了风能、水能等能源。从而为风能和水能的利用提供可能。水分升腾循环3. 海洋吸收海洋吸收太阳能，转化为海洋的内能。提供了波浪、海流和温差。海洋产生的波浪4. 人类直接利用人类直接利用太阳能包括光热转换和光电转换，比如太阳能热水器和太阳能电池。太阳能电池板活动：怎样直接利用太阳能？太阳能的利用实质为将太阳能转化为其它能量。太阳能电池将太阳能转化为电能太阳能热水器将太阳能转化为内能（光热转换）太阳能转化为氢能，为汽车提供动力【思考】太阳能利用的优缺点是什么？优点：能量来源充足，取之不尽用之不竭；清洁无污染；能量获取方便。
缺点：受季节、地理环境、气候依赖性大；能量转换效率低。【巩固练习】例1 市面上出售一种装有太阳能电扇的帽子，在阳光的照射下，小电扇快速转动，能给炎热的夏季带来一丝凉意．该装置的能量转化情况是（ ）
A．机械能→太阳能→电能 B．太阳能→机械能→电能
C．电能→太阳能→机械能 D．太阳能→电能→机械能解析：帽子上的太阳能电池板将太阳能转化为电能，供小电扇工作．小电扇工作时消耗电能，将电能转化为扇叶的机械能．故选D．D核能-造福人类的神火【思考】原子核内蕴含着巨大的能量，怎样利用这些能量呢？原子核内的能量利用主要有核裂变和核聚变。核裂变—链式反应核裂变是一种链式反应，它将较重的原子核裂变为较轻的原子核。通过中子轰击铀235，使其发生裂变。1kg铀提供的能量相当于2700t煤炭的能量。链式反应视频【思考】核裂变的原理是什么？利用中子轰击铀核，可以将铀核分裂，同时释放出2-3个中子，释放的中子可以轰击另一个铀核，这样就组成了链式反应核裂变的链式反应图解【思考】核裂变的能量如何利用？链式反应产生的能量密度非常高，不加以控制就会产生爆炸，原子弹就是这样制造的。在实际利用时，控制中子的产生数量和速率，可以控制核裂变的速率，从而利用核能。原子弹核电站核电站原理视频核电站发电原理：铀235进行链式反应放出大量的热，冷却水吸收热量后产生大量水蒸气，水蒸气推动蒸汽轮机转动，蒸汽轮机又带动发电机发电。核电站发电过程是：核能→水和蒸汽的内能→发电机转子的机械能→电能。核聚变—热核反应质量较轻的氘原子核和氚原子核在吸收巨大能量的同时，变为质量较大的原子核，释放出更大的能量。这种巨大的能量来源于超高温，所以核聚变又称为热核反应。核聚变方程太阳本身就是核聚变核聚变的能量密度更高，1L海水中具有0.03g氘原子，对应300L汽油的能量。受控核聚变是利用核聚变能量的关键，目前人类无法控制核聚变，对核聚变的利用主要为核爆炸。氢弹爆炸我国的核电站分布国家能源局1月14日公布的数据显示：截至2012年底，全国发电装机容量达到11.44亿千瓦，其中核电1257万千瓦，占全国总装机容量的1.10 %。【思考】核能在利用时有什么优劣呢？核能的优点在于能量密度高；不释放有毒气体；铀储量丰富；成本低等。
缺点在于核电厂容易产生放射性物质，对设备要求高；目前能量利用率较低。【巩固练习】例2 下列属于链式反应的是（ ）
A．原子弹爆炸 B．氢弹爆炸
C．镁条的燃烧 D．太阳内部发生的核反应解析： 链式反应是重核裂变时用中子轰击重核，产生多个中子，中子又会撞击重核，产生更多的中子，使裂变不断进行下去的反应过程，链式反应发生在核裂变时，故A正确；氢弹爆炸是利用核聚变；太阳内部是由于较轻的氢原子核在高温下发生聚变释放能量；镁条的燃烧是一种化学变化，BCD不合题意．故选A．A其它新能源风能、海洋能和氢能都是具有很大应用前景的清洁能源。风能是空气流动产生的动能，来自于太阳能的转化。我国风能资源丰富，可开发利用的风能储量约10亿kW，其中，陆地上风能储量约2.53亿kW（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7.5亿kW，共计10亿kW。而2003年底全国电力装机约5.67亿kW。风能海洋能指依附在海水中的可再生能源，海洋通过各种物理过程接收、储存和散发能量，这些能量以潮汐能、波浪能、温差能、盐差能、海流能等形式存在于海洋之中。潮汐能指在涨潮和落潮过程中产生的势能，潮汐能主要用于发电；浪能指蕴藏在海面波浪中的动能和势能，浪能主要用于发电；海水温差能是指海洋表层海水和深层海水之间水温差的热能，温差能的主要利用方式为发电。海洋能氢能利用图示氢气的能量密度大，利用太阳能分解水制备氢气，储存后利用氢氧燃料电池发电，为汽车等设备提供动力，氢能利用产物只有水，为典型的洁净能源。氢能1.下列说法中正确的是（ ）
A．原子核在常温下就能发生轻核的聚变
B．太阳的能量来自大量的氖核的裂变
C．核电站内的核反应堆是可控制的铀核裂变
D．煤、石油、天然气都属于可再生能源课堂练习C课堂练习C2.以下属于相对清洁、又取之不尽的能源是（ ）
A．煤
B．核能
C．太阳能
D．天然气B课堂练习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．原子弹爆炸时发生的链式反应是不加控制的
C．核反应堆中发生的链式反应是不可以控制的
D．氢弹爆炸是利用裂变释放出核能课堂小结我们都学了什么？课堂小结20.2 开发新能源
1．太阳能—永恒的动力之源
太阳能的利用途径通常为能量转换的方式，包括向内能、电能和化学能的转换。太阳能热水器利用太阳能将水加热，能量转化为水的内能；太阳能电池利用太阳光转化为电能；太阳能汽车利用太阳光制备氢气，再用氢能提供汽车动力。
2．核能——造福人类的神火
核能的释放途径为核聚变和核裂变。
核裂变是一种链式反应，它将较重的原子核裂变为较轻的原子核。利用中子轰击铀核，可以将铀核分裂，同时释放出2-3个中子，释放的中子可以轰击另一个铀核，这样就组成了链式反应。核聚变是核能利用的又一大重要方式。质量较轻的氘原子核和氚原子核在吸收巨大能量的同时，变为质量较大的原子核，释放出更大的能量。这种巨大的能量来源于超高温，所以核聚变又称为热核反应。