20.2开发新能源

1、 太阳深处的温度太阳深处的温度极高约为极高约为1.5107，极高压力约，极高压力约21016Pa，到地面的太阳辐射功率达，到地面的太阳辐射功率达1.71014kW。看了数据再请同学们计算一下：太阳每小时辐射到地球看了数据再请同学们计算一下：太阳每小时辐射到地球的总能量有多少？的总能量有多少？W=Pt=1.71017W3600s=6.121020J （1）太阳能十分巨大太阳能十分巨大太阳能太阳能永恒的动力之源永恒的动力之源 地球每小时从太阳获得的太阳能量有地球每小时从太阳获得的太阳能量有6.126.1210102020焦，焦，这比目前全世界在一年内能源生产的总量还多，可见太这比目前全世界在一年内

2、能源生产的总量还多，可见太阳能有多么巨大阳能有多么巨大 那么太阳能会不会用完呢？根据科学家推算，太阳那么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，还可以维持像现在这样不停地向外辐射能量，还可以维持5050亿年以亿年以上，对于人类来说，太阳能可以说是一种取之不尽，用上，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。之不竭的永久性能源。（2 2）太阳能供应时间长久太阳能供应时间长久 我们到哪里去获取太阳能？怎样获取呢？（只要太阳我们到哪里去获取太阳能？怎样获取呢？（只要太阳能照到的地方，就有太阳能，不用专门去寻找；只要能照到的地方，就有太阳能，不用专门

3、去寻找；只要用东西接收就行了，不需要挖掘开采）用东西接收就行了，不需要挖掘开采）（3 3）太阳能分布广阔，获取方便。太阳能分布广阔，获取方便。 例如用太阳炉、太阳能热水器等装置把太阳能转化成内能例如用太阳炉、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，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再推动汽轮发电机发电这就叫太阳能热电站这就叫太阳能热电站。（1 1）把太阳能转化成内能把太阳能转化成内能2.2.人类直接利用太阳能有三条途径人类直接利用太阳能有三条途径例如用硅光电池例如用硅光电池也叫太阳能电池，把太阳能直接转化也叫

4、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，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阳能电池做航标灯的电源，铁路信号灯的电源等等等 。 （2）把太阳能直接转化成电能把太阳能直接转化成电能万物生长靠太阳。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

5、化为化学能。生长，从而将太阳能转化为化学能。 （3 3）把太阳能转化成化学能把太阳能转化成化学能核能核能造福人类的造福人类的“神火神火”原子核内的各个粒子间存在强大的吸引原子核内的各个粒子间存在强大的吸引力力核力核力当原子核发生变化时当原子核发生变化时, ,就可能释放出惊就可能释放出惊人的能量人的能量 1938年，科学家用中子轰击质量比较大的铀年，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。原子核，使其发生了裂变。 1 kg铀全部裂变，释放的能量超过铀全部裂变，释放的能量超过2 700 t标标准煤完全燃烧时释放的能量。准煤完全燃烧时释放的能量。用中子轰击铀核，铀核才能发生裂变，

6、放出用中子轰击铀核，铀核才能发生裂变，放出能量。能量。外界中子停止轰击，裂变也就停止了。怎样外界中子停止轰击，裂变也就停止了。怎样才能让裂变继续下去呢？才能让裂变继续下去呢？（1）发生裂变的条件发生裂变的条件那么，地球上的能源是否是无尽的呢？将火柴搭成左下图所示结构，点燃第一根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？火柴后，会发生什么？（2）链式反应）链式反应用中子轰击铀用中子轰击铀235235原子核，铀核在分裂时，会释原子核，铀核在分裂时，会释放出核能，同时还会产生几个新的中子，这些中子会放出核能，同时还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

7、裂变，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，这就是裂变中的链式反应。并释放出大量核能，这就是裂变中的链式反应。核电站的核心设备是核电站的核心设备是核反应堆。核反应堆是原子核反应堆。核反应堆是原子核发生链式反应的场所。核发生链式反应的场所。1942年年，人类利用核反，人类利用核反应堆第一次实现了可控制的应堆第一次实现了可控制的铀核裂变。铀核裂变。1954年年，建立了，建立了世界第一座核电站。世界第一座核电站。目前，全世界已经建成了几百座核电站，核电发电量接近全目前，全世界已经建成了几百座核电站，核电发电量接近全球发电量的球发电量的1/5。我国大陆正在运行的核电站有。我

8、国大陆正在运行的核电站有6座，核发电量占座，核发电量占总发电量的总发电量的1.8%。（3）应用：核电站利用核能发电）应用：核电站利用核能发电将质量较小的原子核结合起来，也会释放出巨大将质量较小的原子核结合起来，也会释放出巨大的核能。的核能。氘氘氚氚氦核氦核中子中子氘核与氚核在超高温下结合形成氦核和一个中子，能氘核与氚核在超高温下结合形成氦核和一个中子，能释放大量核能。这一过程就是聚变。释放大量核能。这一过程就是聚变。能量能量聚变聚变聚变又叫热核反应聚变又叫热核反应 一个氘核由一个质子和一个中子组成，一个氚核由一个质子和二个中子组成，它们发生聚变反应结合成由二个质子和二个中子组成的氦核时，要放出

9、一个中子，并释放出核能。 一定质量的氘核和氚核聚变时放出的能量要比等量的铀核裂变时放出的能量大几倍。 聚变需要在几百万摄氏度的高温下才能发生，因此聚变又叫热核反应。自然界中的热核反应自然界中的热核反应自然界中，太阳内部的自然界中，太阳内部的温度高达摄氏温度高达摄氏1千万度千万度以上，在那里就进行着以上，在那里就进行着大规模的聚变反应。太大规模的聚变反应。太阳辐射出的光和热，正阳辐射出的光和热，正是由聚变反应释放的核能转化而来的。可以说，地球是由聚变反应释放的核能转化而来的。可以说，地球上的人类每天都享用着聚变释放出的能量。上的人类每天都享用着聚变释放出的能量。比较比较裂变裂变聚变聚变定义定义条件条件释放核能的大小释放核能的大小是否可控是否可控应用应用较大原子核分裂为较大原子核分裂为较小原子核的过程较小原子核的过程质量小的原子核结质量小的原子核结合成较大原子核的合成较大原子核的过程过程中子轰击较大原中子轰击较大原子核子核超高温超高温巨大巨大更加巨大更加巨大裂变的链式反应可控裂变的链式反应可控聚变目前不可控聚变目前不可控原子弹、