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第一节 能量的转化与守恒
第二十章 能源、材料
与社会
情景引入
17世纪,英国有一个被关在伦敦塔下叫马耳基斯的犯人,他做了一台可以永远转动的“永动机”,如图所示。据说,他曾向英国国王查理一世表演过这一装置。国王看了很高兴,就特赦了他。你知道其中的能量是如何转化的吗?这台机器能永远地转动下去吗?
1.能量的表现形式
探究点一 多种形式的能量
电能、光能等
机械能、生物能、化学能等
机械能、内能等
化学能、内能等
2.自然界的能量类别
例:木材燃烧时产生光和热就来源于木材里储存的化学能。人体运动所消耗的能量都来源于食物里储存的化学能。
机械能、电能、内能、化学能、核能等。
(1)化学能: 发生化学反应时,由于物质的分子结构变化而产生的能量。
(2)核能
由于核反应,物质的原子核结构发生变化而产生的能量。
核电站的原理
秦山核电站
我国第一颗原子弹爆炸
核能的利用
你能说出下列生活中常见物体所具有的能量吗?
重力势能
动能
内能
化学能
电能
1. 同种能量是可以发生转移。
探究点二 能量的转移与转化
特点:能量的形式不发生变化,只是从一个物体转移到另一个物体了。
2.各种形式的能量是可以相互转化的。
内能转化成电能
电能转化成内能
能量转化的例子:
电能转化成机械能
机械能转化成电能
3.地球上的大多数能量都来源于太阳
光合作用不仅产生氧气,同时生成葡萄糖
太阳能是地球上的主要能源
太阳能发电
生命中的能量转换
实验设计
实验探究:能量的转化
实验现象及结论
重物下落,重物的重力势能转化为重物的动能;电机将动能转化为电能;电能通过导线传输到灯泡,灯泡发光发热,灯泡将电能转化为光能和内能;电机转动一段时间后会发热,电动机还将电能转化为内能。
(1)先释放重物
重力势能
动能
电能
光能
内能
②电机转动,电池中的化学能转化为电能;电能通过导线传送给电机,电机转动将电能转化为动能;转轴的转动将重物提起,重物上升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)将灯泡转换为电池给电动机供电
化学能
电能
动能
重力势能
内能
大量的研究表明:自然界的能量是守恒的。
能量守恒定律内容: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。
探究点三 能量守恒定律
想一想:玩具小丑在跳动过程中,能量是如何转化的?它遵守能量守恒定律吗?
探究点四 能量转移与转化的方向性
一种永动机的设想
小球在摆动过程中,由于摩擦的存在,一部分机械能会转化为内能,这部分内能不可能自动地再转化为机械能,如果没有能量的补充,小球最终会停止运动。
能量的转化和转移具有方向性。
能量在转移和转化过程中的方向性
1.热量只能从温度高的物体传向温度低的物体或从物体的高温部分传向低温部分。
2.当重力势能转化为内能为自发时,则内能转化为重力势能就不可能为自发。
举出几个能量的转移和转化有一定的方向性的例子。
课堂小结
第一节 能量的转化与守恒
一、多种形式的能量
1.化学能
2.核能
二、能量的转移与转化
1.同种形式能量可以发生转移。
2.能量之间可以相互转移和转化的。
3.地球上的能源主要来自于太阳。
三、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。
四、能量转移与转化的方向性