太阳能及能源与可持续发展：教学

1、太阳能太阳能 第二十二章第二十二章 第节第节动植物的生长，人类的活动都无法离开太阳。这个发光动植物的生长，人类的活动都无法离开太阳。这个发光发热的大火球已经存在了发热的大火球已经存在了50亿年之久。你是否了解太阳？人亿年之久。你是否了解太阳？人类是否能够从距离地球类是否能够从距离地球1.5亿千米远处的太阳上，获取所需的亿千米远处的太阳上，获取所需的能源？能源？太阳距地球太阳距地球1.5亿千米，直径大约亿千米，直径大约是地球的是地球的110倍，倍，体积是地球的体积是地球的130万倍，质量是地球万倍，质量是地球的的33万倍，核心温万倍，核心温度高达度高达1 500万摄氏万摄氏度。度。一、太阳一、太

2、阳巨大的核能火炉巨大的核能火炉在太阳内部，氢原子核在超高温下发生聚变，释放在太阳内部，氢原子核在超高温下发生聚变，释放出巨大的核能。太阳核心每时每刻都在发生氢弹爆炸，出巨大的核能。太阳核心每时每刻都在发生氢弹爆炸，太阳就像一个巨大的太阳就像一个巨大的“核能火炉核能火炉”。太阳表面温度约太阳表面温度约6 000 ，太阳至今已经稳定地，太阳至今已经稳定地“燃烧燃烧”了近了近50亿年，而且还能继续亿年，而且还能继续“燃烧燃烧”50亿年。亿年。 太阳向外辐射的能量中，只有约二十亿分之一太阳向外辐射的能量中，只有约二十亿分之一传递到地球。传递到地球。二、太阳是人类能源的宝库二、太阳是人类能源的宝库 太阳

3、光已经照耀我们的地球近太阳光已经照耀我们的地球近50亿年，地球在亿年，地球在这近这近50亿年中积累的太阳能是我们今天所用大部分亿年中积累的太阳能是我们今天所用大部分能量的源泉。人类的日常生活，也无法离开阳光。能量的源泉。人类的日常生活，也无法离开阳光。今天我们开采今天我们开采化石燃料，化石燃料，实际上是在开采上亿年实际上是在开采上亿年前地球接收的前地球接收的太阳能太阳能。 远古时期的植物通过光合远古时期的植物通过光合作用将太阳能转化为生物体内作用将太阳能转化为生物体内的化学能。的化学能。 经过地壳的不断运动，死经过地壳的不断运动，死后的动植物躯体埋在地下和海后的动植物躯体埋在地下和海底。底。

4、经过几百万年的复杂变化，经过几百万年的复杂变化，变成了煤、石油、天然气。变成了煤、石油、天然气。化石能源的形成化石能源的形成直接利用太阳能的方式主要有两种。直接利用太阳能的方式主要有两种。用集热器收集阳光中用集热器收集阳光中的能量来加热水等物质。的能量来加热水等物质。实现了把太阳能转化为内实现了把太阳能转化为内能。能。1光热转化光热转化三、太阳能的利用三、太阳能的利用热水热水冷水冷水水箱水箱集热器集热器太阳光太阳光集热器的原理集热器的原理 太阳能电池可以将太阳能电池可以将太阳能转变为电能；太阳能转变为电能； 在航空、航在航空、航 天、交天、交通、通信等领域中有较通、通信等领域中有较为广泛的应用

5、。为广泛的应用。2光电转化光电转化太阳能的利用太阳能的利用太阳能电池的集热板太阳能电池的集热板能源易获取能源易获取不排放不排放CO2能源量大能源量大可持续性强可持续性强能源分散能源分散受自然条件限制受自然条件限制转化效率低转化效率低成本较高成本较高太阳能技术的优缺点太阳能技术的优缺点太阳能的介绍太阳能的介绍太阳能的利用太阳能的利用转化为内能转化为内能转化为电能转化为电能课堂小结课堂小结能源与可持续发展能源与可持续发展 第二十二章第二十二章 第节第节既然能量是守恒的，那地球上的既然能量是守恒的，那地球上的能量就不会减少了，为什么还需要节能量就不会减少了，为什么还需要节约能源？约能源？想想议议想想

6、议议一、能量转移和能量转化的方向性一、能量转移和能量转化的方向性我们从石油中提炼出汽油，内燃机把能源中储我们从石油中提炼出汽油，内燃机把能源中储备的化学能转化为汽车的机械能、内能。备的化学能转化为汽车的机械能、内能。这些机械能、内能无法再转化回可以被利用的能源。这些机械能、内能无法再转化回可以被利用的能源。例例1例例2火力发电厂把煤中贮存的化学能转化为电能，火力发电厂把煤中贮存的化学能转化为电能，供生产和生活用。供生产和生活用。用电器将电能转化为内能、光能、机械能多种用电器将电能转化为内能、光能、机械能多种形式的能后，这些能量无法再变回能源。形式的能后，这些能量无法再变回能源。在热传递的过程中

7、，热量只能自发地从高温物在热传递的过程中，热量只能自发地从高温物体转移到低温物体，不能相反。如果要使热量从低体转移到低温物体，不能相反。如果要使热量从低温物体转移到高温物体，就需要消耗其他形式的能温物体转移到高温物体，就需要消耗其他形式的能量。量。 例如电冰箱就需要消耗电能。例如电冰箱就需要消耗电能。汽车制动时，由于摩擦，动能转化成轮胎、地汽车制动时，由于摩擦，动能转化成轮胎、地面和空气的内能，这些消耗的能量不能再自动地被面和空气的内能，这些消耗的能量不能再自动地被用来驱动汽车。用来驱动汽车。能量的转化和转移具有方向性，有些能量可以能量的转化和转移具有方向性，有些能量可以利用，有些则不能。利用

8、，有些则不能。我们所能利用的能源是有限的，所以需要节约我们所能利用的能源是有限的，所以需要节约能源。能源。化石能源通过燃烧转化为内能，相当一部分内化石能源通过燃烧转化为内能，相当一部分内能没有被有效利用，从而造成了热污染。能没有被有效利用，从而造成了热污染。二、能源消耗对环境的影响二、能源消耗对环境的影响汽车尾气造成汽车尾气造成空气污染和城市热空气污染和城市热岛效应。岛效应。燃料燃烧产生燃料燃烧产生的大量二氧化碳，的大量二氧化碳，加剧了地球的温室加剧了地球的温室效应。效应。燃料燃烧还生成二氧化硫、氮氧化物、粉尘和燃料燃烧还生成二氧化硫、氮氧化物、粉尘和一氧化碳等有害物质。空气中的二氧化硫、氮氧

9、化一氧化碳等有害物质。空气中的二氧化硫、氮氧化物会造成酸雨。物会造成酸雨。酸性气体形成酸雨造成危害酸性气体形成酸雨造成危害酸雨侵蚀后的汉白玉石柱酸雨侵蚀后的汉白玉石柱在下表中，用在下表中，用“”表示大量耗用该类能源对表示大量耗用该类能源对环境会有明显破坏，用环境会有明显破坏，用“”表示对环境不会造成表示对环境不会造成明显破坏。明显破坏。在耗用各种能源时，对环境是否会造成破坏呢？在耗用各种能源时，对环境是否会造成破坏呢？想想议议想想议议一方面，提高能源的利用率，减少在能源使用中对环境的破坏。 三、能源与可持续发展三、能源与可持续发展1. 什么是可持续发展呢？什么是可持续发展呢？既满足当代人的需要，又考虑到了后既满足当代人的需要，又考虑到了后人的需求的发展方式。人的需求的发展方式。另一方面，则需要发展新的理想能源。可再生能源：可再生能源：太阳能、风能、水太阳能、风能、水能等可以在自然界里源能等可以在自然界里源