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能量的转化和守恒
第十四章 第3节
温故知新:
1、改变物体内能的方法有两种,分别是_________和________。它们本质上的区别是:热传递是能量的________,做功是能量的________。
2、热机是把___能转化为_____能的机器。
3、在汽油机的压缩冲程中_____能转化为___能,做功冲程中____能转化为_____能。
机械
内
转化
转移
做功
热传递
机械
机械
内
内
一、多种形式的能量
我们知道能量的形式:
机械能、内能、电能、光能、核能、太阳能、化学能、生物能、原子能等.
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
拉长的橡皮筋
你能说出下面物体都具有什么形式的能量吗?
山巅的危石
运动的足球
西藏羊八井地热池
食 物
太阳光
认识能量
1.来回迅速摩擦双手。
2.用钢笔杆在头发或毛衣上摩擦后再靠近细小的纸片。
观察实验发生的现象,讨论发生了哪些能量转化?
你还能举出一些你认为发生了能量转化的例子吗?请说出你认为发生的能量转化。
想想做做
一、能量的转化
电能转化为机械能
机械能转化为电能
二、能量的转化
机械能转化为内能
光能转化为化学能
植物吸收太阳光
进行光合作用
摩擦生热
化学能转化为电能
水果电池
电能转化为化学能
电池充电
电池供电
化学能转化为内能
机械能转化为电能
煤气灶做饭
光能转化为内能
内燃机车
太阳能热水器
内能转化机械能
机械能转化为电能
电动机
电能转化为机械能
太阳能转化为电能
电能转化为内能
光能转化为电能再转化为机械能
机械能转化为光能和内能
电能转化为光能和内能
电解池
电能转化为化学能
灯泡发光
热机做功冲程
化学能转化为内能再转化为机械能
化学能转化为光能和内能
钻木取火
机械能转化为内能
火力发电厂发电
内能转化为机械能再转化为电能
电能转化为声能
喇叭发声
敲鼓发声
机械能转化为声能
结论:
在一定条件下,各种形式的能都可以相互转化。
*
填一填
再想一想:
1、当人造地球卫星从近地点向远地点运动时,它的高度( ),重力势能( ),速度( ),动能( ),机械能总量。
如果只有动能和势能相互转化,机械能的总和不变,也就是说,机械能守恒。
(1)拿一个弹力小球由手中释放,观察小球的运动情况。
(2)结合小球在地面弹跳的频闪照片,想一想,为什么它的高
度会逐渐降低?是
否丢失了能量?减
少的机械能到哪去
了?
二、能量守恒定律
做做想想议议
想想议议
2、减少的机械能到哪里去了?
答:小球跟空气和地面摩擦,一部分的机械能转化为内能。
1、小球的高度逐渐降低说明了什么?
答:说明了小球的机械能逐渐减少。
能量守恒定律能量守恒定律
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。
方法点拨:
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。
能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一。
能量的转化、能量的转移,都是有方向性的
1.滑冰滑梯的过程中,能量是怎样转化的?遵守能量守恒定律吗?
讨 论
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?水自高而下其中重力势能一部分,转化为动能,一部分通过冲击叶片对外做功转化为机械能,同时克服磨擦转化为内能,整个装置只有对外做功,并没有补充能量,所以
讨 论
永动机是不能实现的,它违背了能量守恒定律
1.一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
练一练
核电站的原理
核能
水蒸汽的内能
机械能
电能
3.能量守恒是自然界的基本规律之一,下列能量转化过程中,属于内能的转移的是( )
A.用电灯照明
B.光合作用
C.用暖水袋取暖
D.天然气的燃烧
C
练一练
4. 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
练一练
二、填空题
2、冰块沿地面滑动,往往会逐渐融化,在这一过程中是 能转化为 能,
但能量的总量_______。
1、用锤子敲打钉子时,钉子的温度升高,钉子的内能 (填“减少”“不变”或“增加”),这是通过 方法改变了它的内能。
机械
内
增加
做功
不变
练一练:一、单选题
2、在各种形式的能量转化的过程中,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
1、在下列事例中,属于机械能转化为内能的是( )
A.铁棒在火上烤得很热
B.汽车紧急刹车,轮胎发热
C.燃烧木材取暖
D.给电炉通电,电炉发热
B
C
2、在某密闭隔热的房间内有一电冰箱,现接通电源使电冰箱开始工作,并打开电冰箱的门,则过段时间后室内的温度将( )
A.降低 B.不变 C.升高 D.无法判断
①摩擦生热 ( → )
②气体膨胀做功 ( → )
③电灯发光 ( → )
④电饭锅做饭 ( → )
⑤煤炭燃烧 ( → )
⑥用洗衣机甩干衣服 ( → )
⑦手摇发电机发电 ( → )
3、分析下列各现象中能量的转化
机械能
内能
内能
机械能
电能
光能
电能
内能
内能
化学能
电能
机械能
机械能
电能
3、自由运动的滚摆,每次上升的高度逐渐减小,下列说法正确的是 ( ) A、机械能守恒
B、能量正在消失
C、只存在动能和重力势能的相互转化
D、减少的那部分机械能转化为内能,但总的能量守恒
D
11.关于内能和机械能,下列说法中错误的是:
A.空中运动的足球除了整体具有机械能外,同时还具有内能
B.一个物体可以没有机械能,但一定有内能
C.内能和机械能的单位都是焦耳
D.水平运动的物体速度增大后,机械能和内能同时增大
9、下列对生活中的现象解释正确的是
A、摔碎了的瓷碗很难拼合在一起——分子间存在斥力
B、排骨藕汤热的时候香气四溢——温度越高,分子的运动越剧烈
C、房间长时间不打扫就会布满灰尘——分子在不停地做无规则运动
D、海边昼夜温差变化比沙漠中大——水的比热容比沙石的比热容大
10.关于内能及其利用,下列说法正确的是
A .温度高的物体内能一定大
B.做功和热传递都可以改变物体的内能
C.比热容跟物体吸收或放出的热量有关
D.热机的做功冲程是将机械能转化为内能
14.如图是小球在地面弹跳的频闪照片,关于此过程中小球的能量转化,下列说法中正确的是:
A.小球弹跳的最大高度越来越低,说明了小球在此过程中能量不守恒
B.小球在图中乙点和丙点时的机械能相等
C.在不考虑热量散失的情况下,小球在丁点时的内能最大
D.根据能量守恒定律可知,小球在此过程中机械能守恒
11、如图所示,在烧瓶内盛少量水,给瓶内打气,当瓶塞跳起来时,可以看到瓶内出现白雾。下列解释正确的是
A、通过打气筒压缩瓶内空气做功,空气内能增大,瓶底的水汽化成白雾
B、瓶内的空气对瓶塞做功,空气内能增大,瓶底的水汽化成白雾
C、瓶内的空气对瓶塞做功,空气内能减小,空气液化成白雾
D、瓶内的空气膨胀对外做功,空气内能减小,空气中的水蒸气液化成白雾
27.(9分)暑假期间,小明一家驱车外出旅游。当汽车以30m/s的速度在高速公路上匀速直线行驶时,汽车的输出功率是33千瓦,效率为4O%。油箱容积为50L。(汽油热值q=3.3×107J/L,g=10N/kg)求:
(1)50L汽油完全燃烧放出的热量为多少(3分)?如果这么多的热量中的42%被水吸收,可将多少千克的水从20℃加热到70℃(2分)?
(2)(4分)该车加一满箱汽油,按照以上速度最多可以匀速直线行驶的路程为多少?
人类利用太阳能的实质,是将太阳能转化为其他形式的能量。下图画出了太阳能三种转化的方框图,其中椭圆表示转化的装置或物体,菱形表示由太阳能所转化的另一种能量形式。请在图中的三个空白处填入相关的文字。
18.(3分)如图是北京奥运主场馆“鸟巢”,它采用太阳能光伏发电系统为整个场馆提供电力,是当今世界上最大的环保型体育场。白天,太阳能转化为电能,除供正常使用外,将多余的能量储存在蓄电池内供夜晚使用。请完成下面的方框图,使其正确反映这个过程中能量发生转化的情况。
22、(武汉市在汉口江滩等地安装了“风能太阳能互补节能灯”,如图
所示,它“头顶”小风扇,“肩扛”太阳能电
池板。其中太阳能电池板是将太阳能转化为 _____ 能,白天蓄电池将电能转化
成 _____ 能储存起来,夜晚蓄电池
放电将____能转化成 _____ 能
给电灯供电。
能量之间可以相互转化
转移和转化的过程中,能的总量是守恒的
依据能量守恒定律,永动机不可能实现
课堂小结