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14.3 能量的转化和守恒
情景导入
内能是自然界中常见的一种能量形式,人类利用内能制造了蒸汽机,拉开了第一次工业革命的序幕。
热机——利用内能做功的机械
压缩冲程——机械能转化为内能
做功冲程——内能转化为机械能
多种多样的能量形式
光能
电能
地热能
机械能
?
认识化学能:
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
物体具有的动能和势能之和
电所具有的能做功的能
物体内所有分子动能和分子势能的总和
机械能
电能
内能
能量的常见存在形式
化学能
光能
其他能量的形式
物质发生化学变化时释放出来的能量
光所具有的能量
如:风能、核能、潮汐能等
能量的转化
一
三峡水电站
机械能
电能
电风扇
机械能
电能
化学能
电能
干电池
氧化银电池(电子)
铅酸蓄电池
锂电池
化学能
电能
电能
化学能
手机充电
使用电池
机械能
水力发电
电动机
内能
划火柴
热机
光能
光能
电能
光能
电能
电能
化学能
手机充电
使用电池
机械能
水力发电
电动机
内能
划火柴
热机
光能
电灯
太阳能电池
内能
电能
地热发电站
电热毯
内能
电能
电能
化学能
手机充电
使用电池
机械能
水力发电
电动机
内能
划火柴
热机
光能
电灯
太阳能电池
电热毯
地热发电
炽热的铁水发光
内能
光能
用太阳灶烧水
内能
光能
电能
化学能
手机充电
使用电池
机械能
水力发电
电动机
内能
划火柴
热机
光能
电灯
太阳能电池
电热毯
地热发电
炽热的铁水
太阳灶
植物吸收太阳光进行光合作用
光能
化学能
萤火虫发光
光能
化学能
电能
化学能
手机充电
使用电池
机械能
水力发电
电动机
内能
划火柴
热机
光能
电灯
太阳能电池
电热毯
地热发电
炽热的铁水
太阳灶
萤火虫发光
光合作用
内能转化为化学能:
化学中的吸热反应
化学能转化为内能:
燃料燃烧
化学能转化为机械能:
火药爆炸、生命体活动
机械能转化为化学能:
压缩NO2气体产生新物质
机械能转化为光能:
?
光能转化为机械能:
太阳帆
机械能转化为内能
机械能转化为电能
电能转化为机械能
电动机带动水泵把地下水送到地面
水电站里水轮机带动发电机发电
钻木取火
请根据所学知识,判断下方的能量转化情况
光能转化为电能
化学能转化为内能
电能转化为内能
电能转化为机械能
电能转化为光能
灯泡发光
化学能转化为内能
天然气燃烧
西电东送
暖手宝暖手
能量的转移
二
能量可以从一个物体转移到另一个物体,也可以从物体的一部分转移到另一部分。
牛顿摆
例1:(双选)下列现象中,发生能量转化的是( )
A.壶盖被水蒸气推得上下跳 B.往热水里加冷水
C.用热水袋焐手 D.用电热水壶烧水
A D
例2.下列事例中只有能量转移的是( )
A.人在火炉旁取暖
B.滚动的铅球在地面上慢慢停下来
C.火药燃烧
D.运载卫星的火箭由地面起飞
能量守恒定律
三
掉在地上的弹性小球会跳起,但是越跳越低。
停止用力,秋千会越摆越低;
想想议议
结合小球在地面弹跳的频闪照片,想一想,为什么它们的高度会逐渐降低?是否丢失了能量?
减少的机械能到哪去了?
它们的高度降低,说明机械能减少了. 但能量并没有丢失,实际上是通过做功把一部分机械能转化为了内能.
小球在地面弹跳的频闪照片
能量守恒定律
大量事实表明,能量既不会凭空消灭,也不会凭空产生,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其他物体,而在转化和转移的过程中,能量的总量保持不变。
①能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一,所有能量转化的过程,都服从能量守恒定律。
②能量守恒定律包括“能量转化”和“能量转移”两个方面。
易错提示:“消耗能量”“利用能量”“获得能量”的实质是能量的转化和转移过程。
例1.下列能量是怎样转化的?遵守能量守恒定律吗?机械能守恒吗?
讨 论
例2.有人曾设想制造一种不需要动力就能源源不断地对外做功的机器,人们把这种机器叫永动机。
这种机器有可能制成吗?
一种设想中的永动机
讨 论
解:要使机器持续不断地做功,就要消耗能量把低处的水抽到高处,而做机械运动的各部件间有摩擦,会有部分机械能转化为内能,一部分能量用来对外做功抽水,使流下的水不能全部抽回.
3.人们说“消耗”了能量,又说能量守恒,该两句话矛盾吗?
答:不矛盾。消耗了能量,指的是某种能量减少了,但是这种能量转化为其他形式能量,其他形式能量增加了,而且减少量和增加量相同,即能量守恒的。
讨 论
1.在一个密闭的小房间里,放着一台开着门的冰箱,给冰箱通电,过了一段时间后,房间的温度将( )
A.升高 B.不变 C.降低 D.无法确定
A
典例赏析
2.下列事例中只有能量转移的是( )
A.人在火炉旁取暖
B.滚动的铅球在地面上慢慢停下来
C.火药燃烧
D.运载卫星的火箭由地面起飞
3.生活中能量转化的实例很多,下列描述中正确的是( )
A.摩擦生热是把内能转化为机械能
B.燃料燃烧放热是把内能转化为化学能
C.电动机带动水泵把水送到高处是把电能转化为机械能
D.摩擦起电是把电能转化为机械能
4. 下列关于能量转化的说法中不正确的是( )
A.洗衣机工作时,电能主要转化为机械能
B.汽车匀速下坡时,重力势能转化为动能
C.绿色植物的光合作用将光能转化为化学能
D.太阳能电池板将太阳能转化为电能
C
5.关于能量守恒定律的下列说法中,正确的是( )
A.能量既可以凭空消失
B.能量也可以凭空产生
C.热机的工作过程不遵循能量守恒定律
D.能量转化和转移过程中,能量的总量保持不变
6.下列说法中正确的是( )
A.冬天对着手哈气,手变暖是机械能转化为内能
B.用酒精灯给水加热,是机械能转化为内能
C.高速行驶的汽车爆胎是很危险的,从能量角度来看,是机械能与内能的相互转化
D.滑冰时冰刀与冰之间相互摩擦,出现一道痕迹,是内能转化为机械能
D
7.如图所示,从斜面上滚下的小球能推动水平面上的木块前进一段距离,最后小球和木块都静止,对此现象,下列说法中正确的是( )
A.小球和木块的机械能都消失了
B.小球的机械能转移到木块上,但机械能的总量保持不变
C.小球和木块的机械能转化成其他形式的能量(如内能等),但能的总量保持不变
D.以上说法都不对
C
8.一支向高空瞄准的步枪,扣动扳机后射出一颗子弹,子弹没有击中目标,最后下落陷在土地中。请你说出以上过程中发生了哪些能量转化。
火药的化学能
燃气的内能
子弹的机械能
空气、土地的内能