2021-2022学年度教科版物理九年级下册课件11. 2能量转化的方向性和效率(共21张PPT)
文档属性
| 名称 | 2021-2022学年度教科版物理九年级下册课件11. 2能量转化的方向性和效率(共21张PPT) |  | |
| 格式 | ppt | ||
| 文件大小 | 2.5MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 教科版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-04-17 21:55:03 | ||
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文档简介
(共21张PPT)
第十一章 物理学与能源技术
九年级物理教科版·下册
2.能量转化的方向性和效率
授课人：XXXX
新课引入
观察并思考：
烧开水时，燃烧的煤、天然气的化学能转化为水的内能。当水渐渐凉下来时，能否将其减少的内能全部复原为煤或天然气的化学能呢？
汽车的动力来自发动机中汽油的燃烧。在行驶中汽车克服摩擦，动能转化成地面、车轮和空气的内能，这些能量能够自动用来再次开动汽车吗？
不能
学习目标
知道能量的转移和转化是有方向性的。
1
理解能量转化过程中的“效率”问题。
2
知识讲解
一、能量转化的方向性
讨论交流 这些情形可能吗？
试着分析以下过程能否实现，以及实现过程中的能量转化情况。
一杯水静置一段时间后，其中的一部分水自行从另一部分水中吸取热量，沸腾成水蒸气，另一部分水则内能减少，凝结成冰。
内能无法“自发地”从低温部分向高温部分转移
知识讲解
枯萎的花儿，自发从空气中吸取能量和水分，重焕青春
坡底的巨石从周围环境中获取能量，滚向坡顶
知识讲解
从北京开到天津的汽车，掉转车头，汽车可以从空气中、已排放的尾气中吸收能量，不再消耗新的燃料，返回北京
注意
研究表明，如果某个过程中涉及了热量，能量的转化（和转移）就将是“覆水难收”，无法自发地沿反方向发生，除非我们耗费额外的能量提供帮助。
知识讲解
1.大量事实表明，能的转化和转移过程是有方向性的。
2.既然自然界的能量是守恒的，为什么我们仍然要节约能源呢？
因为现实的宏观世界中，物体间一旦存在温差，就会有热量的传递；摩擦无处不在，机械能会不断转化为内能。我们对能量的利用，无法避免涉及热量的生成与转移。于是，每一次能量的利用，都会减少这个世界上可利用、便于利用的能量的总量。
强化训练
下列事例中，能表示能量转化或转移具有“方向性”的事例是( )
A.电能可以转化为机械能，机械能也可以转化为电能
B.热量可以自发地从高温物体传递给低温物体，但却不能自发地从低温物体传递到高温物体
C.动能可以和重力势能相互转化
D.电能可以转化为内能，内能也可以部分地转化为电能
B
知识讲解
二、能量转化的效率
1.在实际工作和生活中，人们把一种能量转化为另一种能量总是为了某种目的：
用燃气灶烧水，目的是为了把水烧热或烧开；并希望烧水时将天燃气燃烧产生的热量完全传递给水壶中的水。
使用电梯是为了把人或物体提高到一定的高度；并希望每消耗1千瓦时的电能完全转化成人或物体的势能。
生活经验告诉我们，这些理想都不可能发生在所有的能量利用过程中，能量损耗不可避免 。
知识讲解
2.以天燃气烧一壶水为例：
(1)输入能量
我们把天然气完全燃烧释放出的化学能称为输入能量。
(3)输出无效能量
把散发到大气、壶体中的那部分能量称为输出无效能量。
(2)输出有效能量
壶里的水所吸收的那部分能量称为输出有效能量。
知识讲解
(4)三者之间的关系为：
（5）为了进一步描述这些过程，人们定义了能量的转化效率。
输入能量=输出有效能量+输出无效能量
能量转化效率η=
输出有效能量
输入能量
注意
1.任何情况下，η都小于1。
2.在所有的能量利用的过程中，都有以上的关系。
知识讲解
讨论交流 各种“效率”
在“机械与功”一章中，我们研究了机械效率，即有用功在总功中所占的比例；在“改变世界的热机”一章中，我们又知道了热机的效率，即内能转化为有用机械能的效率。这些效率，跟我们今天学习的“能量转化效率”是一回事吗？为什么？
（1）机械效率：有用功在总功中所占的百分比，叫机械效率，机械效率总小于1。
（2）热机效率：热机所做有用功（有效利用的能量）与燃料完全燃烧释放的热量之比叫作热机效率。热机工作时总是有能量的损失，所以热机效率始终小于1。
能量转化效率=
输出有效能量
输入能量
它们都可表示为：
知识讲解
3.节约能源、提高能源的利用率的方法:
采用新技术、新设备，改进工艺流程，减少能的转化次数，充分利用余热，用高效节能的新产品代替高耗低效的旧产品等，都是节约能源的根本措施。
强化训练
【多选题】提高能量的利用效率，除了不随便浪费能源外，主要还需改进应用能源的技术常采用的措施有（ ）
A.让燃料充分燃烧
B.采用保温隔热措施，减少热量的散失
C.充分利用余热和减少有害摩擦
D.增加能量的转化环节
ABC
知识总结
课堂练习
1. 一般情况下_______能只能从高温物体转移到低温物体，不能相反。如冬天，火炉把自己能传递给房间里的空气，供人们取暖；到了春天，我们不能把这些能量重新收集起来供来年再用。上述事例说明：能量的转化、能量的转移，都是有_______性的；请再举一个符合这一规律的例子。
内
方向
物块在地面上因摩擦部分机械能转化为内能，这些内能不会再转化成机械能。
课堂练习
2．下列说法正确的是（ ）
A.能量是守恒的，所以无须节约能源
B.物体的温度越高，含有的热量越多
C.热量只能自发地从高温物体转移到低温物体，不能相反
D.相同质量的0℃的水比0℃的冰内能少
C
课堂练习
3．下列关于能量转移和转化的方向性的说法中，不正确的是（ ）
A.在自然界中不是所有能量都能利用
B.能量的利用是有条件的，也是有代价的
C.不同温度的物体发生热传递时，热传递的方向只能从高温物体到低温物体，不会相反
D.汽车，刹车时，车的动能转化为内能，这些内能可以收集起来，再作为车行驶的动力
D
课堂练习
4.（徐州中考）关于能量守恒定律及能量转化或转移的方向性，下列说法中错误的是（ ）
A.能量不能被创造或被消灭
B.自然界中自发进行的热传递过程总是从高温物体向低温物体进行
C.内能可以自动地、不引起其它变化地完全转化为机械能
D.自然界实际进行的与热现象有关的一切宏观过程都是有方向性的
C
课堂练习
5.关于能量及能量的转化，下列说法中不正确的是（ ）
A.热量可能自发地从低温物体传到高温物体
B.机械效率、热机效率跟能量转化效率是一回事
C.能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生
D.只有开发和利用新能源才能实现人类可持续发展
A
第十一章 物理学与能源技术
九年级物理教科版·下册
2.能量转化的方向性和效率
授课人：XXXX
新课引入
观察并思考：
烧开水时，燃烧的煤、天然气的化学能转化为水的内能。当水渐渐凉下来时，能否将其减少的内能全部复原为煤或天然气的化学能呢？
汽车的动力来自发动机中汽油的燃烧。在行驶中汽车克服摩擦，动能转化成地面、车轮和空气的内能，这些能量能够自动用来再次开动汽车吗？
不能
学习目标
知道能量的转移和转化是有方向性的。
1
理解能量转化过程中的“效率”问题。
2
知识讲解
一、能量转化的方向性
讨论交流 这些情形可能吗？
试着分析以下过程能否实现，以及实现过程中的能量转化情况。
一杯水静置一段时间后，其中的一部分水自行从另一部分水中吸取热量，沸腾成水蒸气，另一部分水则内能减少，凝结成冰。
内能无法“自发地”从低温部分向高温部分转移
知识讲解
枯萎的花儿，自发从空气中吸取能量和水分，重焕青春
坡底的巨石从周围环境中获取能量，滚向坡顶
知识讲解
从北京开到天津的汽车，掉转车头，汽车可以从空气中、已排放的尾气中吸收能量，不再消耗新的燃料，返回北京
注意
研究表明，如果某个过程中涉及了热量，能量的转化（和转移）就将是“覆水难收”，无法自发地沿反方向发生，除非我们耗费额外的能量提供帮助。
知识讲解
1.大量事实表明，能的转化和转移过程是有方向性的。
2.既然自然界的能量是守恒的，为什么我们仍然要节约能源呢？
因为现实的宏观世界中，物体间一旦存在温差，就会有热量的传递；摩擦无处不在，机械能会不断转化为内能。我们对能量的利用，无法避免涉及热量的生成与转移。于是，每一次能量的利用，都会减少这个世界上可利用、便于利用的能量的总量。
强化训练
下列事例中，能表示能量转化或转移具有“方向性”的事例是( )
A.电能可以转化为机械能，机械能也可以转化为电能
B.热量可以自发地从高温物体传递给低温物体，但却不能自发地从低温物体传递到高温物体
C.动能可以和重力势能相互转化
D.电能可以转化为内能，内能也可以部分地转化为电能
B
知识讲解
二、能量转化的效率
1.在实际工作和生活中，人们把一种能量转化为另一种能量总是为了某种目的：
用燃气灶烧水，目的是为了把水烧热或烧开；并希望烧水时将天燃气燃烧产生的热量完全传递给水壶中的水。
使用电梯是为了把人或物体提高到一定的高度；并希望每消耗1千瓦时的电能完全转化成人或物体的势能。
生活经验告诉我们，这些理想都不可能发生在所有的能量利用过程中，能量损耗不可避免 。
知识讲解
2.以天燃气烧一壶水为例：
(1)输入能量
我们把天然气完全燃烧释放出的化学能称为输入能量。
(3)输出无效能量
把散发到大气、壶体中的那部分能量称为输出无效能量。
(2)输出有效能量
壶里的水所吸收的那部分能量称为输出有效能量。
知识讲解
(4)三者之间的关系为：
（5）为了进一步描述这些过程，人们定义了能量的转化效率。
输入能量=输出有效能量+输出无效能量
能量转化效率η=
输出有效能量
输入能量
注意
1.任何情况下，η都小于1。
2.在所有的能量利用的过程中，都有以上的关系。
知识讲解
讨论交流 各种“效率”
在“机械与功”一章中，我们研究了机械效率，即有用功在总功中所占的比例；在“改变世界的热机”一章中，我们又知道了热机的效率，即内能转化为有用机械能的效率。这些效率，跟我们今天学习的“能量转化效率”是一回事吗？为什么？
（1）机械效率：有用功在总功中所占的百分比，叫机械效率，机械效率总小于1。
（2）热机效率：热机所做有用功（有效利用的能量）与燃料完全燃烧释放的热量之比叫作热机效率。热机工作时总是有能量的损失，所以热机效率始终小于1。
能量转化效率=
输出有效能量
输入能量
它们都可表示为：
知识讲解
3.节约能源、提高能源的利用率的方法:
采用新技术、新设备，改进工艺流程，减少能的转化次数，充分利用余热，用高效节能的新产品代替高耗低效的旧产品等，都是节约能源的根本措施。
强化训练
【多选题】提高能量的利用效率，除了不随便浪费能源外，主要还需改进应用能源的技术常采用的措施有（ ）
A.让燃料充分燃烧
B.采用保温隔热措施，减少热量的散失
C.充分利用余热和减少有害摩擦
D.增加能量的转化环节
ABC
知识总结
课堂练习
1. 一般情况下_______能只能从高温物体转移到低温物体，不能相反。如冬天，火炉把自己能传递给房间里的空气，供人们取暖；到了春天，我们不能把这些能量重新收集起来供来年再用。上述事例说明：能量的转化、能量的转移，都是有_______性的；请再举一个符合这一规律的例子。
内
方向
物块在地面上因摩擦部分机械能转化为内能，这些内能不会再转化成机械能。
课堂练习
2．下列说法正确的是（ ）
A.能量是守恒的，所以无须节约能源
B.物体的温度越高，含有的热量越多
C.热量只能自发地从高温物体转移到低温物体，不能相反
D.相同质量的0℃的水比0℃的冰内能少
C
课堂练习
3．下列关于能量转移和转化的方向性的说法中，不正确的是（ ）
A.在自然界中不是所有能量都能利用
B.能量的利用是有条件的，也是有代价的
C.不同温度的物体发生热传递时，热传递的方向只能从高温物体到低温物体，不会相反
D.汽车，刹车时，车的动能转化为内能，这些内能可以收集起来，再作为车行驶的动力
D
课堂练习
4.（徐州中考）关于能量守恒定律及能量转化或转移的方向性，下列说法中错误的是（ ）
A.能量不能被创造或被消灭
B.自然界中自发进行的热传递过程总是从高温物体向低温物体进行
C.内能可以自动地、不引起其它变化地完全转化为机械能
D.自然界实际进行的与热现象有关的一切宏观过程都是有方向性的
C
课堂练习
5.关于能量及能量的转化，下列说法中不正确的是（ ）
A.热量可能自发地从低温物体传到高温物体
B.机械效率、热机效率跟能量转化效率是一回事
C.能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生
D.只有开发和利用新能源才能实现人类可持续发展
A