先说太阳。太阳是恒星,在恒星内部,通常都有剧烈的核裂变,所以能发光放热,
太阳内部有许多的可转换的氢原子,它们聚变成氦原子,在聚变过程中会释放出许多能量并通过太阳的各种活动挥发出去。(简单来说就是核聚变动)
在太阳内部,4个氢原子发生氢核聚变缩合成一个氦原子,放出巨大能量,这能量就是光和热。
太阳是利用核聚变发光发热的,当两种很轻的原子核在高温下相遇时(比如氦和氢),会合成新的原子核,同时释放出巨大的能量。
因为它时刻都在进行核聚变
这是人们一直在探索的重要问题。但是由于受到科技研究手段的局限,虽然各种各样的有关太阳能源的猜测相继提出,却总是找不出足够的科学依据。大约一百年前,德国和英国的科学家们根据能量守恒和转化定律提出太阳中的分子在引力的作用下会向中心坍缩。在着坍缩过程中,分子的动能会变成热能。所以太阳维持着它极高的温度,辐射出光和热。
本世纪三十年代起,随着原子核结构研究的深入,人们逐渐地认识到当很轻的原子核在极高的温度下非常靠近时,会发生聚变,形成新的原子核,并且放出巨大的能量。这为解释太阳的巨大能源的来源提供了新的理论。
美国物理学家贝特把聚变的理论推广到太阳。他认为太阳内部高达2000万度的高温下氢原子聚变为氦原子,同时释放出巨大的能量。根据这些核聚变计算出的太阳能量释放值与观察值相当吻合。
太阳能发热的原理
太阳能热水器工作原理图
1.冷水通过管道进入太阳能热水器内,经过集热板,集热板能收集太阳能,将太阳能转化为热能,然后把冷水加热。由于冷水的比重比热水的比重大,热水会自动往上升,然后形成一个循环动力,水就在集热板那逐渐升温,达到一定温度后就能进入储热水箱,需要热水的时候就能供应热水。
加热图
2.其实太阳能热水器的原理主要包括了以下2个原理:
(1)水循环原理,就是水会自动流动,这是利用冷水比热水密度大,冷水下沉,热水上升,形成自然对流循环、使水箱中的水逐渐变热,达到设定的水温为止。当太阳强度不足以满足循环需要的时候,可以在水循环闭路加一水泵,实现强制循环。
(2)集热器吸热原理:太阳能热水器的集热器表面,有一特殊的涂层,此涂层对太阳能可见光范围具有很大的吸收率,吸收为热以后,集热器的散热热辐射波长在长波范围,该涂层对长波的发射率很低,这样就有效地保留了太阳能的热量。再通过这种热量将冷水逐渐加热为热水。
太阳能集热管
下面详细说说这种集热器上的集热管,集热管实际像一个被拉长的热水壶内胆,由一大一小两支玻璃管套合而成,外层为透明,内层为涂有光谱选择性的吸收涂层,内外管之间抽成直空,它是太阳能热水器的核心,用于最大限度地吸收太阳光辐射后的热能;由于真空玻璃管是圆形的,具有对太阳广源自然跟踪的特点,再加上反光板的反射原理,使玻璃管四面受光面面俱到,集热效果时间更长,水温更高,即使高寒地区一年四季也可正常运行。
其实也是热管的一种应用。
热源是太阳,加热端就是放在屋顶的真空管,冷端就是水。
真空管是太阳能热水器的核心,他的结构如同一个拉长的暖瓶胆,内外层之间为真空。在内玻璃管的表面上利用特种工艺涂有光谱选择性吸收涂层,用来最大限度的吸收太阳辐射能。经阳光照射,光子撞击涂层,太阳能转化成热能,水从涂层外吸热,水温升高,密度减小,热水向上运动,而比重大的冷水下降。热水始终位于上部,即水箱中。太阳能热水器中热水的升温情况与外界温度关系不大,主要取决于光照。当打开厨房或洗浴间的任何一个水龙头时,热水器内的热水便依靠自然落差流出,落差越大,水压越高。
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