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第二十章 能源与能量守恒定律
九年级物理沪粤版·下册
20.3 能的转化与能量守恒
授课人:XXXX
新课引入
知识回顾:
什么叫能量?
(1)物体能够对外做功,我们就说这个物体具有能量。能量简称“能”。
(2)自然界的能量有机械能、内能、光能、电能、化学能、核能等多种形式。
人们发现,自然界中的能量不仅可以从一个物体转移到其他物体,而且在一定条件下,形式不同的能量之间还可以相互转化。
学习目标
知道能量是可以转移和转化的。
1
知道能量守恒定律,并会用能量守恒定律解释相关现象。
2
知道能量的转移和转化是有方向性的。
3
知识讲解
一、能的转移和转化
活动1 能量的转移
如图所示是一些能量转移的实例,你能说出各例中是什么能量发生了转移吗?
用热水袋取暖
一个球下降,另一个球上升
发电站产生的电能通过输电线送到用户
内能
机械能
电能
知识讲解
活动2 能量的转化
能量不仅可以转移,而且各种形式的能量在一定条件下还可以相互转化。
电池放电时,_____能转化成____能。
蓄电池充电时,______能转化为_______能
电
化学
化学
电
知识讲解
如图所示的核电站工作流程示意图中,核反应堆工作时,铀核裂变释放的____能转化成蒸汽的______能;然后将高温高压的蒸汽通入涡轮机中,驱动涡轮机转动,使蒸汽的_______能转化成涡轮机的_______能;并带动发电机,使_____能转化成____能。
核
内
内
机械
机械
电
知识讲解
机械能转化为电能
电能转化为机械能
知识讲解
电能转化为内能
太阳能转化为电能
强化训练
下列关于能量转化、转移现象的说法中,正确的是( )
A.电池充电,化学能转化为电能
B.电动机工作,电能转化为机械能
C.暖瓶塞被热气弹开,机械能转化为内能
D.用热水袋取暖,内能发生了转化
B
在能量由一个物体转移到其他物体,或由一种形式转化为其他形式的过程中,遵循什么规律,例如数量方面有没有变化?
知识讲解
二、能量守恒定律
如图所示是用电动机提升物体的示意图。请想一想,电动机在工作时消耗了什么能?是否都转化成了机械能?还转化成哪些形式的能?
如果将转化后的其他形式的能全部加起来,是否应该与所消耗的电能相等?
消耗了电能
电能转化为机械能和内能。
知识讲解
历史上曾有人妄想,不用消耗能量就能使机器运转,或用很少的能量就能使机器永不停息地运转,并为此设计、制作了各种各样的“永动机”,结果都失败了。如图所示是历史上两种“永动机”的模型示意图。
知识讲解
1.能量守恒定律:
能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,只能从一个物体转移到其他物体,或者从一种形式转化为其他形式。能量在转移和转化过程中,能的总量保持不变。这就是能量守恒定律。
2.能量守恒定律是自然界最普遍、最根本的定律之一。大至宇宙天体,小到原子世界,都服从这一定律。
强化训练
永动机是不可能制成的,这是因为永动机( )
A.不符合机械能守恒定律
B.违背了能量守恒定律
C.没有合理的设计方案
D.找不到合适的材料
B
能量在转化和转移的过程中,能的总量守恒。为什么还存在“能源危机”呢?
知识讲解
三、能在转移和转化过程中的方向性
手捧热水袋时,手和身体变热,热水袋的热水温度会降低。在这种内能转移的过程中,内能总是自动地从高温物体向低温物体转移。
问题:内能能自发的由低温物体向高温物体转移吗?
用热水袋取暖
不能
知识讲解
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
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。
多数能源在消耗过程中,用一点就少一点,不能再生;此外,尽管在转化过程中能量是守恒的,但总有相当一部分的能量是不能被有效利用的,成为“无用的能量”。因此,节约能源、提高能源的利用率是当务之急。
2.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
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
知识总结
课堂练习
1.(徐州中考)太阳能在利用过程中对环境无污染或污染很小,属于_______能源(填“清洁”或“非清洁”);利用太阳能电池可以把太阳能转化为_____能,还有一部分太阳能转化为其他形式的能,根据能量_________定律可知,转化的总能量和接收的太阳能数量相同。
清洁
电
守恒
课堂练习
2.(温州中考)某智能百叶窗的叶片上贴有太阳能板,在光照时发电,给电动机供电以调节百叶窗的开合。该过程中发生的能量转换是( )
A.电能→机械能→光能 B.光能→机械能→电能
C.光能→电能→机械能 D.机械能→电能→光能
C
课堂练习
3.水电站用拦河坝提高上游水位,被提高了水位的水流下泄时,冲击水轮机的叶轮,带动发电机发电。在这个过程中,能量的转化顺序是( )
A.动能、势能、电能
B.势能、动能、电能
C.内能、电能、动能
D.动能、电能、势能
B
课堂练习
4.在核电站的发电过程中,经历了从核能到电能一系列能量的转化,其间能量转化顺序正确的是( )
A.核能、化学能、机械能、电能
B.核能、内能、机械能、电能
C.核能、机械能、内能、电能
D.核能、内能、化学能、电能
B
课堂练习
5.(岳阳中考)关于能源和能量的说法正确的是( )
A.煤和石油都是不可再生能源
B.汽车可以从排放的尾气中吸收能量,不消耗新的能源,返回原地
C.达·芬奇设想永动机是可以制成的
D.目前核电站是利用核聚变来发电的
A