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能量的转化和守恒
自然界中能量的形式多种多样
这些能量之间可以相互转化吗?
√
能量的转化
光能 → 化学能
机械能 →内能
燃料在汽缸内燃烧
化学能→内能→活塞运动的机械能
光能
电能
内能
对外做功使其运动
能量的转化
在一定的条件下,各种行驶的能量都可以相互转化
能量的转移
同一种能量从一个物体转移到另一个物体
或者是从物体的一部分转移到另一部分
能量的形式并没有发生变化
热传递
内能:高温物体 → 低温物体
流水推动水轮机旋转:
水的机械能 → 水轮机的机械能
能量在转化和转移的过程中会有怎样的特点呢?
①能量的转化和转移具有方向性
热传递
内能:能自发地从高温物体 → 低温物体
不能自发地从低温物体 → 高温物体
各种形式的能量,会自发地转化为内能
但内能不能自发地转化为其他形式的能量
②能量在转化和转移的过程中,总量保持不变
能量守恒定律
能量既不会凭空消失,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
能量守恒定律是自然界最普通、最重要的基本定律之一
1、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
C
2、根据能量守恒定律,下列情形可能发生的是( )
A.随着科学技术不断发展和提高,永动机是可以制成的
B.两个斜面相对连接,小球从左斜面滚下后冲上右斜面
C.电水壶里的水沸腾后断电,水的沸腾却一直持续下去
D.出枪膛的子弹射穿木板后,以更快的速度继续运动
B
3、如图所示,是小孩玩的滑梯游戏。
(1)若不计摩擦和空气阻力,小孩在下滑过程中,机械能 。
(2)若小孩在滑梯上匀速下滑,在这一过程中,他的机械能 。
(3)若小孩在滑梯上下滑时,屁股有灼热的感觉,在这一过程中, 能转化为 能。
(4)根据能力守恒定律,小孩开始滑下时具有1600J机械能,而滑到中点时他只剩下1300J的机械能,设小孩受到的摩擦力大小不变,那么滑到滑梯底端时,他的动能为 J,整个过程有 J的机械能转化为内能。
不变
变小
机械
内
1000
600
内能与热机的综合计算
=
Q有用
Q放
×100%
η
比热容:
C =
Q
mΔt
热量的计算
物体吸放热:
燃料燃烧:
Q放=cm(t-t0)
Q放=mq 或 Q放=Vq
热值:
q =
Q放
m
热机效率:
例1. (2017·随州)随州某学校物理小组设计实验,探究“酒精、煤油、汽油”的热值(如图)。甲、乙、丙装置完全相同,水的质量和初温及待测燃料的质量也相同。通过测量全部燃料充分燃烧后的末温(均未达到费电)t甲<t乙=t丙,可以粗略知道它们的热值q大小关系为: 。(填选项编号)
C
例2. (2017·咸宁)2017年5月18日,我国宣布在南海进行的可燃冰试采获得成功。可燃冰是一种固态警惕,在常温压下回迅速 (填物态变化)为气态。它的热值约为1.4×1010J/m?,2m?的可燃冰完全燃烧后可放出 J的热量,若这些热量60%被水吸收,可以将 kg的水从0℃加热到100℃。
(c水=4.2×10?J/(kg·℃))
升华
2.8×1010
4×104
例3. 汽油发动机每一个工作循环活塞经历四个冲程,带动曲轴转动两圈。一台汽油机,活塞面积是50cm2,活塞行程是25cm,做功冲程燃气产生的平均压强为8×105Pa,若飞轮的转速是2000转/分钟,效率为30%,求:
①做功冲程中,燃气对活塞的平均压力是多少?
②做功冲程中,平均压力做多少功?
③汽油机在1小时内要消耗多少汽油?(汽油的热值为4.6×107J/kg)
4000N
1000J
4.35kg