2019-2020学年九年级物理下册 11.2 能量转化的方向性和效率课件 （新版）教科版

11.2能量转化的方向性和效率1课堂导入问题能量的转化和转移无处不在。然而，有些能量的转化和转移虽然并不违背能量守恒定律，但在实际情形中却不会发生，这是为什么呢？在常温常压下，温度不同的水和冰之间的热传递，哪一种可以自发进行？2课堂活动一、能量转化的方向性如同水是自发地流只能从高处往低处流，能量的自发流向也不是随意的，即能量的转化具有方向性。讨论交流这些情形可能吗？试着分析以下过程能否实现,以及实现过程中的能量转化情况。(1)一杯水静置一段时间后,其中的一部分水自行从另一部分水中吸取热量,沸腾成水蒸气,另一部分水则内能减少,凝结成冰.这是不可能的，温度高的那部分水不可能从温度低的部分吸收热量。在热传递的过程中，内能总是自发地从高温物体转移到低温物体，不能相反。电冰箱制冷要消耗电能1.能量转移的方向性在热传递的过程中,内能总是自发地从高温物体转移到低温物体.如果要使内能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、空调就需要消耗电能。空调制冷制冷要消耗电能(2)枯萎的花儿，自发从空气中吸取能量和水分，重焕青春这是不可能的。因为被其他物质吸收后变为周围环境的内能,枯萎的花儿无法把这些内能收集起来重新利用。(3)坡底的巨石从周围环境中获取能量，滚向坡顶机械能可以全部转化为内能，而内能不可全部转化为机械能而不引起其他变化！2．能量转化的方向性(4)汽车从北京开到天津，掉转车头,可以不再消耗新的燃料,从空气、尾气中吸取能量，返回北京.研究表明，如果某个过程中涉及了热量,能量的转化（和转移）就将是“覆水难收”,这些机械能、内能无法再转化回可以被利用的能源.小结：通过以上的分析很明显这些过程都是不可能实现的，我们在现实生活中也从未看到这样的现象发生过。自然界中许多自发的过程都是有方向的，或者说能量的转化和转移也是有方向的。既然自然界的能量是守恒的,为什么我们还要节约能源？因为现实的宏观世界中,物体间一旦存在温差,就会有热量的传递；摩擦无处不在,机械能会不断转化为内能.我们对能量的利用,无法避免涉及热量的生成与转移.于是，每一次能量的利用,都会减少这个世界上可利用、便于利用的能量的总量.问题二、能量转化的效率1.人们在能量转移和转化过程中利用能量：(1)用燃气灶烧水(2)使用电梯把人或物体提高到一定的高度将天燃气的化学能燃烧转化成内能，再把内能传递给水。电源提供的电能完化成人或物体的重力势能。生活经验告诉我们，这些愿望都不可能发生。在所有的能量利用过程中，能量损耗不可避免。(2)使用电梯时,希望每消耗1千瓦时的电能完全转化成人或物体的势能。2.能量损耗讨论交流这些愿望能实现吗？(1)烧水时,希望将天然气燃烧产生的热量完全传递给水壶中的水.(3)骑自行车时希望我们消耗的每一分体能全部转化自行车的人的动能？3.能量转化效率以天燃气烧一壶水为例：(1)输入能量:把天然气完全燃烧释放出的化学能称为输入能量.(3)输出无效能量:把散发到大气、壶体中的那部分能量称为输出无效能量。(2)输出有效能量:水吸收的那部分能量称为输出有效能量.输入能量=输出有效能量+输出无效能量为了进一步描述这些过程，人们定义了能量的转化效率。(5)能量转化效率η=输出有效能量输入能量①在所有的能量利用过程中，能量损耗不可能避免，因此存在以下关系：输入能量总大于输出无效能量，任何情况下，η都小于1。②在所有的能量利用的过程中，都有以上的关系。提高能量利用中的转化效率是节能问题的核心，是可持续发展的重要措施之一。讨论交流各种“效率”在“机械与功”一章中，我们研究了机械效率，即有用功在总功中所占的比例；在“改变世界的热机”一章中，我们又知道了热机的效率，即内能转化为有用机械能的效率。这些效率，跟我们今天学习的“能量转化效率”是一回事吗？为什么？(1)机械效率：有用功在总功中所占的百分比，叫机械效率，机械效率总小于1。(2)热机效率：热机所做有用功（有效利用的能量）与燃料完全燃烧释放的热量之比叫作热机效率。热机工作时总是有能量的损失，所以热机效率始终小于1。能量转化效率η=输出有效能量输入能量它们都可表示为：3课堂小结本堂重点:了解能量转移和能量转化的方向性。本堂难点:知道能量转化或转移的效率。典例分析4考点一：能量转化的方向性【典型例题1】(2019湖南岳阳)关于材料、信息和能源的说法正确的是（）A．制作手机芯片的主要材料是超导体B．北斗卫星导航系统（BDS）是靠电磁波来定位的C．煤、石油、可燃冰都是可再生能源D．能量是守恒的，所以我们不需要节约能源B【迁移训练1】下列事例中，能表示能量转化或转移具有“方向性”的事例是()A.电能可以转化为机械能，机械能也可以转化为电能B.热量可以自发地从高温物体传递给低温物体，但却不能自发地从低温物体传递到高温物体C.动能可以和重力势能相互转化D.电能可以转化为内能，内能也可以部分地转化为电能B考点二：能量转化中的效率【典型例题2】（2019四川成都）我们的生产与生活总离不开能量及其转化．下列说法正确的是()A．提高能量利用中的转化效率是节能问题的核心B．全自动洗衣机工作时，电能全部转化为机械能C．吊装码头上，只要货物受到的合力为零，它的能量就不变D．用燃气灶烧水，只要调大火力，燃气灶的加热效率就会提高A【迁移训练2】（多选题）提高能量的利用效率，除了不随便浪费能源外，主要还需改进应用能源的技术常采用的措施有（）A．让燃料充分燃烧B．采用保温隔热措施，减少热量的散失C．充分利用余热和减少有害摩擦D．增加能量的转化环节ABC