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20.3 能的转化与能量守恒
自然界中能的形式
机械能
内能
光能
电能
化学能
核能
一、能的转移与转化
活动1
能的转移
同种形式的能由一个物体转移到另一个物体，或由物体的一个部分转移到另一部分。
能的转化
活动2
太阳能电池：
太阳能转化为电能
内燃机车：内能转化机械能
水果电池：
化学能转化为电能
摩擦生热：
机械能转化为内能
水电站：
机械能转化为电能
电动机：
电能转化为机械能
光合作用：
光能转化为化学能
燃烧：
化学能转化为内能
各种形式的能可以相互转化
1.目前，市区里的老旧小区正在进行水路改造，改造中用到了一种打孔工具--冲击钻，冲击钻工作时，钻头在电动机的带动下，不断地冲击墙壁打出圆孔，如图，冲击钻在工作过程中，关于其能量转化正确的是（ ）
练一练
D
A．内能转化为机械能
B．内能转化为电能
C．只有机械能和内能的转化
D．有电能、机械能和内能的转化
2.下列对能量转化的描述不正确的是（ ）
C
A．蓄电池充电：电能--化学能
B．萤火虫发光：生物质能--光能
C．发电机工作：电能--机械能
D．内燃机工作：化学能--内能--机械能
解析：给蓄电池充电时，蓄电池相当于用电器，将电能转化为化学能储存起来；萤火虫发光：生物质能转化为光能；发电机工作：机械能转化为电能；内燃机工作：将燃料的化学能先转化为内能，再通过做功将内能转化为机械能。
3.如图所示，用酒精灯加热试管里的水，产生的水蒸气将试管塞冲向空中。在这个过程中，能量转化的顺序为（ ）
B
A．内能-机械能-化学能 B．化学能-内能-机械能
C．机械能-内能-化学能 D．内能-化学能-机械能
解析：燃料具有化学能，燃料燃烧的过程中化学能会转化为内能；温度较高的水蒸气对外做功，内能会转化为机械能。
电动机消耗的电能等于获得的机械能和内能之和
二、能量守恒定律
电动机工作时，消耗的电能与电动机获得的机械能相等吗？如果转化成其它形式能加起来，是否与消耗的电能相等？
思考
1、永动机为什么不能制造？
2、从中你受到什么启发？
思考
1.“永动机“：不消耗任何能量和燃料，却源源不断对外做功的机器。
2.工程技术的任务，在于设法找出合理利用能源的途径，并减少机器运转过程中不必要的能量损耗，而不是去研制永远无法实现的“永动机”。
3.由能量守恒定律可知：无法实现
无法实现的“永动机“：
2. 能量守恒定律
能量既不会______________，也不会___________，它只会从一个物体_______到其他物体，或者从一种形式__________其他形式，而在____________的过程中，能量的总量保持_______。
凭空产生
凭空消失
转移
转化为
转化和转移
不变
说明：
1.该定律是贯穿整个物理学的基本规律之一，是学习物理学的一条主线 ；
2.要分清系统中有多少种形式的能，发生了哪些转化和转移 ；
3.在一定条件下，各种形式的能量可以相互转化和转移 。
能量转移的特点是：能量的形式没有变 ；
能量转化的特点是：能量的形式发生变化 ；
三、能在转移和转化过程中的方向性
思考
既然能量是守恒的，那地球上的能量就不会减少了，为什么还需要节约能源？
在热传递的过程中，热量只能自发地从高温物体转移到低温物体，不能相反。如果要使热量从低温物体转移到高温物体，就需要消耗其他形式的能量。
例如电冰箱就需要消耗电能。
我们从石油中提炼出汽油，内燃机把能源中储备的化学能转化为汽车的机械能、内能。
这些机械能、内能无法再转化回可以被利用的能源。
化学能
内能
内能
机械能
火力发电厂把煤中贮存的化学能转化为电能，供生产和生活用。
化学能
内能
内能
电能
用电器将电能转化为内能、光能、机械能多种形式的能后，这些能量无法再变回能源。
汽车制动时，由于摩擦，动能转化成轮胎、地面和空气的内能，这些消耗的能量不能再自动地被用来驱动汽车。
能量的转化和转移具有方向性，有些能量可以利用，有些则不能。
我们所能利用的能源是有限的，所以需要节约能源。
1.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
练一练
D
解析：能量既不能凭空产生，也不会凭空消失；能量守恒定律适用于自然界中任何形式能的相互转化，热机的工作过程也遵循能量守恒定律；一个物体能量增加，必然伴随着别的物体能量减少，在能量转移和转化的过程中能量的总量是保持不变的。
2.小梦在学习完能量转化知识后，设想了如图所示的方案，先利用水力发电，然后再利用发出的电驱动抽水机把水抽到蓄水池，这样就可以一直循环下去。你认为这个设计方案 （选填“可行“或“不可行“），理由是违背了 。
不可行
能量守恒定律
能的转移：同种形式能量的转移
能的转化与守恒定律
能的转化：不同种形式能的转化
能量在转移和转化过程中总量不变
自然界最根本、最普遍的定律之一。
能在转移和转化过程中具有方向性
能的转移与转化
课堂小结
能量守恒定律
