20.3能的转化和能量守恒(沪粤版)

20.3能的转化和能量守恒你能说出下列物体所具有的能量吗？机械运动――机械能热运动――内能电荷运动――电能化学运动――化学能原子核内部的运动――核能能以多种形式存在于自然界，每一种形式的能对应于一种运动形式。一、能的转移与转化各种形式的能是可以相互转移和转化的。一杯放在桌上的热水冷却，此过程热水的内能消失了吗？能量转移了，从热水转移到周围的空气中去了。活动1：能量的转移能量的转移——能量的形式没有发生改变。内能的转移机械能的转移水的机械能水轮机的机械能电能的转移机械能转化为电能电能转化为机械能活动2：能量的转化各种形式的能在一定条件下是可以相互转化的电能转化为内能太阳能转化为电能给电池充电时电能转化为化学能。电池放电时化学能转化为电能。食物具有化学能，我们的身体把这种化学能转化成为维持生命所必须的内能和机械能。风能转化为电能核电站发电时的能量转化铀核裂变释放的核能蒸汽的内能涡轮机的机械能发电机发出电能在能量由一个物体转移到其他物体，或由一种形式转化为其他形式的过程中，其数量方面有没有变化呢？交流与合作在电动机提升物体的过程中，电动机消耗了什么能？是否都转化成了机械能？还转化成哪些形式的能？如果将转化后的其他形式的能全部加起来，是否应该与所消耗的电能相等？掉在地上的弹性小球为什么越跳越低?你认为这样的永动机可以制造成功吗？我国有句俗语：“既要马儿跑，又要马儿不吃草。”你认为这可能吗？为什么？为了满足生产、生活对动力日益增多的需要，历史上曾有人幻想制造一种机器，它不需要消耗任何动力和燃料，却能不断地对外做功，这种机器称为“永动机”。17～18世纪许多机械专家就已经论证了永动机是不可能的。法国科学院在1775年就正式决定，不再研究和试验任何永动机。二、能量守恒定律能量既不能创造，也不能消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体。能量在转移或转化的过程中，能的总量保持不变。在人们发现了各种自然现象之间的相互联系与转化和确立了永动机的不可能性之后，科学家们发现了能量守恒定律。人们所说的“消耗能量”“利用能量”“获得能量”的实质是：能量相互转移或转化的过程。能量守恒定律的建立过程，是人类认识自然的一次重大的飞跃，是哲学和自然科学长期发展和进步的结果．它是最普遍、最重要、最可靠的自然规律之一，而且是大自然普遍和谐性的一种表现形式。和谐美是科学的魅力所在。恩格斯曾经把能量转化和守恒定律称为“伟大的运动基本规律”，认为它的发现是19世纪自然科学的三大发现之一．(另两个发现是细胞学说，达尔文的生物进化论)由能量守恒定律可知：永动机无法实现。能量守恒定律对我们的启示：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”。内能能自发的由低温物体向高温物体转移吗？三、能在转移和转化过程中的方向性手捧热水袋时，手和身体变热，热水袋的热水温度会降低。在这种内能转移的过程中，内能总是自动地从高温物体向低温物体转移。问题：木材燃烧能将水烧开。当水渐渐凉下来时，能否将其减少的内能全部复原为化学能吗？小汽车的动力来自发动机中汽油的燃烧。在行驶中汽车克服摩擦，动能转化成地面、车轮和空气的内能，这些能量能够自动用来再次开动汽车吗？能量的转化和转移过程是有方向性的。在能源利用的过程中，即在能量的转化和转移过程中，能量在数量上并没有减少．但是在可利用的品质上降低了，从便于利用变为不便于利用了，成为“无用的能量”。通过以上分析我们知道了：这是节约能源的根本原因正是因为能量转化的方向性，能量的利用受着这种方向性的制约，所以能量的利用是有条件的，也是有代价的。课堂练习1．下列说法中正确的是（）A.不同形式能量的转化是通过做功来实现的B.做功的过程总是伴随着能量的变化C.某种形式的能量增加10J，一定有其他形式的能量减少10JD.某个物体的能量减少10J，一定有其他物体的能量增加10JABCDB2．运动员把原来静止的足球踢出去，使足球获得100J的动能。则在运动员踢球的过程中，运动员消耗的体能（）A.等于100JB.大于100JC.小于100JD.无法确定本课小结一、能的转移与转化能量在转移和转化过程中，能的总量保持不变三、能在转移和转化过程中的方向性二、能量守恒定律