中考物理复习核能与太阳能学习课件

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1、核能，太阳能 【 解 决 途 径 】 开 发 新 能 源 。 提 高 能 源 的 利 用 率 。 常 规 能 源 储 量 有 限 ， 开 发 不 合 理 ， 浪 费 严 重 。 人 类 社 会 发 展 对 能 源 的 需 求 日 益 增 加 。【 现 状 成 因 】我 国 能 源 供 需 紧 张 ， 制 约 社 会 发 展 。优 先 开 发 利 用 核 能 、 太 阳 能 、风 能 、 地 热 能 、 潮 汐 能 、 氢能 这 六 种 新 能 源 。一、能源利用与社会发展【 能 源 现 状 】 1、物质的组成：一切物质都有分子组成，分子又由原子组成，有些物质的分子就是一个原子。原子很小，它的直

2、径不到1nm。原子由原子核和核外电子组成，原子核又由质子和中子组成，质子带正电荷，电子带负电荷，中子不带电。质子和中子的质量比电子大得多，处于原子的中心，构成非常小的原子核。 质量较大的原子核发生分裂或者质量较小的原子核相互结合时，就有可能释放出惊人的能量，这就是核能。2核能质子和中子依靠强大的核力紧密地结合在一起。要使它们分裂或结合都是极其困难的。 二、核能1919年 ， 英 国 卢 瑟 福 用 粒 子 轰 击 氮 时 发 现 质 子 。1932年 ， 查 德 威 克 发 现 中 子 。1934年 ， 意 大 利 物 理 学 家 费 米 用 中 子 轰 击 原 子 核 ， 发 现 原 子 核

3、 分 裂 产 生 能 量 很 强 。 因 此 获 38年 诺 贝 尔 物 理 奖 。1905年 ， 著 名 物 理 学 家 爱 因 斯 坦 发 表 了 划 时 代 的 论 文 论 运 动 物 体 的 电 动 力 学 ， 提 出 了 狭 义 相 对 论 和 著 名 的 核 动 力 公 式 =mc ， 为 核 能 利 用 奠 定 了 理 论 基 础 。【 发 现 历 程 】 【 重 核 裂 变 】1939年 ， 费 米 进 一 步 提 出 链 式 反 应 的 概 念 。核 能 释 放 方 式 二、核能【 开 发 应 用 】 即 一 个 重 核 可 裂 变 为 两 个 中 等 质 量 的 核 ，从

4、而 获 得 原 子 能 。 当 两 个 或 两 个 以 上 的 较 轻 原 子 核 ， 在 极 高的 温 度 和 极 大 的 压 力 下 非 常 靠 近 时 ， 它 们 聚 合 在 一起 而 形 成 一 个 较 重 的 新 原 子 核 ， 同 时 释 放 出 更 为 巨大 的 能 量 。 因 为 核 聚 变 必 须 在 极 高 的 温 度 约 1亿 才会 发 生 ， 所 以 也 叫 热 核 反 应 。如 何 利 用 好 核 反 应 中 产 生 的 巨 大 能 量 呢 ？二、核能【 开 发 应 用 】 核 能 释 放 方 式 【 轻 核 聚 变 】 【 思 考 】 【 核 武 器 研 究 】19

5、39年 9月 1日 ， 第 二 次 世 界 大 战 正 式 打 响 。1933年 ， 爱 因 斯 坦 移 居 美 国 。 1938年 ， 费 米 逃 往 美 国 。德 国 尚 有 普 朗 克 、 玻 恩 、 海 森 堡 、 魏 扎 克 、劳 厄 、 哈 恩 、 盖 革 等 核 物 理 专 家 。1939年 ， 爱 因 斯 坦 等 科 学 家 努 力 说 服 美 国 总 统 罗 斯 福 抢 在 德 国 之 前 抓 紧 研 制 原 子 弹 。1940年 ， 美 国 政 府 正 式 大 量 拨 款 ， 启 动 “ 曼 哈 顿 工 程 ” 。1943年 1月 1945年 7月 ， 奥 本 海 默 主

6、持 原 子 弹 研 制 。曼 哈 顿 工 程 ： 动 员50万 人 ， 耗 费 22亿美 元 ， 占 用 全 国 三分 之 一 的 电 力 。二、核能【 应 用 方 向 】 1945年 7月 16日 第 一 颗 原 子 弹 试 爆 成 功 。二、核能【 核 武 器 研 究 】 【 应 用 方 向 】 1945年 8月 6日 ， 铀 弹 小 男 孩 投 到 广 岛 ；“ 小 男 孩 ” 原 子 弹 爆 炸 地 点 在广 岛 市 中 心 偏 西 北 处 ， 爆 炸 威力 相 当 于 .8万 吨 炸 药 ，顷 刻 间 产 生 了 30万 度 的 高 温 ，正 处 于 爆 炸 中 心 的 外 科 医

7、院 所有 的 人 和 设 施 转 瞬 就 化 为 灰 烬 ，距 爆 心 半 径 一 千 米 范 围 内 的 花岗 岩 都 融 化 了 ， 时 速 高 达 五 六十 千 米 的 强 烈 冲 击 波 将 距 爆 心半 径 三 千 米 范 围 内 的 所 有 建 筑物 ， 几 乎 全 部 摧 毁 ！二、核能【 核 武 器 研 究 】 【 应 用 方 向 】8月 9日 ， 钚 弹 胖 子 投 在 长 崎 。 在 爆 心 附 近 ， 没 有 留 下 任 何 人或 物 的 痕 迹 ， 只 是 在 地 面 上 隐约 残 留 着 如 同 人 体 外 形 的 阴 影 ，广 岛 全 城 遍 地 焦 土 死 尸 枕

8、 籍 相连 。 市 中 心 约 12平 方 千 米 方 圆几 乎 被 夷 为 平 地 ， 全 市 76,328幢 建 筑 物 中 ， 44.8万 幢 全 部 被毁 ， 22117幢 半 毁 ， 房 屋 损 失 达70 ， 日 本 官 方 统 计 当 场 死 亡和 失 踪 人 数 达 78,150人 ， 伤 51,408人 。 加 上 后 来 因 辐 射 、 烧 伤而 死 亡 的 人 数 总 计 246,726人 。二、核能【 核 武 器 研 究 】 【 应 用 方 向 】 核 军 备 竞 赛 盟 国 冷 战 开 始1945年 8月 ， 斯 大 林 下 令 抓 紧 研 制 原 子 弹 。1949

9、年 8月 ， 苏 联 成 功 地 进 行 了 核 实 验 。1952年 10月 3日 ， 英 国 研 制 成 功 原 子 弹 。1960年 2月 13日 ， 法 国 研 制 成 功 核 弹 。1964年 10月 16日 ， 中 国 试 爆 成 功 原 子 弹 。如 何 有 效 地 控 制 核 能 ， 安 全 和 平 利 用 核 能 呢 ？1952年 11月 1日 ， 美 国 试 爆 第 一 颗 氢 弹 。1953年 8月 ， 苏 联 研 制 氢 弹 成 功 。1967年 6月 17日 ， 中 国 试 爆 成 功 氢 弹 。原 子 弹 核 裂 变 ， 氢 弹 核 聚 变二、核能【 核 武 器 研

10、 究 】 【 应 用 方 向 】【 思 考 】 1954年 ， 苏 联 建 成 第 一 座 小 型 原 子 能 电 站 。【 核 电 站 建 设 】 1942年 费 米 在 芝 加 哥 研 制 核 反 应 堆 。1956年 ， 英 国 建 成 第 一 座 小 型 原 子 能 电 站 。1957年 ， 美 国 建 成 第 一 座 小 型 原 子 能 电 站 。核 反 应 堆 ： 通 过 受 控 核 裂 变 反 应 获得 核 能 的 装 置 ， 可 控 制 裂 变过 程 中 产 生 的 中 子 数 等 于 各种 过 程 消 耗 的 中 子 数 , 以 形成 稳 定 的 链 式 反 应 速 度 和

11、可控 的 核 能 输 出 。二、核能【 应 用 方 向 】 结 构 和 工 作 原 理二、核能【 应 用 方 向 】【 核 电 站 建 设 】第 一 回 路 ： 先用 泵 把 水 压 入核 反 应 堆 ， 在那 里 获 得 核 裂变 释 放 的 核 能 ，水 被 加 热 ， 内能 增 加 ， 然 后进 入 热 交 换 器 ，在 那 里 把 热 量传 递 给 第 二 回路 中 的 水 ， 再被 泵 压 回 反 应堆 重 新 被 加 热 。 第 二 回 路 ： 在 热交 换 器 内 ， 水 被加 热 成 高 温 高 压蒸 汽 后 ， 进 入 汽轮 发 电 机 先 把 内能 转 化 成 机 械 能

12、，再 获 得 电 能 。 做功 后 的 蒸 汽 内 能都 减 少 了 ， 它 将进 入 冷 凝 器 冷 却成 水 ， 再 由 泵 压回 热 交 换 器 重 新加 热 成 高 压 蒸 汽 。 1991年 ,中 国 建 成 第 一 座 自 主 研 制 的 核 电 站 。秦 山 核 电 站 田 湾 核 电 站三 门 核 电 站 大 亚 湾 核 电 站二、核能【 应 用 方 向 】【 核 电 站 建 设 】 受 控 核 聚 变 现 状 与 发 展中 国 、 日 本 、 韩 国 、 俄 罗 斯 、 美 国 和欧 盟 6大 ITER成 员 国 2005年 6月 28日 在莫 斯 科 敲 定 法 国 的 卡

13、 达 拉 舍 为 反 应 堆建 设 地 ， 这 一 为 期 30年 共 计 投 资 将 超过 100亿 欧 元 的 国 际 超 大 型 科 学 合 作项 目 很 快 就 将 正 式 启 动 。“ITER”组 织 拉 丁 文 “ 道 路 ” 之 意 该 计 划 旨 在 建 立 世 界 上 第 一 个 受控 热 核 聚 变 实 验 反 应 堆 ， 规 模 可 与 未来 实 用 聚 变 反 应 堆 相 仿 ， 用 以 解 决 建设 核 聚 变 电 站 的 关 键 技 术 问 题 。二、核能【 应 用 方 向 】【 核 电 站 建 设 】 对 比 火 力 发 电 站 消 耗 的 “ 燃 料 ” 少 结

14、 构 相 似 ， 燃 料 不 同 对 环 境 污 染 小 长 远 看 ， 成 本 低自 苏 联 于 1954建 成 世 界上 第 一 座 核 电 站 ； 至 今已 有 30多 个 国 家 和 地 区的 400多 座 核 电 站 处 在运 行 之 中 。 右 图 列 出2005年 一 些 国 家 核 电 占各 自 总 电 力 的 百 分 率 。核 能 的 优 点 与 缺 点二、核能【 辨 析 】【 优 点 】 【 应 用 方 向 】 核 废 料核 废 料 具 有 放 射 性 污 染 ， 因 而 建 设 使 用 核 电 站 时 必须 采 用 可 靠 的 防 护 措 施 ， 防 止 放 射 性 物

15、质 泄 漏 ， 避免 造 成 放 射 性 污 染 ， 以 保 证 核 电 站 的 安 全 运 行 。二、核能【 缺 点 】 【 应 用 方 向 】 核 意 外 1986年 切 尔 诺 贝 利 核能 电 厂 ， 因 为 运 转 人员 违 法 进 行 极 危 险 的实 验 ， 导 致 爆 炸 。 造成 乌 克 兰 、 白 俄 罗 斯 、苏 俄 地 区 ， 至 少 有 九百 万 人 受 到 辐 射 线 影响 ， 至 今 尚 有 数 百 万人 生 活 于 污 染 区 内 。白 俄 罗 斯 婴 儿 出 生 率下 降 50%。 苏 俄 地 区 儿童 淋 巴 癌 上 升 28.5%。二、核能【 缺 点 】

16、【 应 用 方 向 】 三、太阳能【 结 构 特 点 】 太 阳 是 一 颗 恒 星 ， 与地 球 相 距 1.5亿 千 米 ，太 阳 的 直 径 是 地 球 直 径的 109倍 多 。 太 阳 每 秒钟 照 射 到 地 球 上 的 能 量相 当 于 500万 吨 煤 。 天文 学 家 认 为 ， 迄 今 为 止 ，太 阳 照 耀 地 球 已 有 50亿年 ， 并 且 还 会 继 续 照 耀50亿 年 。 太 阳 内 部 的 温 度 高 达 1千 万 摄 氏 度 以 上 ， 在 那 里就 进 行 着 大 规 模 的 核 聚 变 反 应 。 太 阳 辐 射 出 的 光 和热 正 是 由 聚 变

17、反 应 释 放 的 核 能 转 化 而 来 的 。三、太阳能【 产 生 本 质 】 地 球 上 的 风 能 、 水 能 、 海 洋 温 差 能 、波 浪 能 和 生 物 质 能 等 能 源 都 是 来 源 于 太 阳 ；即 使 是 地 球 上 的 化 石 燃 料 （ 如 煤 、 石 油 、天 然 气 等 ） 从 根 本 上 说 也 是 远 古 以 来 贮 存下 来 的 太 阳 能 。 地 球 上 除 了 核 能 、 地 热 能和 潮 汐 能 其 余 几 乎 都 来 自 太 阳 。三、太阳能【 能 源 之 母 】 太 阳 能 十 分 巨 大 ， 供 应 时 间 长 。 太 阳 能 分 布 广 阔

18、 ， 获 取 方 便 。 太 阳 能 安 全 清 洁 ， 取 之 不 尽 ， 用 之 不 竭 。 利 用 太 阳 能 不 征 收 任 何 “ 税 ” ， 经 济 划 算 。地 球 上 太 阳 能 资 源 的 分布 与 各 地 的 纬 度 、 海 拔高 度 、 地 理 状 况 和 气 候条 件 有 关 。 因 地 而 异 ，因 时 而 变 ， 这 是 开 发 太阳 能 面 临 的 主 要 问 题 。三、太阳能【 利 用 优 势 】【 开 发 难 度 】 光 热 转 换A、 如 何 提 高 太 阳 能 直 接 转 化 内 能 的 效 率 ？太 阳 能 热 水 器 太 阳 灶三、太阳能【 利 用 途

19、 径 】【 思 考 】 B、 能 进 一 步 开 发 利 用 这 一 内 能 吗 ？ 热水 冷水水箱集热器太阳光集热器的原理 【 结 构 组 件 】 聚 光 装 置 集 热 装 置蓄 热 装 置 汽 轮 发 电 装 置 光 热 转 换三、太阳能【 利 用 途 径 】 太 阳 能 热 发 电 系 统 【 工 作 原 理 】太 阳 能内 能机 械 能电 能 光 热 转 换三、太阳能【 利 用 途 径 】思 考 ： 太 阳 能能 否 直 接 转 化为 电 能 呢 ？ 光 电 转 换太 阳 能 电 池 及 原 理 1887年 ， 赫 兹 （ M.Hertz） 首 次 发 现 的 光 照 能 使半 导

20、体 材 料 的 不 同 部 位 之 间 产 生 电 压 。 这 种 现 象 后来 被 称 为 “ 光 伏 效 应 ” 。光 电 转 换 实 现 了 太 阳 能 直 接 向 电 能 的 转 化 ，再 通 过 蓄 电 池 以 化 学 能 的 方 式 储 存 。三、太阳能【 利 用 途 径 】【 总 结 】 1954年 美 国 贝 尔 实 验 室 制 成 了 世 界 上 第 一 个 实 用 的 太 阳能 电 池 ， 现 在 广 泛 应 用 于 微 波 通 讯 基 站 、 电 台 、 野 外 活动 、 高 速 公 路 、 也 可 为 无 电 山 区 、 空 间 站 提 供 电 力 。 光 电 转 换三

21、、太阳能【 利 用 途 径 】 光 化 转 换光 合 作 用 是 绿 色 植 物 利 用 叶 绿 素 在 可 见 光 的 照 射 下 ， 将二 氧 化 碳 和 水 转 化 为 有 机 物 ， 并 释 放 出 氧 气 的 生 化 过 程 。 光 化 转 换 实 现 了 太 阳 能 直 接 向 化 学 能 的 转 化 。三、太阳能【 利 用 途 径 】【 总 结 】 能源易获取不排放CO 2能源量大可持续性强能源分散受自然条件限制转化效率低成本较高太阳能技术的优缺点 【 重 核 裂 变 】1939年 ， 费 米 进 一 步 提 出 链 式 反 应 的 概 念 。核 能 释 放 方 式 二、核能【

22、开 发 应 用 】 即 一 个 重 核 可 裂 变 为 两 个 中 等 质 量 的 核 ，从 而 获 得 原 子 能 。 1945年 7月 16日 第 一 颗 原 子 弹 试 爆 成 功 。二、核能【 核 武 器 研 究 】 【 应 用 方 向 】 太 阳 能 十 分 巨 大 ， 供 应 时 间 长 。 太 阳 能 分 布 广 阔 ， 获 取 方 便 。 太 阳 能 安 全 清 洁 ， 取 之 不 尽 ， 用 之 不 竭 。 利 用 太 阳 能 不 征 收 任 何 “ 税 ” ， 经 济 划 算 。地 球 上 太 阳 能 资 源 的 分布 与 各 地 的 纬 度 、 海 拔高 度 、 地 理 状 况 和 气 候条 件 有 关 。 因 地 而 异 ，因 时 而 变 ， 这 是 开 发 太阳 能 面 临 的 主 要 问 题 。三、太阳能【 利 用 优 势 】【 开 发 难 度 】 热水 冷水水箱集热器太阳光集热器的原理 【 结 构 组 件 】 聚 光 装 置 集 热 装 置蓄 热 装 置 汽 轮 发 电 装 置 光 热 转 换三、太阳能【 利 用 途 径 】 太 阳 能 热 发 电 系 统