20.2 开发新能源(九年级物理)

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(2)太阳能供应时间长久 地球每小时从太阳获得的太阳能量有6.12×1020焦, 这比目前全世界在一年内能源生产的总量还多,可见太 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。
(1)发生裂变的条件
用中子轰击铀核,铀核才能发生裂变,放出 能量。
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?
(2)链式反应 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?
用中子轰击铀235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 继续轰那击么其,他地铀球核上。的于能是源就是导否致是一无系尽列的铀呢核?持续裂变, 并释放出大量核能,这就是裂变中的链式反应。
2.核聚变
将质量较小的原子核结合起来,也会释放出巨大 的核能。


聚变
氦核
中子
能量
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。
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,要放出一个中子, 并释放出核能。
(3)应用:核电站利用核能发电
核电站的核心设备是 核反应堆。核反应堆是原子 核发生链式反应的场所。
1942年,人类利用核反 应堆第一次实现了可控制的 铀核裂变。1954年,建立了 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 球发电量的1/5。我国大陆正在运行的核电站有6座,核发电量占 总发电量的1.8%。
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,太阳内部的 温度高达摄氏1千万度 以上,在那里就进行着 大规模的聚变反应。太 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 上的人类每天都享用着聚变释放出的能量。
二、核能 1、核能的两种方式:核裂变和核聚变 2、核能的和平利用:核电站
第二十章 能源与能量守恒定律
• 20.2开发新能源
太阳能——永恒的动力之源
1.太阳能的优点
(1)太阳能十分巨大 太阳深处的温度极高约为1.5×107℃,极高压力约 2×1016Pa,到地面的太阳辐射功率达1.7×1014kW。 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?
W=Pt=1.7×1017W×3600s=6.12×1020 J
(3)太阳能分布广阔,获取方便。
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 用东西接收就行了,不需要挖掘开采)
2.人类直接利用太阳能有三条途径
(1)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, 再推动汽轮发电机发电——这就叫太阳能热电站。
(2)把太阳能直接转化成电能
例如用硅光电池——也叫太阳能电池,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 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 阳能电池做航标灯的电源,铁路信号灯的电源等等 。
(3)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。
核能——造福人类的“神火”
原子核内的各个粒子间存在强大的吸引 力——核力
当原子核发生变化时,就可能释放出惊 人的能量
1.核裂变
1938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。
1 kg铀全部裂变,释放的能量超过2 700 t标 准煤完全燃烧时释放的能量。
3.核裂变和核聚变的区别
比较
裂变
聚变
定义 条件
较大原子核分裂为 较小原子核的过程
中子轰击较大原 子核
质量小的原子核结 合成较大原子核的 过程
超高温
释放核能的大小
巨大
更加巨大
是否可控
裂变的链式反应可控 聚变目前不可控
应用
原子弹、核电站
氢弹、太阳 内部爆炸
一、太阳能 1.太阳能的优点及缺点 2.太阳能的利用
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