中考物理復(fù)習(xí)核能與太陽能市公開課獲獎?wù)n件

1、1、當(dāng)今能源趨勢：能源需求量劇增，化石能源也許枯竭。2、能源對環(huán)境影響：空氣污染、溫室效應(yīng)、水土流失和沙漠化等。3、未來抱負(fù)能源應(yīng)當(dāng)滿足條件：足夠豐富，能夠確保長期使用。足夠廉價，能夠確保多數(shù)人用得起。相關(guān)技術(shù)成熟，能夠確保大規(guī)模使用。足夠安全、清潔，能夠確保不會嚴(yán)重影響環(huán)境。第1頁第1頁核能，太陽能第2頁第2頁【處理路徑】開發(fā)新能源。提升能源利用率。常規(guī)能源儲量有限，開 發(fā)不合理，浪費嚴(yán)重。人類社會發(fā)展對能源 需求日益增長。【現(xiàn)實狀況成因】我國能源供需緊張，制約社會發(fā)展。優(yōu)先開發(fā)利用核能、太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮?、潮汐能、氫能這六種新能源。一、能源利用與社會發(fā)展【能源現(xiàn)實狀況】第3頁第3頁1、物

2、質(zhì)構(gòu)成：一切物質(zhì)都有分子構(gòu)成，分子又由原子構(gòu)成，有些物質(zhì)分子就是一個原子。原子很小，它直徑不到1nm。原子由原子核和核外電子構(gòu)成，原子核又由質(zhì)子和中子構(gòu)成，質(zhì)子帶正電荷，電子帶負(fù)電荷，中子不帶電。質(zhì)子和中子質(zhì)量比電子大得多，處于原子中心，構(gòu)成非常小原子核。第4頁第4頁質(zhì)量較大原子核發(fā)生分裂或者質(zhì)量較小原子核互相結(jié)合時，就有也許釋放出驚人能量，這就是核能。2核能質(zhì)子和中子依托強大核力緊密地結(jié)合在一起。要使它們分裂或結(jié)合都是極其困難。第5頁第5頁二、核能19，英國盧瑟福用粒子轟擊氮時發(fā)覺質(zhì)子。1932年，查德威克發(fā)覺中子。1934年，意大利物理學(xué)家費米用中子轟擊原子核，發(fā)覺原子 核分裂產(chǎn)生能量很強

3、。因此獲38年諾貝爾物理獎。19，著名物理學(xué)家愛因斯坦發(fā)表了劃時代論文論運 動物體電動力學(xué)，提出了狹義相對論和著名 核動力公式=mc，為核能利用奠定了理論基礎(chǔ)?！景l(fā)覺歷程】第6頁第6頁【重核裂變】1939年，費米進一步提出鏈?zhǔn)椒磻?yīng)概念。核能釋放方式二、核能【開發(fā)應(yīng)用】即一個重核可裂變?yōu)閮蓚€中檔質(zhì)量核，從而取得原子能。第7頁第7頁 當(dāng)兩個或兩個以上較輕原子核，在極高溫度和極大壓力下非?？拷鼤r，它們聚合在一起而形成一個較重新原子核，同時釋放出更為巨大能量。由于核聚變必須在極高溫度約1億才會發(fā)生，因此也叫熱核反應(yīng)。如何利用好核反應(yīng)中產(chǎn)生巨大能量呢？二、核能【開發(fā)應(yīng)用】核能釋放方式【輕核聚變】 【思考

4、】第8頁第8頁【核武器研究】1939年9月1日，第二次世界大戰(zhàn)正式打響。1933年，愛因斯坦移居美國。1938年，費米逃往美國。德國尚有普朗克、玻恩、海森堡、魏扎克、勞厄、哈恩、蓋革等核物理專家。1939年，愛因斯坦等科學(xué)家努力說服美國總統(tǒng)羅斯福搶 在德國之前抓緊研制原子彈。1940年，美國政府正式大量撥款，啟動“曼哈頓工程”。1943年1月1945年7月，奧本海默主持原子彈研制。曼哈頓工程：動員50萬人，花費22億美元，占用全國三分之一電力。二、核能【應(yīng)用方向】第9頁第9頁1945年7月16日第一顆原子彈試爆成功。二、核能【核武器研究】【應(yīng)用方向】第10頁第10頁1945年8月6日，鈾彈小男

5、孩投到廣島；“小男孩”原子彈爆炸地點在廣島市中心偏西北處，爆炸威力相稱于.8萬噸炸藥，頃刻間產(chǎn)生了30萬度高溫，正處于爆炸中心外科醫(yī)院所有人和設(shè)施轉(zhuǎn)瞬就化為灰燼，距爆心半徑一千米范圍內(nèi)花崗巖都融化了，時速高達五六十千米強烈沖擊波將距爆心半徑三千米范圍內(nèi)所有建筑物，幾乎所有摧毀！二、核能【核武器研究】【應(yīng)用方向】8月9日，钚彈胖子投在長崎。第11頁第11頁在爆心附近，沒有留下任何人或物痕跡，只是在地面上隱約殘留著如同人體外形陰影，廣島全城遍地焦土死尸枕籍相連。市中心約12平方千米方圓幾乎被夷為平地，全市76,328幢建筑物中，44.8萬幢所有被毀，22117幢半毀，房屋損失達70，日本官方統(tǒng)計當(dāng)

6、場死亡和失蹤人數(shù)達78,150人，傷51,408人。加上以后因輻射、燒傷而死亡人數(shù)總計246,726人。二、核能【核武器研究】【應(yīng)用方向】第12頁第12頁核軍備競賽 盟國冷戰(zhàn)開始1945年8月，斯大林下令抓緊研制原子彈。1949年8月，蘇聯(lián)成功地進行了核試驗。1952年10月3日，英國研制成功原子彈。1960年2月13日，法國研制成功核彈。1964年10月16日，中國試爆成功原子彈。如何有效地控制核能，安全和平利用核能呢？1952年11月1日，美國試爆第一顆氫彈。1953年8月，蘇聯(lián)研制氫彈成功。1967年6月17日，中國試爆成功氫彈。原子彈核裂變， 氫彈核聚變二、核能【核武器研究】【應(yīng)用方向

7、】【思考】第13頁第13頁1954年，蘇聯(lián)建成第一座小型原子能電站?！竞穗娬窘ㄔO(shè)】1942年費米在芝加哥研制核反應(yīng)堆。1956年，英國建成第一座小型原子能電站。1957年，美國建成第一座小型原子能電站。核反應(yīng)堆： 通過受控核裂變反應(yīng)取得核能裝置，可控制裂變過程中產(chǎn)生中子數(shù)等于各種過程消耗中子數(shù), 以形成穩(wěn)定鏈?zhǔn)椒磻?yīng)速度和可控核能輸出。二、核能【應(yīng)用方向】第14頁第14頁結(jié)構(gòu)和工作原理二、核能【應(yīng)用方向】【核電站建設(shè)】第一回路：先用泵把水壓入核反應(yīng)堆，在那里取得核裂變釋放核能，水被加熱，內(nèi)能增長，然后進入熱互換器，在那里把熱量傳遞給第二回路中水，再被泵壓回反應(yīng)堆重新被加熱。第二回路：在熱互換器內(nèi)

8、，水被加熱成高溫高壓蒸汽后，進入汽輪發(fā)電機先把內(nèi)能轉(zhuǎn)化成機械能，再取得電能。做功后蒸汽內(nèi)能都減少了，它將進入冷凝器冷卻成水，再由泵壓回?zé)峄Q器重新加熱成高壓蒸汽。第15頁第15頁1991年,中國建成第一座自主研制核電站。秦山核電站田灣核電站三門核電站大亞灣核電站二、核能【應(yīng)用方向】【核電站建設(shè)】第16頁第16頁受控核聚變現(xiàn)實狀況與發(fā)展中國、日本、韓國、俄羅斯、美國和歐盟6大ITER組員國6月28日在莫斯科敲定法國卡達拉舍為反應(yīng)堆建設(shè)地，這一為期30年共計投資將超過100億歐元國際超大型科學(xué)合作項目不久就將正式啟動?！癐TER”組織 拉丁文“道路”之意 該計劃旨在建立世界上第一個受控?zé)岷司圩冊囼?/p>

9、反應(yīng)堆，規(guī)?？膳c未來實用聚變反應(yīng)堆相仿，用以處理建設(shè)核聚變電站關(guān)鍵技術(shù)問題。二、核能【應(yīng)用方向】【核電站建設(shè)】第17頁第17頁對比火力發(fā)電站消耗“燃料”少結(jié)構(gòu)相同，燃料不同對環(huán)境污染小長遠看，成本低自蘇聯(lián)于1954建成世界上第一座核電站；至今已有30多個國家和地域400多座核電站處于運營之中。 右圖列出一些國家核電占各自總電力百分率。核能長處與缺點二、核能【辨析】【長處】【應(yīng)用方向】第18頁第18頁核廢料核廢料含有放射性污染，因而建設(shè)使用核電站時必須采用可靠防護辦法，預(yù)防放射性物質(zhì)泄漏，避免造成放射性污染，以確保核電站安全運營。二、核能【缺點】【應(yīng)用方向】第19頁第19頁核意外1986年切爾諾

10、貝利核能電廠，由于運轉(zhuǎn)人員違法進行極危險試驗，造成爆炸。造成烏克蘭、白俄羅斯、蘇俄地域，至少有九百萬人受到輻射線影響，至今尚有數(shù)百萬人生活于污染區(qū)內(nèi)。白俄羅斯嬰兒出生率下降50%。蘇俄地域兒童淋巴癌上升28.5%。二、核能【缺點】【應(yīng)用方向】第20頁第20頁三、太陽能【結(jié)構(gòu)特點】 太陽是一顆恒星，與地球相距1.5億千米，太陽直徑是地球直徑109倍多。太陽每秒鐘照射到地球上能量相稱于500萬噸煤。天文學(xué)家認(rèn)為，迄今為止，太陽照耀地球已有50億年，并且還會繼續(xù)照耀50億年。第21頁第21頁 太陽內(nèi)部溫度高達1千萬攝氏度以上，在那里就進行著大規(guī)模核聚變反應(yīng)。太陽輻射出光和熱正是由聚變反應(yīng)釋放核能轉(zhuǎn)化

11、而來。三、太陽能【產(chǎn)生本質(zhì)】第22頁第22頁 地球上風(fēng)能、水能、海洋溫差能、波浪能和生物質(zhì)能等能源都是起源于太陽；即使是地球上化石燃料（如煤、石油、天然氣等）從主線上說也是遠古以來貯存下來太陽能。地球上除了核能、地?zé)崮芎统毕芷溆鄮缀醵紒碜蕴?。三、太陽能【能源之母】?3頁第23頁太陽能十分巨大，供應(yīng)時間長。太陽能分布遼闊，獲取以便。太陽能安全清潔，取之不盡，用之不竭。利用太陽能不征收任何“稅”，經(jīng)濟劃算。地球上太陽能資源分布與各地緯度、海拔高度、地理情況和氣候條件相關(guān)。因地而異，因時而變，這是開發(fā)太陽能面臨主要問題。三、太陽能【利用優(yōu)勢】【開發(fā)難度】第24頁第24頁光熱轉(zhuǎn)換A、如何提升太陽

12、能直接轉(zhuǎn)化內(nèi)能效率？太陽能熱水器太陽灶三、太陽能【利用路徑】【思考】B、能進一步開發(fā)利用這一內(nèi)能嗎？第25頁第25頁熱水冷水水箱集熱器太陽光集熱器原理第26頁第26頁【結(jié)構(gòu)組件】聚光裝置 集熱裝置蓄熱裝置 汽輪發(fā)電裝置光熱轉(zhuǎn)換三、太陽能【利用路徑】太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)第27頁第27頁【工作原理】太陽能內(nèi)能機械能電能光熱轉(zhuǎn)換三、太陽能【利用路徑】思考：太陽能能否直接轉(zhuǎn)化為電能呢？第28頁第28頁光電轉(zhuǎn)換太陽能電池及原理 1887年，赫茲（M.Hertz）初次發(fā)覺光照能使半導(dǎo)體材料不同部位之間產(chǎn)生電壓。這種現(xiàn)象后來被稱為 “光伏效應(yīng)”。光電轉(zhuǎn)換實現(xiàn)了太陽能直接向電能轉(zhuǎn)化，再通過蓄電池以化學(xué)能方式儲存。三、太陽能【利用路徑】【總結(jié)】第29頁第29頁1954年美國貝爾試驗室制成了世界上第一個實用太陽能電池，現(xiàn)在廣泛應(yīng)用于微波通訊基站、電臺、野外活動、高