太阳具有的能量

时间：2023-04-30 22:07:11 资料我要投稿

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太阳具有的能量

16．3 太阳能

太阳具有的能量

如图16-2太阳是一个大“火球”，它的能量是从何而来的呢？地球上的物体在太阳的照射下繁衍生息，自然界有利用太阳能的实例吗？智能提要

问：太阳能有哪些优点？

答：太阳能的主要优点：十分巨大，供应时间长久，分布广阔，获取方便，使用安全，无污染等．

问：人类直接利用太阳能有哪些途径？

答：人类直接利用太阳能有两条途径：一是把太阳能转化为内能以供利用；二是通过光电转换装置把太阳能直接转化为电能，但太阳能转换效率低，太阳能虽然巨大，但太分散，由于地球自转、气候、季节等因素太阳能功率变化大，

不稳定，这些都给广泛利用太阳能带来困难，只要我们不断努力，太阳能的直接利用将会不断有新的进展，随着科学技术的进步，应用也将越来越广泛．太阳能将会成为人类的重要能源之一．

问：为什么说，太阳能是人类未来的理想能源？

答：由于煤炭、石油等资源日益减少，利用这些资源又对环境造成污染，因此人们十分重视对太阳能的利用，并积极探索各种利用太阳能的方式．地球所接受的太阳能，平均每平方米为1.353kW，这就是所谓的“太阳常量”．也就是说，太阳每秒照射到地球上的能量约为燃烧5×106t煤的能量．地球每年所接收的太阳能至少有6×1017kW·h，相当于燃烧74万亿吨标准煤所释放的能量．可见利用太阳能的潜力很大，而且开发太阳能不污染环境．太阳能将成为未来能源的主流，这已成为人们的共识．怎样有效地利用太阳所赋予的能量，使其成为本世纪的一大可利用能源，是新能源开发中的一个重要课题．

中考撷要

本节对知识和技能的要求不高，以前的中考中很少出现．主要只是让大家了解一些与太

阳能相关的科普知识．重点应放在通过对太阳能的应用的了解后，建立起一些关爱自然、参与社会实践的意识．

智能拓展

有趣的生物力能学

尽管生命是自然界的高级运动形式，也仍然在自然界三个量（质量、能量和信息）综合

运动的表现．自然界所发生的一切运动，都伴随着能量的变化，生命过程也不例外．机体生

活在一定的环境之中，它必须不断地从外界获得能量，才能维持生命和进行必要的生命过程，这是能量的吸收；把从外界所吸收的能量转变成为适于在体内储存的能量形式，这是能量的储存；在合适的条件下，被吸收的能量将在体内转移到需要能量来启动某种反应的部位，这种过程就是能量的转移．

被吸收或转移的能量在生命过程种经常发生能量形式的变．例如，肌肉收缩时，化学能

转变为机械能而做功；光合作用中光能转变为化学能；视觉过程中光能转变为电能而产生视觉，这些都是能量的转化和利用．

生物力能学的研究可以从两个不同的角度进行，即宏观的角度和微观的角度．宏观的生

物力能学从整个体系的能量形式和变化进行研究，而不追究体系本身结构的变化细节．微观的生物力能学把能量状态及变化和分子的结构于运动结合在一起，具体研究能量从吸收到利用的全过程，这类研究对于弄清一个具体体系中的能量传递过程具有重要意义．

太阳能电池的开发

太阳能电池是一种有效地稀收太阳能辐射并使之转化为电能的半导体电子器件。下面介绍北京太阳能光电研究中心对太阳能电池的研究情况．晶体硅高效太阳电池和多晶硅薄膜太阳电池的研究开发以及研究成果向产业化转化。

⑴高效晶体硅太阳电池

光电中心高效晶体硅太阳电池研究开发项目有钝化发射区太阳电池(PESC)、埋栅太阳电池(BCSC)及多晶硅太阳电池。

钝化发射区太阳电池(PESC)光电中心研究钝化发射区太阳电池(PESC)的基本目的是探索影响电池效率的各种机制，为降低太阳电池成本提供理论和工艺依据，推动太阳电池理论的发展。实验中采用的材料为区熔(FZ)、p-型(掺硼)[100]单晶硅，电阻率??0．2～1．2?cm，厚度t=280～350?m，双面抛光。电池工艺包括正面倒金字塔织构化、前后表面钝化、制备选择性发射区、减反射表面、背场、前后金属接触等。目前电池达到的水平见表1。

表1 PESC的电池的性能（测试条件AM1.5，25℃）

*Voc 开路电压，Jsc 短路电流密度，FF 填充因子，? 转换效率，A 太阳电池面积

⑵多晶硅薄膜太阳电池

多晶硅薄膜太阳电池既具有体材料晶体硅电池性能稳定、工艺成熟和高效的优点，又有大幅度减少材料用量从而大幅度降低成本的潜力，因而成为目前光伏界的研究热点。

光电中心采用快速热化学气相沉积(RTCVD)、等离子增强化学气相沉积(PECVD)和a-Si／uc-Si迭层电池等不同工艺对多晶硅薄膜太阳电池进行了研究。RTCVD多晶硅薄膜SiH2C12或

SiCl4为原料气体在石英管反应室内沉积而成。研究工作初期，以重掺杂非活性硅为衬底。

智能

归例

题型一知道人们利用太阳能的方式

例人们利用太阳能共有________种渠道，其中太阳能被直接利用的有________种方式，即太阳能转化为___________，如___________；太阳能转化为__________，如_______；太阳能转化为_________，如___________。

闯关点拨太阳是一个巨大的天然能源，人类时刻离不开它，利用太阳能主要有四种渠道，其中被直接就有三种：太阳能转化为内能，如太阳灶、太阳能热水器等，太阳能转化为电能如太阳能电池；太阳能转化为化学能，如植物通过太阳进行光合作用，生长粮食、水果等为人类提供丰富的食物。

答四，三，内能，太阳能热水器，电能，太阳能电池，化学能，植物进行光合作用。题型二通过实例，了解利用太阳能的优点

例杨洋同学家原来是用液化石油气烧水的(每天至少用65℃的热水100kg)，参加“探

究性学习”活动后，在老师的指导和同学们的帮助下，制作了一台简易的太阳能热水器.这台热水器6月份平均每天可将100kg水从15℃升高到65℃.

(1)若液化石油气的热值为8.0×10J/kg，改用太阳能热水器后，6月份平均每天可节约液化石油气多少千克？[液化石油气燃烧放热的70%被水吸收，C水=4.2×10J/(kg·℃)]

(2)使用太阳能热水器比使用燃料烧水，除了节约能源外，还有哪些优点？(至少写出两点) 闯关点拨先根据热量的计算公式求出水所需吸收的热量，然后根据效率和热值算出所需燃

烧的液化石油气的质量，即为节约的液化石油气．

37解 (1)Q吸=Cm(t-t0)=4.2×10J/(kg·℃)×100kg×(65℃-15℃) =2.1×10J

由题意得

=0.375kg

(2)优点有：①无污染 ②安全 ③光能取之不尽

说明：此问答案多种，只要回答合理均正确.

智能训练

基础知识训练

1．关于太阳能的转化：太阳把空气和地面晒热，太阳能转化为________，晒热的空气上升，

空气流动形成风，又转化为_________；太阳使地面上一部分水蒸发，蒸发的水汽升空形成云，云又以雨雪等形式落下，流入江河，太阳能转化为_________；植物吸收太阳能，进行光合作用，太阳能转化为__________，植物被动物吃掉，又转化为动物的_______。（题型一）

2．地球上的能量很大一部分来自于太阳能，利用太阳能的过程就是把太阳能转化为其它形式能的过程，现在主要利用太阳能的三种方式是_________________、_________________、___________________。（题型一）

3．下列能源中，不来源于太阳能的是（）（题型一）

A．石油 B．天然气

4．太阳能来自于（）（题型一）

A．反射其它恒星的能量 B．裂变 C．链式反应 D．聚变 C．江河水流能 D．核能

综合提高训练

1．人类利用太阳能的过程就是把太阳能转化为其它形式能的过程。如太阳能热水器是把太阳能转化为______________能；在太空运动的卫星它们的能源是靠太阳能电池板提供的，太阳能电池板是把太阳能转化为_____________能的装置；树在阳光的照射下把太阳能转化为___________能。（题型一）

2．有一些新闻媒体上，经常会看到房地产开发商关于阳光权的争论，主要是开发商在开发楼盘时侵占了当地居民直接使用________________的权利。（题型一）

3．太阳能电池有哪些用途？（题型二）

4．现在社会大力提倡使用太阳能，但是太阳能还并没有被大量使用。据你了解，现在利用太阳能没有被大量使用的主要问题是什么？（题型二）

5．某同学自制了一个太阳能照明灯，当把太阳能电池板放到太阳下时，可以给灯充电，充电时的电压为6V，电流为80mA，则充电时的功率为多少W？如果充5h的电，可以供6V 3W的灯泡正常工作多长时间？（题型二）

6．有一种太阳能热水器，接收太阳能的15根真空管总有效面积约为1.35m2，能把接收到太阳能的50%转变为水的内能，如果每平方米的面积在1h内得到的太阳能平均为3.6×106J，每天接收太阳能的时间以10h计算，则可以将质量100kg、初温为20℃的水加热到多少℃？

（题型二）

7．阅读短文，回答短文后的问题．

储存太阳能的池塘

19世纪末，在罗马尼亚特兰西瓦地区，一名医生发现了一个奇怪的小湖．这个小湖一

到冬天，湖面就结成冰，而湖底深处的温度却高达60℃．

这种热水湖的怪现象引起了许多科学家的好奇，他们取来湖水化验，发现这是一个咸水

湖，而且不同深度的水含盐量不一样，即湖底的水中含盐量较高，密度大，而湖面则含盐量低，接近于淡水．

原来，淡水湖在白天经太阳晒后，夜晚会将积蓄的热量散发掉，即表面的湖水先冷却，密度就增大而下沉，下面的水温度高，相对来说密度小，热水就上浮，并把热量散发掉，这样循环的结果，湖水上下温度就逐渐趋同．而咸水湖则不同，表面的水即使温度下降也不下沉，因为下层湖水的含盐量高，密度大，不会上浮，这样，湖底的热量就带不到湖面．因此，咸水湖被太阳晒久了，就将太阳能储存起来，湖底的温度会越来越高．

（1）比较并简述咸水湖和淡水湖吸收太阳能后，上、下水温分布太阳具有的能量的特点．

（2）如果你想自制一个储存太阳能的水池，且希望尽可能储存太阳能，从上述事例你会得到什么启发？

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