14.3-能量的转化与守恒 课件(共34张PPT) 2024-2025学年九年级物理全一册精品课件(人教版)

(共34张PPT)
能量的转化与守恒
第十四章 内能的利用 第3节
生活中的能量
观察下面图片，说出它们都具有什么形式能量。
水的重力势能
太阳能
重力势能
弹性势能
光能
电能
动能
太阳能
机械能
1
机械能
动能
势能
重力势能
弹性势能
动能与势能统称为机械能。
2
内能
构成物体的所有分子，其热运动的动能与分子势能的总和，叫做物体的内能。一切物体都具有内能。
冰岛国辛格韦德利——地热发电站
3
太阳能
是一种可再生能源。是指太阳的热辐射能，主要表现就是常说的太阳光线。
在现代一般用作发电或者为热水器提供能源。
4
化学能
化学能是一种很隐蔽的能量，它不能直接用来做功，只有在发生化学变化的时候才可以释放出来，变成内能或者其他形式的能量。
各种物质都储存化学能，如燃料、动物、食物都储存有化学能。
化学能是我们生活中常见的能量。
5
生物质能
生物质能源是从太阳能转化而来，通过植物的光合作用将太阳能转化为化学能，储存在生物质内部的能量，与风能、太阳能等同属可再生能源，可实现能源的永续利用。
发电机
6
电能
电能是指使用电以各种形式做功的能力。
电能
7
核能
也叫原子能。原子核核结构发生变化放出的能量。通常指重核（如钚、铀等）裂变和轻核（氘、氚等）聚变时所发出的巨大能量。
核电站
核爆炸
能量多种存在：机械能、内能、电能、化学能、光能、核能、潮汐能等。
自然界存在着各种形式的能量
这些不同形式的能量可以相互发生转化吗？
手会发热
①来回迅速摩擦双手。
②将太阳电池连在小电扇上，并使它对着阳光。
做一做
机械能
内能
光能
电能
机械能
小电扇会转动起来。
观察发生的现象，讨论发生了哪些能量转化？
1
各种形式的能可以相互转化
人类文明的发展史正是一部能量转化技术的进步史
物理学家经过大量的研究，发现不同形式的能量可以发生相互转化。
2
机械能与内能的相互转化
钻木取火
蒸汽机
转化
能
能
转化
能
能
机械
内
内
机械
3
电能与机械能的相互转化
电车
水电站
转化
能
能
电
机械
转化
能
能
机械
电
4
电能与内能的相互转化
冰岛国辛格韦德利——地热发电站
转化
能
能
电
内
转化
能
能
内
电
5
电能与光能的相互转化
白炽灯
太阳能电池板
转化
能
能
电
光
转化
能
能
光
电
6
光能与内能的相互转化
太阳能热水器
白炽灯把电能转化成内能，再把内能转化成光能。
转化
能
能
光
内
转化
能
能
电
内
3
7
水果电池
电动汽车充电
电能与化学能的相互转化
电池的充电与放电
转化
能
能
电
化学
转化
能
能
化学
电
8
太阳
煤炭
火电厂
电动车
化学能
内能和
电能
机械能
太阳能
不同形式的能量之间的转化
尝试一下，按图中给出的实例，你能做些补充吗？
9
蒸汽机
太阳能电池
电 灯
电热器
发电机
充电机
燃料燃烧
太阳能热水器
吸热化学反应
燃料燃烧
火药爆炸
压缩气体
地热发电
高温物体发光
光合作用
电池
电动机
摩擦生热
能量转化是非常普遍的显现，但是各种形式的能量之间不能自由地相互转化。
① 荡秋千时，若停止用力，秋千会越来越低。为什么高度会逐渐降低？是否丢失了能量？减少的机械能到哪去了？
在秋千的运动过程中，秋千和空气间有阻力，绳索间存在摩擦力，秋千要克服这些阻力做功，一部分机械能逐渐转化为内能，机械能总量逐渐减少，最终机械能为零，全部转化为内能。
想一想
②观察弹性小球与地面碰撞时的视频。思考：掉在地上的弹性小球越跳越低。为什么高度会逐渐降低？是否丢失了能量？减少的机械能到哪去了？
在小球的运动过程中，由于和空气间有阻力，小球克服空气阻力做功，一部分机械能逐渐转化为内能，机械能总量逐渐减少，最终机械能全部转化为内能。
弹性小球在地面弹跳的频闪照片
想一想
1
大量事实表明
能量守恒定律
能量守恒定律：能量既不会 ，也不会 ，它只会从一种形式 为另一种形式，或者从一个物体 到另一个物体，而在转化和转移过程中，能量的总量 。
消灭
创生
转化
转移
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。
根据能量守恒定律，在分析自然现象时，如果发现某种形式的能量减少，一定能找到另一种形式的能量增加；反之，当某种形式的能量增大时，也一定可以找到另一种形式的能量减少。
②行驶的汽车中，燃料的化学能通过燃烧转化为燃气的内能，再通过热机做功把内能转化为机械能。
机械传热损失一部分能量W3
燃料的化学能W总=
W有用+W1+W2+ W3
废气排出带走的能量W2
有用的
机械能W有用
克服摩擦消耗的能量W1
在这个过程中，燃料的化学能一部分转化为机械能，一部分转化成了热机和周围环境的内能。但是，能量的总和保持不变。
电风扇工作时把电能转化机械能和内能。
电风扇工作时电能转化为什么能？它们之间的关系是怎样的？
=
电能
机械能
+
内能
想一想
根据能量守恒定律，它们之间的关系是：
电能=机械能+内能
分析各现象中能的转化或转移
水壶里的水蒸汽将壶盖顶起来
水轮机带动发电机发电
电风扇转动
电流通过灯丝使灯丝发光
煤燃烧
光合作用
核电站
用打气筒打气
木材燃烧
手摇发电机发电使灯泡发光
内能 机械能
机械能 电能
电能 机械能
电能 内能 光能
化学能 内能
光能 化学能
核能 内能 电能
机械能 内能
化学能 内能
机械能 电能 光能
有人曾设想制造一种不消耗任何能量和燃料，却源源不断对外做功的机器，人们把这种机器叫永动机。这种机器有可能制成吗？
设想中的永动机
2
永动机
而水轮机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W内能，只有一部分能量W抽水用来对外做功抽水。
高处的水具有一定的机械能W总，在水向下流动时，对水轮机做功，水轮机转动，把低处的水抽到高处。
根据能量守恒定律可知： W总=W内能+
W抽水，最后抽水的能量小于原来水的总能量，使流下的水不能全部抽回。
在各种形式的能量的相互转化的过程中，下列说法中正确的是 （ ）
A. 机械能一定守恒
B. 各种形式的能量都守恒
C. 各种形式的能的总量一定守恒
D. 只有机械能转化为内能
C
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
C
　小华家使用的是天然气热水器，该热水器的铭牌标明了它的热效率，表示该热水器工作时，天然气完全燃烧所消耗的化学能，有多大比例转化为水的内能。
小华尝试估测该热水器的热效率，以核对铭牌上的数值是否准确。他把家里自动洗衣机的“水量”设置为40L，用热水器输出的热水注入洗衣机，当注入水的体积达到40L时洗衣机便会自动停止注水。已知当时自来水的温度是15℃，热水器输出热水的温度为40℃，注入前天然气表的示数是2365.89m3，注水后变为2366.05m3，天然气的热值为3.2×107J/m3。
请你估测该热水器的热效率。
解：水吸收的热量Q吸=cmΔt
=4.2×103J/( kg·℃) ×103 kg /m3×40×10-3m3×(40-15) ℃
=4.2×106J，
天然气用量V=2366.05 m3-2365.89m3=0.16 m3，
天然气完全燃烧放热
Q放==0.16 m3×3.2×107J/m3 =5.12×106J，
当注入水的体积达到40L时洗衣机便会自动停止注水。当时自来水的温度是15℃，热水器输出热水的温度为40℃，注入前天然气表的示数是2365.89m3，注水后变为2366.05m3，天然气的热值为3.2×107J/m3。请你估测该热水器的热效率。
天然气完全燃烧放热
Q放=Vq=0.16 m3×3.2×107J/m3 =5.12×106J，
该热水器的效率为
当注入水的体积达到40L时洗衣机便会自动停止注水。已知当时自来水的温度是15℃，热水器输出热水的温度为40℃，注入前天然气表的示数是2365.89m3，注水后变为2366.05m3，天然气的热值为3.2×107J/m3。请你估测该热水器的热效率。