資源簡介

(共40張PPT)
第3節 太陽能
學習目標
1.初步認識太陽的結構，知道太陽能是太陽內部發生核聚變形成的，知道太陽能是人類的資源寶庫。
2.了解利用太陽能的方式。
1.巨大的“核能火爐”：在太陽內部，氫原子核在超 下發生 ，釋放出巨大的核能。
2.太陽是人類能源的寶庫：地球在這 50 億年中積累的 是我們今天所用大部分能量的源泉。
3.太陽能的利用：目前直接利用太陽能的方式主要有兩種，一種是用 把水等物質加熱，另一種是用 把太陽能轉化成電能。
高溫
聚變
太陽能
集熱器
太陽能電池
你用過太陽能熱水器嗎？它具有方便、節能、高效的特點，深得人們的青睞。同學們，你們知道它的原理嗎？它是怎么樣工作的？
太陽—巨大的“核能火爐”
知識點一
　　太陽距地球1.5億千米，直徑大約是地球的110倍，體積是地球的130萬倍，質量是地球的33萬倍，核心溫度高達1 500萬攝氏度。
在太陽內部，氫原子核在超高溫下發生聚變，釋放出巨大的核能。太陽核心每時每刻都在發生氫彈爆炸，太陽就像一個巨大的“核能火爐”。
太陽表面溫度約6 000 ℃，太陽至今已經穩定地“燃燒”了近50億年，而且還能繼續“燃燒”50億年。
太陽是人類能源的寶庫
知識點二
太陽向外輻射的能量中，只有約二十億分之一傳遞到地球。
太陽光已經照耀我們的地球近50億年，地球在這50億年中積累的太陽能是我們今天所用大部分能量的源泉。人類的日常生活，也無法離開陽光。
化石能源的形成
遠古時期的植物通過光合作用將太陽能轉化為生物體內的化學能。
經過地殼的不斷運動，死后的動植物軀體埋在地下和海底。
經過幾百萬年的復雜變化，變成了煤、石油、天然氣。
今天我們開采化石燃料，實際上是在開采上億年前地球接收的太陽能。
想 想 議 議
根據圖示內容，說明太陽輻射到地球的能量的利用、轉化和守恒的情況。
(1)地球上的風能、水能、生物質能等都是來源于太陽。地球上任何地方都在吸收太陽的熱能量，但是由于地面每個部位受熱的不均勻性，空氣的冷暖程度就不一樣。于是，暖空氣膨脹變輕后上升，冷空氣冷卻變重后下降，這樣冷暖空氣便產生流動，形成了風。地球表面的一部分水吸收太陽的能量經過蒸發形成水蒸氣，暖濕氣流從地面升起，達到過飽和而凝結成云，遇到冷空氣就形成雨。
(2)植物通過光合作用從太陽獲取能量，以化學能的形式存儲在植物體內。
(3)人類和動物從植物或其他動物獲取生物質能以維持生命。
總之，整個能量是守恒的。
太陽能的利用
知識點三
　　直接利用太陽能的方式主要有兩種。
　　用集熱器收集陽光中的能量來加熱水等物質。實現了把太陽能轉化為內能。
1．光熱轉化
樓頂上的太陽能集熱器為住戶提供熱水
太陽能
內能
水箱
熱水
冷水
集熱器
太陽光
集熱器的原理
想想做做
1.在一個黑色盤子和一個白色盤子中分別注入約1cm深的冷水，用溫度計測量初溫。
2.將玻璃板（或透明塑料紙）蓋在盤子上，然后放在陽光下曬一個小時。
3.移開蓋板，用溫度計測量水溫。哪個盤中的水溫高？
自制太陽能集熱器
黑色盤子中的水溫高，因為黑色盤子吸熱性比白色盤子的吸熱性要強。
在盤子上面蓋玻璃板是防止水蒸發變成水蒸氣跑掉（同時帶走熱量）。
為什么要用黑色的盤子？為什么盤子上面要蓋玻璃板？
想一想
太陽能電池可以將太陽能轉化為電能；
在航空、航天、交通、通信等領域中有較為廣泛的應用。
2．光電轉化
太陽能
電能
試驗中的太陽能汽車
太陽能電池陣列
太陽能熱發電電站
集熱塔 加熱水，通過水蒸氣推動汽輪機發電
定日鏡 追著太陽轉，反射陽光
　　2010年，上海世博會中國館采用了大量先進的太陽能科技，整座世博園的太陽能發電裝置每年預計節電約420萬千瓦時，減排二氧化碳約4 100 噸。
太陽能技術的優缺點
能源易獲取
不排放CO2
能源量大
可持續性強
能源分散
受自然條件限制
轉化效率低
成本較高
優點
缺點
1.隨著人們對原子核結構認識的不斷深入，核能的開發和利用備受關注，有關核能的理解，正確的是（ ）
A.核能是可再生的清潔能源
B.太陽能是由氫原子裂變放出的能量
C.能源開發就是要利用核能
D.核能是原子核發生變化時放出的能量
D
基本題型1 太陽能
核能源于核礦石內的能量，核礦石屬于礦產資源，而礦產資源屬于非可再生資源，所以它是不可再生能源，A項錯誤；太陽能是在太陽內部，氫原子核在超高溫下發生聚變，釋放出的巨大核能，B項錯誤；能源的開發是開發利用新能源如風能、太陽能等無污染的清潔能源，C項錯誤；核能是原子核聚變或裂變產生的能量，D項正確。
解析
能源危機是石油、電力或其他自然資源的短缺，是全球性問題，開發利用新能源是解決問題的根本途徑。
（1）核電站就是利用原子核的裂變的鏈式反應產生的能量發電，它的核心是反應堆，反應堆里放出的核能轉化成高溫蒸汽的內能，再通過汽輪發電機轉化為電能。
（2）太陽能是太陽內部氫核聚變產生的能量；
（3）開發和利用新能源指的是無污染的清潔能源。
2.太陽能是人類能源的寶庫，下列能源中不是來源于太陽能的是（ ）
A.地熱能 B.風能
C.水能 D.生物質能
A
地熱能來源于地球內部，所以不屬于來自太陽能的范疇。而風能，水能都是因為地球吸收了太陽的能量形成的，生物質能是通過光合作用轉化光能的，也來自于太陽能。
解析
基本題型2 太陽能的轉化
3.市面上出售一種裝有太陽能電扇的帽子，如圖所示，在陽光的照射下，小電扇快速轉動，能給炎熱的夏季帶來一絲涼意。該裝置的能量轉化情況是( )
A.機械能→太陽能→電能
B.太陽能→機械能→電能
C.電能→太陽能→機械能
D.太陽能→電能→機械能
D
基本題型3 太陽能的利用
太陽能電池板將太陽能轉化為電能，小電扇將電能轉化為機械能。
解析
太陽能的介紹
太陽能的利用
轉化為內能
轉化為電能
拓展延伸
太陽能熱水器具有安全、節能、環保、經濟等優點，它是太陽能轉化為( )能的設備，某太陽能熱水器內裝有100kg的水，經過一天太陽照射，水箱內水的溫度從20℃升高到70℃，則水箱內水吸收的熱量至少是( ) J。
(水的比熱容為4.2×103J/（kg·℃）)
（1）太陽能熱水器是利用太陽能來直接給水加熱的裝置，是將太陽能轉化為內能；
（2）水箱內水吸收的熱量：
Q=cm(t-t0)
=4.2×103J/(kg·℃)×100kg×(70℃-20℃)
=2.1×107J.
解析
1.從課后習題中選取；
2.完成練習冊本課時的習題。
（見教材P177 ）
1.有人說，我們現在開采的煤、石油等化石能源，實際上都是來源于上億年前太陽上的核能。請你說明這句話的道理。
解答：遠古時期陸地和海洋中的植物，通過光合作用，將太陽能轉化為生物體的化學能。在它們死后，軀體埋在地下和海底，腐爛了。經過幾百萬年的沉積、化學變化、地層的運動，在高壓下漸漸變成了石油、天然氣和煤。
2.許多城市都在推廣利用太陽能，城市交通指示燈及路燈照明系統已大量使用太陽能。白天，大陽能轉化為電能，除供正常使外，將多余的能量儲存在蓄電池內。夜晚供交通指示燈及照明燈發光。請完成下面的方框圖，反映這個過程中能量發生轉化的情況。
太陽能
電能
光能
化學能
電能
3.人類利用太陽能的實質，是將太陽能轉化為其他形式的能量。太陽能化為其他形式能量的方式有三種：一是光熱轉換，例如用太陽能集熱器把水加熱；二是光化轉換，把太陽能轉化為化學能；三是光電轉換，把太陽能轉化為電能。下圖畫出了這三種轉化的方框圖。其中橢圓表示轉化的裝置或物體，菱形表示由太陽能所轉化的另一種能量形式。請在圖中的三個空白處填入相關的文字。
太陽能
太陽能集熱器
光熱轉換
光電轉換
光化轉換
電能
化學能
內能
太陽能電池板
植物的光合作用
4.太陽能電池作為一種新能源產品，具有寬廣的前景，它有哪些優點？它目前適用于哪些地方？
答案：太陽能電池具有使用壽命較長、沒有污染的優點。太陽能電池目前主要在航空、航天、通信等領域中應用；在日常生活中也用于照明、計算器、手表等耗電少、工作電壓低的用電器。

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