十二章能源与可持续发展 第3节太阳能 太阳照亮了大地，促进万物生长可以说没有太 阳就没有生命！太阳对我们还有哪些重要的意义呢？ 情境导入 长期以来，人们就一直在努力研究太 阳能，我们地球所接受到的太阳能， 只占太阳表面发出的全部能量的二十 亿分之一左右，这些能量相当于全球 所需总能量的3万4万倍，可谓取之不 尽，用之不竭.巨大的太阳能是怎样产 生的呢？人类可以怎样利用太阳能呢 ？ 思考：太阳能有哪些优点呢 ？ （1）太阳能十分巨大. 照射在地球上的太阳能十分巨大， 科学家研究表明，太阳每秒钟到达地面 的总能量高达80亿千瓦，大约40 min照 射在地球上的太阳能，便足以供全球人 类一年能量的消耗. （2）太阳能供应时间长久. 天文学家研究表明，太阳目前正处 于精力旺盛的主序星阶段，它含有大量 氢原子，这些氢原子发生的聚变，至少 还可以使太阳稳定地燃烧五十亿年之久. 对人类来说，太阳能几乎可以说是一种 取之不尽、用之不竭的永久性能源. （3）太阳能获取方便，分布广泛，处处 可以利用，既无需挖掘开采，也无需运 输. （4）太阳能安全环保，不会给环境带来 污染. 太阳能的利用 根据以上展示的太阳能的图片，请同学们总结利用 太阳能的几种方式. （1）光热转换. 光热转换即靠各种集热器把太阳能收集 起来为人类服务.早期的太阳能应用主要是将 水加热，现今全世界有数百万个太阳能热水装 置. 安装在高楼大厦中的太阳能热水器 （2）光电转换. 光电转换即将太阳能转换为电能.电能是 当今社会最重要的能量，目前太阳能用于发电 的途径有二：一是热发电，二是光发电. 宇宙飞船所用的太阳能电池板直接把光能转化为电能. 知识拓展 光化转换也是利用太阳能的一种方式. 光化转换就是先将太阳能转换为化学 能，再转换为电能等其他能量，我们 知道植物靠叶绿素把光能转换为化学 能，实现自身的生长和繁衍，若能揭 示光化转换的奥秘，便可实现人造叶 绿素发电.目前，太阳能光化转换只在 积极探索、研究中. 如图所示展示了太阳能辐射到地球后的转化或转移全景，人类利 用的大部分能量都直接或间接来自于太阳能. 记住几个有关太阳的重要数据 日地距离15亿km温度核心1 500 万摄氏度， 表面6 000 摄氏度 直径地球的110 倍 年龄约五十亿年 体积地球的130 万倍 寿命约一百亿年 质量地球的33万 倍 太阳能是人类能源的宝库 人类今天利用的主要能源化石能源 是上亿年前的动植物的化学能，这些 能量来自于太阳；人类赖以生存的生 物质能也都间接或直接来自于植物的 光合作用；人类利用的水能、风能也 与太阳有关.所以说，太阳是地球的“ 能量之母”. 解析：人类目前利用太阳能可直接转化的是内能和电 能，并不代表太阳能不能转化为其他形式的能，太阳 光照射绿色植物，通过光合作用可直接转化为化学能 ，绿色植物被动物吞食后可转化为动物体内的化学能 ；太阳光照射地面使地面附近空气受热上升形成风能 ，而水汽化上升，又遇冷液化后降水，形成水能，只 有核能、地热能和潮汐能不是由太阳能转化而来的. 【例1】关于太阳能的转化，下列说法中不正确的是（ ） A.太阳能可以转化为物体的内能 B.太阳能可以转化为风能和水能 C.太阳能分布广阔，获取方便 D.太阳能可以转化为潮汐能和地热能 D 【例2】利用太阳能的方式之一是由太阳能电池 把 能转化为 能；另一种方式是用集 热器加热.从改变物体内能的途径看，太阳能热 水器是通过 来增加水的内能，一台太阳 能热水器储有300 kg的水，若水温从20摄氏度升 到70摄氏度，这些水吸引了 J热量.6.3107 太阳 电 热传递 课堂小测 1.太阳能主要由太阳能电池板、LED灯头等部分 构成，LED是一种发光二极管，通过电流可以 把电能直接转化为 能，太阳能清洁无污染 ，是在太阳内部氢原子核发生 （选填“裂 变”或“聚变”）时释放出的核能. 光 聚变 2.利用平板式集热器获得太阳能，集热器 温度不断升高，下列说法不是其原因的是 （ ） A.集热箱内壁是黑色的 B.集热箱内装有透明的玻璃 C.集热箱是长方形的 D.集热箱是用绝缘材料封闭的 点拨：黑色吸收热的能力是最强的，内壁是 黑色的有利于吸收热；透明的玻璃有利于阳 光投射，便于吸热，集热与形状无关；绝热 材料不利于散热，可以保持热量. C 3.人类使用的普通能源，如煤、石油、木柴以及 水力发电得到的能量，它们的根源是（ ） A.太阳能 B.地球本身 C.内能 D.机械能 A