初中物理备课参考 开发新能源

第2节开发新能源

要点精讲

1.太阳能：

（1）直接利用太阳能有三种方式：

太阳能——内能：太阳能热水器.用凸透镜会聚阳光以取火；用凹面镜会聚阳光以烧饭，如太阳灶；晾晒衣服.谷物等。

太阳能——电能：光伏电站.计算器上的光电池将光能转换成电能供计算器使用；航天器上的电池板将太阳能转换成电能供仪器.宇航员使用等。

太阳能——化学能：太阳能制氢.露天照相时，太阳光使照相底片感光。

（2）太阳能的特点：

太阳能“大”：太阳向空间辐射的能量，总功率达3．8×1023kW，到达地面的太阳能达8．1×1013kW (到达地面的太阳能比到达地球的要少，因为到达地球的太阳能有一部分被云层等反射回到空间而到不了地面)，比全世界的发电总量高出5×104倍。

太阳能“公”：阳光普照，到处都有(当然，分布也不平衡，例如撒哈拉等热带沙漠地区的太阳能资源特别丰富)。

太阳能“洁”：太阳能是清洁能源，直接利用太阳能不会产生废渣.废气而污染环境。

太阳能“久”：太阳能是可再生能源，太阳还能发光.发热几十亿年，真是取之不尽，用之不竭。

2.核能：

核电站的工作原理：在核反应堆里的核燃料裂变释放的核能转化为反应堆的内能，使反应堆温度升高，利用不锈钢管子里的循环水把热引导出来，使蒸汽发生器里的水受热变成蒸汽，推动蜗轮机旋转，带动发电机发电；从蜗轮机出来的蒸汽，通过凝汽室到冷却塔凝结成水，再回到蒸汽室里吸热变成蒸汽。

典型例题

【例1】

为实现减排目标，国家大力推广风力发电．我省沿海地区风力发电项目已全面启动，沿海壮观的风电场走廊即将形成（如图乙）．假如1.2×106 kW的风电场项目全面建成之后，所有机组发电1h，可提供多少kW·h的电能？这些电能相当于多少千克煤炭完全燃烧所释放出来的能量？（煤的热值为3.0×107J/kg, 1kW·h=3.6×106J）

【答案】

1.44×105 kg

【解析】

W=Pt=1.2×106 kW×1h=1.2×106 k W·h=4.32×1012 J

Q=W=4.32×1012 J

m=Q/q=4.32×1012 J/3.0×107 J/kg=1.44×105 kg

【例2】

充分利用太阳能，符合节能减排的理念．太阳能热水器（如图丙）已走进了千家万户，小

名家的太阳能热水器接受太阳能的总有效面积为2m2，热水器每平方米的面积上1h得到的太阳辐射能平均为2.52×106J，热水器仅能把接收的太阳能的50%转化为水的内能，若光照3h可以使热水器内初温为20℃、质量为100kg的水温度升高多少摄氏度？已知水的比热容是4.2×103 J/(k g·℃).

【答案】18℃

【解析】

Q1=2.52×106J×2×3=1.512×107J

Q2=50%Q1=1.512×107J×50%=7.56×106J

⊿t=Q2/cm=7.56×106J/[4.2×103 J/(k g·℃)×100kg]=18℃