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能量守恒定律


第一节 能量的转化与守恒定律

我们已经知道的能量形式

机械能(重力势能、弹性势能、动能)

风能、电能、光能、内能、核能、
生物能、化学能、太阳能 等等

各种形式的是可以相互转化的

食物具有化 学能,我们的身 体把这种化学能 转化成为维持生 命所必须的内能 和

机械能。

各种形式的是可以相互转化的

风能转化为电能

各种形式的是可以相互转化的

重力势能转化 为电能

各种形式的是可以相互转化的

电能转化为内能

各种形式的是可以相互转化的

电能转化为机械能

各种形式的是可以相互转化的 另外,当木材、煤、石油和天然 气等物质燃烧时,它们的化学能就会转 化为内能和光能。绿色植物通过光合作 用,将太阳能转化为化学能……

各种能都能够做功,做功的 过程就是能量转化的过程。

做功的过程即能量转化的过程

能量既不会消灭,也不会创 生,它只会从一种形式转化 为其他形式.或者从一个物 体转移到另外一个物体,而 在转化和转移的过程中,能 量的总和保持不变.

下面大家阅读28页中有关能量守恒定律建立的过程, 并回答以下问题: 1、导致能量守恒定律最后确立的两类重要事 实是什么?

2、能量守恒定律是一个人发现的吗?

1、导致能量守恒定律最后确立的两类重要事 实是什么? 确立了永动机的不可能性和发现了各种自 然现象之间的相互联系与转化.
历史上有很多人不相信能量守恒定律的人,挖空 心思想发明一种不消耗能量,却能不断对外做功 的机器——永动机,你认为它一旦转动起来就能 永远转动起来吗? 17~18世纪许多机械专家就已经论证了永动机是不可能 的 法国科学院在1775年就正式决定,不再研究和试验任何 永动机

2、能量守恒定律是一个人发现的吗?
能量守恒定律不是一个人发现的,到了19世纪40年代前后.科学界 已经形成一种思想氛围,即用联系的观点去观察自然,各种不同能 量可以相互转化,这预示着,到了把分立环节连成一体的时候了, 也就是到了建立能量转化与守恒定律的时候了,不同国家、不同领 域的十几位科学家,以不同的方式,各自独立提出了能量守恒定律 的内容:能量既不会消灭,也不会创生,它只会从一种形式转化为 其他形式,或者从一个物体转移到另外一个物体.而在转化和转移 的过程中.能量的总和保持不变.

对能量守恒定律贡献比较大的科学家有:德国物理学家和 医生迈尔,英国物理学家焦耳,德国物理和生理学家女姆 霍兹等人.

自然规律之一

通过学习能量守恒定律,你受到了什么启示?

能量守恒定律的建立过程,是人类认识自然的 一次重大的飞跃,是哲学和自然科学长期发展和进 步的结果.它是最普遍、最重要、最可靠的自然规 律之一,而且是大自然普遍和谐性的一种表现形 式.和谐美是科学的魅力所在. 恩格斯曾经把能量转化和守恒定律称为“伟大 的运动基本规律”,认为它的发现是19世纪自然 科学的三大发现之一.(另两个发现是细胞学说, 达尔文的生物进化论)

中微子的发现
20世纪30年代,人们发现在某些 原子核反应中能量似乎不守恒,当时有 人提出能量守恒并不是普遍规律的观点。 1993年,奥地利物理学家泡利 (W.Pauli,1900——1958)猜想,之 所以观察到能量“不守恒”,可能因为 存在着一种极其微小的未知粒子,是它 带走了一小部分能量。意大利物理学家 费米(E.Fermi,1901——1954)把这 种未知的粒子叫做中微子。从此,人们 一直在努力寻找中微子。直到1956, 人们才在实验室找到了中微子。

泡利 和 费米

因此,可以说是能量的转化与守恒定律直接导致了中微子的发现

思考与讨论

既然能量是守恒的,不可能消灭,为什 么我们还要节约能源?

大家阅读课本第28页到29页 有关能量和能量耗散的内容

然料燃烧时一旦把自己的热量释放出去, 它就不会再次自动聚集起来供人类重新 利用,电池中的化学能转化为电能,它 又通过灯泡转化成内能和光能,热和光 被其他物质吸收后变为周围环境的内能, 我们无法把这些内能收集起来重新利 用.这种现象叫做能量的耗散.

一座房屋的红外线照片 可以看出,由于取 暖和使用电器,室 内温度比室外高。 热量散失到室外后, 不能回收重新利用。

红外照片是不能分辨颜色的,右图中的颜色 是为区分不同的温度而在照片处理时加上的

能量耗散与能量守恒是否矛盾, 该怎样理解?

能量耗散和能量守恒并不矛盾,能量耗散表明, 在能源利用的过程中,即在能量的转化过程中, 能量在数量上并没有减少.但是可利用的品质上 降低了,从便于利用变为不便于利用了。这是节 约能源的根本原因. 这说明能量的耗散从能量转化的角度 反映出自然界中宏观过程的方向性.

内能总是自发地从高温 物体向低温物体转移 而不会自发的由低温物 体向高温物体转移

机械能可以全部转化为内 能 而内能不可全部转化为机 械能而不引起其他变化 热机的效率不可能1000/0
例如:一辆行驶的小轿车,燃料燃烧产生的内能有370/0通过 发动机散热系统排除,370/0直接由排气管排出,有260/0变为 发动机输出的机械能

通过以上分析我们知道了:
能量的耗散从能量转化的角度反映 出自然界中宏观过程的方向性。 正是因为能量转化的方向性, 能量的利用受这种方向性的制约,所以 能量的利用是有条件的,也是有代价 的.

通过本节课的学习我们知道了
一、能量守恒定律 1.内容:能量既不会消灭,也不会创生, 它只会从一种形式转化为其他形式,或者从 一个物体转移到另外一个物体,而在转化和 转移的过程中,能量的总和保持不变. 2.建立过程. 二、能源和能量耗散 1.内容:能量转化具有方向性. 2.节约能源的重要意义.

一、多种形式的能量
对于能,你们知道一些什么知 识。或你们有什么问题?

1、电闪雷鸣

2、地动山摇

3、蔬菜瓜果

4、波涛汹涌

对于能我们并不陌生,在以前的 教学中,我们学习过内能、机械

能、电能、电磁能 等,在化学的
学习中,我们还学习了化学能, 从生活中我们还了解核能。

二、化学能

1、燃料的燃烧是一种化学变化,燃烧时产生 的光和热就来源于燃料储存的化学能。 2、食物也具有化学能,人们的生活、工作所消 耗的能量就来源于食物里储存的化学能

三、核能

交流与讨论
你能说出图中各种物体所具有的能量吗?

电能
重力势能

动能

内能

化学能

四、能量的转化与转移

自然界中,能量不仅可以 从一个物体转移到另一个 物体,形式多样的能量之 间还可以相互转化。

碰撞时物体之间会发生能量的转移

电灯发光时,电能转化为光能和热能

地球上的能量主要来自太阳

植物通过光合作用把太阳能转化为化学能 植食动物从植物获取能量,转化为热能和化学能 肉食动物通过捕食植食动物获取能量

1、随着电机的转动,电池中的 化学能 转化为 电能



电能 通过导线传给电机,电机的转动将 电能 转化 为 动能 ; 转轴的转动将重物提起,重物在上升的过程 中将获得 动能 和 重力势能 ;电机转动一段时间后 还会发热,则电机还将电能 转化为 内能 。

2、将实验中的电源换成电灯,让重物落下,随着重物 的下落,重物的 重力势能 转化为重物的 动能 ;细绳 动能 转化为 电能 电能 带动电机转轴转动,电机将 ; 通 过导线传输到灯泡,灯泡将发光并会发热,此时灯泡将
电能 转化为 光能 和 内能 ;电机转动一段时间后还会 发热,则电机还将 电能 转化为 内能 。

五、能量守恒定律

能量既不会消灭,也不会创生, 它只会从一种形式转化为另一 种形式,或者从一个物体转移 到另一个物体,而能的总量保 持不变。

六、永动机

练习一

1、冰块沿地面滑动,往往会逐渐融化, 在这一过程中是 机械 能转化为 内 能。
2、原子弹、氢弹爆炸时释放的能量 来源于 原子核反应 。 3、白天,太阳能热水器中的水的温度 升高,水的内能 增加 (填”减少“” 热传递 不变“或”增加“),这是通过 的方法改变了它的内能。

练习二
1、在各种形式的能量的相互转化的过程中,下列说 法中正确的是 ( C ) A、机械能一定守恒 B、各种形式的能量都守恒 C、各种形式的能的总量一定守恒 D、只有机械能转化为内能 2、植物进行光合作用的过程,是 A、光能转化为化学能 C、化学能转化为光能 (

A



B、内能转化为化学能 D、光能转化为内能

作业: P151页作业

再见


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