18.3太阳能-苏科版九年级物理下册课件(共40张PPT)

18.3 太阳能
三种利用太阳能的方式
新石器时代原始先民在岩石上所刻的太阳图像
太阳很神奇也很神秘。太阳很远，它距离地球约1.5×108km；太阳很大，它的直径约是地球的109倍，体积是地球的130万倍，质量约是地球的33万倍；太阳很热，它的表面的温度约为6000℃，内部核心温度高达1.5×107℃（1 500万℃。
认识太阳内部结构
从内到外依次是：太阳核心、辐射层、对流层、太阳大气
一、太阳——巨大的核能火炉
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，大部分太阳能以热和光的形式向四周辐射开去。太阳就像一个巨大的“核能火炉”。
一、太阳——巨大的核能火炉
太阳这个巨大的“核能火炉”已经“燃烧”了近50亿年，再过50亿年才能燃尽自己的核燃料。
一、太阳——巨大的核能火炉
太阳中蕴藏着无比巨大的能量。据估计，太阳每几天向地球辐射的能量，就相当于地球上蕴藏的所有化石燃料所具有的化学能的总和。
同时，由于太阳能（ salor energy）分布广阔、获取方便、不会造成环境污染，所以太阳能是人类未来的理想能源之一。
一、太阳——巨大的核能火炉
迄今为止，我们的太阳了解得还不够，还无法直接探测太阳内部的情况，因此还有很多奥秘等待我们去探究。
一、太阳——巨大的核能火炉
二、地球上的能源
风能（wind energy）
风能，空气流动所产生的动能。太阳能的一种转化形式。由于太阳辐射造成地球表面各部分受热不均匀，引起大气层中压力分布不平衡，在水平气压梯度的作用下，空气沿水平方向运动形成风。风能资源的总储量非常巨大，一年中技术可开发的能量约5.3×1013千瓦时。风能是可再生的清洁能源，储量大、分布广，但它的能量密度低，只有水能的1/800，并且不稳定。在一定的技术条件下，风能可作为一种重要的能源得到开发利用，通过风力机将风的动能转化成机械能、电能和热能等。
二、地球上的能源
地热能（Geothermal Energy）
二、地球上的能源
地热能（Geothermal Energy）
地热能是由地壳抽取的天然热能，这种能量来自地球内部的熔岩，并以热力形式存在，是引致火山爆发及地震的能量。
地球内部的温度高达7000℃，而在80至100公英里的深度处，温度会降至650至1200℃。透过地下水的流动和熔岩涌至离地面1至5公里的地壳，热力得以被转送至较接近地面的地方。高温的熔岩将附近的地下水加热，这些加热了的水最终会渗出地面。运用地热能最简单和最合乎成本效益的方法，就是直接取用这些热源，并抽取其能量。
二、地球上的能源
潮汐能（tide energy）
因月球引力的变化引起潮汐现象，潮汐导致海水平面周期性地升降，因海水涨落及潮水流动所产生的能量称为潮汐能。
其水位差表现为势能，其潮流的速度表现为动能。这两种能量都可以利用，是一种可再生能源。由于在海水的各种运动中潮汐最守信，最具规律性，又涨落于岸边，也最早为人们所认识和利用，在各种海洋能的利用中，潮汐能的利用是最成熟的。
二、地球上的能源
生物质能（biomass energy）
生物质能是自然界中有生命的植物提供的能量。这些植物以生物质作为媒介储存太阳能。属再生能源。据计算，生物质储存的能量为270亿千瓦，比目前世界能源消费总量大2倍。人类历史上最早使用的能源是生物质能。19世纪后半期以前，人类利用的能源以薪柴为主。当前较为有效地利用生物质能的方式有： (1) 制取沼气。主要是利用城乡有机垃圾、秸秆、水、人畜粪便，通过厌氧消化产生可燃气体甲烷，供生活、生产之用。(2) 利用生物质制取酒精。当前的世界能源结构中，生物质能所占比重微乎其微。
二、地球上的能源
思考与讨论：
二、地球上的能源
1.在风能、地热能、潮汐能、生物质能、核能等几种能源中，哪些能源来自太阳？
风能、生物质能来自于太阳
2.哪些是可再生能源，哪些是不可再生能源？
核能是不可再生能源；
风能、地热能、潮汐能、生物质能是可再生能源；
思考与讨论：
二、地球上的能源
3.哪些能源在应用时会产生污染？
生物质能、核能、化石能源
4.你知道能源获取和使用的大致情况吗？说明其中所涉及的能量转化过程。
据粗略估计，太阳向地球表面辐射的功率为1.7×1017W，相当于12000亿吨标准煤释放的能量。
1、太阳能十分巨大．
三、太阳能的优点
太阳能会不会用完呢？根据科学家推算，太阳像现在这样不停地向外辐射能量，还可以维持50亿年以上，对于人类来说，太阳能可以说是一种取之不尽，用之不竭的永久性能源.
2、太阳能供应时间长久．
三、太阳能的优点
只要太阳能照到的地方，就有太阳能，不用专门去寻找；只要用东西接收就行了，不需要挖掘开采。
3、太阳能分布广阔，获取方便．
三、太阳能的优点
太阳能是最干净的能源，开发、利用太阳能不会给我们带来污染．
4、使用太阳能安全、不污染环境．
三、太阳能的优点
人们常说，太阳是人类的“能源之母”。从广义的角度看，太阳能不仅包括直接辐射到地球表面的太阳能，而且还包括由它所引起的水能、风能、生物质能等。现在广泛开采并使用的石油、天然气和煤等化石能源也都来自于太阳。可以说，地球上除了核能、地热能和潮汐能以外，几乎所有能源都来自于太阳。
四、太阳能的应用
1、光热转换——把太阳能转化成内能以供利用
例如蔬菜大棚、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。
四、太阳能的应用
1、光热转换——把太阳能转化成内能以供利用
四、太阳能的应用
2、光化转换——把太阳能转化成化学能
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。
四、太阳能的应用
2、光化转换——把太阳能转化成化学能
四、太阳能的应用
3、光电转换——通过光电转换装置把太阳能转化成电能
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。
四、太阳能的应用
3、光电转换——通过光电转换装置把太阳能转化成电能
四、太阳能的应用
3、光电转换——通过光电转换装置把太阳能转化成电能
四、太阳能的应用
3、光电转换——通过光电转换装置把太阳能转化成电能
四、太阳能的应用
英国第一艘利用太阳能驱动引擎的船
太阳能船的内部景观
利用太阳能的三种方式
1、通过光热转换，把太阳能转化为内能；
2、通过光电转换，把太阳能转化为电能；
3、通过光化转换，把太阳能转化为化学能。
内能
电能
化学能
结束语：
　　要大规模地直接利用太阳能还要做大量的研究工作，现在已取得一定成果，只要不断努力，必将会不断有新的进展，随着科学技术的进步，应用也将越来越广泛．有人预言，本世纪，太阳能将会成为人类的重要能源之一．
例1．太阳中蕴藏着无比巨大的能量，下列说法正确的是(　　)
A．太阳能是不可再生能源
B．太阳能的应用会严重污染环境
C．太阳能的应用具有广阔前景
D．太阳能不能转化成电能
C
例2．如图所示是某学生设计的一款不夜灯，它的一侧是太阳能电池板，另一侧高效节能的LED灯．关于小夜灯中所应用的物理知识，下列说法正确的是（ ）
A．太阳能电池板主要是靠白天接受阳光的照射而获得能量
B．太阳能电池板将电能转化为内能
C．LED灯是由电阻很小的铜质材料制成的
D．LED灯不发光时也有电流通过
A
例3．人类利用太阳能的实质，是将太阳能转化为其他形式的能量．如图所示画出了太阳能三种转化的方框图，其中椭圆表示转化的装置或物体，菱形表示太阳能所转化的另一种能量形式．则按顺序填空 ? 、? 、? 。
太阳能电池
绿色植物
内能
例4．绿色植物通过光合作用，可以将太阳能转化为＿＿＿能．资料显示，在地球上阳光充足的地方，1m2的面积每年获得的太阳能可达4.2×109J．这些能量相当于＿＿kg焦炭完全燃烧放出的热量（焦炭的热值为3.0×107J/kg）．
化学
已知条件：
E=4.2×109J，
q=3.0×107J/kg
隐含条件：
Q放=E
数据关系：
Q放=mq
140
例5．太阳能路灯的杆顶端有太阳能电池板，它将太阳能转化为电能，并向杆下方的蓄电池充电，供夜晚路灯照明．若在一段时间内，太阳光辐射到该太阳能电池板的能量为2.7×107J，这与完全燃烧＿＿kg的煤放出的热量相当；这些能量经转化后，可供功率为35W的路灯工作60h，那么该太阳能路灯的能量转化效率是＿＿%．（煤的热值为3.0×107J/kg）
0.9
28
18.3 太阳能
三种利用太阳能的方式
1、光热转换——把太阳能转化成内能以供利用
例如蔬菜大棚、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。
四、太阳能的应用