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太阳的能量哪里来——科学家揭开奥秘

2023-07-06 12:48430网络

太阳是一个巨大的取之不尽的能源库,无时无刻不在向四面八方放射光和热。它每年仅是投射到地球上的热量,就相当于燃烧90万亿吨煤。太阳的这些能量是怎样来的呢?有很长一段时间,这个问题一直没有人能作出满意的回答。因为要搞清太阳光芒四射的原因,最可靠的方法是到太阳上去取一些东西进行化学分析。但这根本办不到,因为地球距太阳有15亿千米,别说飞不到太阳上去,就是能飞到,还没等你挨近它,你就已经变成灰烬了,因为太阳表面的温度高达6000摄氏度。

所以直到1825年有一位叫孔德的法国哲学家说:“想知道太阳的化学成分是不可能的。”不过孔德不是一个高明的哲学家,在他死后不到三年的1859年,德国化学家本生和物理学家基尔霍夫就发明了一种光谱分析方法,从太阳的光谱中可以在地球上就测出太阳上有什么元素。他们从太阳光谱中知道,太阳上有钠、铁、氢、钙、镍等许多元素。可是这些元素地球上也有,为什么不能像太阳一样发亮光、“发高烧”呢?问题还是没有搞清楚。

有些人设想过,太阳上也许是有许多煤在燃烧,但是按照太阳每分钟所发出的热量进行计算,即使太阳是整块大煤炭,这么不断地燃烧、发光、发热,也只能烧5000万年,可太阳的年龄按当时的科学家推算,已经是2200万年,所以肯定太阳的能量不是由煤燃烧发出的。此外说太阳的年龄已有2200万年,是按德国科学家赫尔姆霍茨根据太阳发热是它本身不断收缩引起的这个假说推算出来的,这一点后来也有人怀疑,因为1935年英国科学家霍姆斯已用地球上最古老的岩石测出,地球的年龄就至少有35亿年。地球是太阳的行星,岂有“儿子”比“老子”的年龄还要大的道理?所以太阳为什么能发光发热的问题似乎变得更加神秘莫测了。

1919年,在没揭开太阳能的奥秘之前,英国物理学家卢瑟福第一次用人工实现了原子核反应。他试验把一种叫粒子的射线打进别的原子核内,看看会发生什么变化。结果意外地发现,每秒钟达到上万千米的高速的a粒子打入别的原子核内时,能产生新的原子并放出极大的能量。如粒子打进铝原子核内后,铝竟变成硅,并放出比燃烧同量的煤大70万倍的能量。

这一成果给揭开太阳能的奥秘提供了非常有利的线索,科学家想:既然核反应能放出如此大的能量,那么太阳上的能量是不是也是核反应引起的呢?因为太阳表面温度高达6000摄氏度,燃烧煤肯定达不到这么高的温度。而太阳上的各种原子在极高的温度下,外层的电子都脱离了原子核,原子核以极大的速度相互碰撞,完全有可能发生核反应。

1938年,美国的贝特和德国的魏札克终于证明,太阳能是由氢而来,但不是氢和氧燃烧时产生的光和热,而是氢原子核在高温高速运动条件下产生聚合成为氦元素的核反应引起的。在这种核反应中,1克氢全部变成氦所放出的能量(4个氢原子聚变成1个氦原子)可以使400吨冰变成蒸汽,而1克氢和氧燃烧只能使47克冰变成蒸汽。说明太阳上的热核聚变反应放出的核能比化学反应放出的化学能高850万倍。太阳能的奥秘终于揭开了。据计算,太阳上的氢聚合成氦的热核反应已进行了50亿年,以后至少还能继续50亿年。

太阳能的优点有哪些?

太阳能的优点-太阳寿命还有上百亿年    我们现在所说的太阳能优点都是指直接使用太阳能。

太阳能的优点主要包括五部分:

一、太阳能是一种清洁能源,不对环境产生任何危害,对于现在的地球环境来说,使用利用太阳能是一个必然趋势。

二、太阳能的普遍性,日出日落自然循环,白天我们就可以利用太阳能,不过现在的太阳能利用技术还有待突破,比如太阳能热水器,阴雨天气就不能很好的产热水。

三、太阳能成本低廉,太阳能做为能源是不用花钱的。

四、太阳能的巨大性,每年到达地球表面上的太阳辐射能约相当于130万亿t标煤,其总量属现今世界上可以开发的最大能源。

五、太阳能一直长久的存在着,据目前太阳产生的核能速率估算,氢的贮量足够维持上百亿年,可以说太阳的能量是用之不竭的。

太阳能什么原理的??

优点:

1)储量的“无限性”:太阳每秒钟放射的能量大约是118668kw,一年内到达地球表面的太阳能总量折合标准煤共约12046596千亿吨,是目前世界主要能源探明储量的一万倍。相对于常规能源的有限性,太阳能具有取之不尽,用之不竭的“无限性”。

2)存在的普遍性:相对于其他能源来说,太阳能对于地球上绝大多数地区具有存在的普遍性,可就地取用。这就为常规能源缺乏的国家和地区解决能源问题提供了美好前景。

3)利用的清洁性:太阳能像风能、潮汐能等洁净能源一样,其开发利用时几乎不产生任何污染。

4)利用的经济性:可以从两个方面看太阳能利用的经济性:一是太阳能取之不尽,而且在接收太阳能时不征收任何“税”,可以随地取用二是在目前的技术发展水平下,太阳能利用不仅可能而且可行。

太阳能(solar energy),是指太阳的热辐射能(参见热能传播的三种方式:辐射),主要表现就是常说的太阳光线。在现代一般用作发电或者为热水器提供能源。自地球上生命诞生以来,就主要以太阳提供的热辐射能生存,而自古人类也懂得以阳光晒干物件,并作为制作食物的方法,如制盐和晒咸鱼等。在化石燃料日趋减少的情况下,太阳能已成为人类使用能源的重要组成部分,并不断得到发展。太阳能的利用有光热转换和光电转换两种方式,太阳能发电是一种新兴的可再生能源。

太阳能它们的发电原理基本相同,现以晶体硅为例描述光发电过程。P型晶体硅经过掺杂磷可得N型硅,形成P-N结。当光线照射太阳能电池表面时,一部分光子被硅材料吸收;

光子的能量传递给了硅原子,使电子发生了跃迁,成为自由电子在P-N结两侧集聚形成了电位差,当外部接通电路时,在该电压的作用下,将会有电流流过外部电路产生一定的输出功率。

光伏发电是利用太阳能级半导体电子器件有效地吸收太阳光辐射能,并使之转变成电能的直接发电方式,是当今太阳光发电的主流。在光化学发电中有电化学光伏电池、光电解电池和光催化电池,目前得到实际应用的是光伏电池。

扩展资料

太阳能发电具有许多独有的优点:

1、太阳能是取之不尽、用之不竭的洁净能源,而且太阳能光伏发电是安全可靠的,不会受到能源危机和燃料市场不稳定因素的影响;

2、太阳光普照大地,太阳能是随处可得的,太阳能光伏发电对于偏远无电地区尤其适用,而且会降低长距离电网的建设和输电线路上的电能损失;

3、太阳能的产生不需要燃料,使得运行成本大大降低;

4、除了跟踪式外,太阳能光伏发电没有运动部件,因此不易损毁,安装相对容易,维护简单;

5、太阳能光伏发电不会产生任何废弃物,并且不会产生噪音、温室及有毒气体,是很理想的洁净能源。安装1KW光伏发电系统,每年可少排放CO2600~2300kg,NOx16kg,SOx9kg及其他微粒0.6kg。

参考资料来源:百度百科-太阳能发电

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