w能量转化与守恒定律能源开发与利用学习课程

1、机械能是与物体的运动或位置的机械能是与物体的运动或位置的高度、形变相关的能量，表现为高度、形变相关的能量，表现为动能和势能。动能和势能。流动的河水、被拉开流动的河水、被拉开的弓、声音等的弓、声音等内能是组成物体的分子的无规则内能是组成物体的分子的无规则运动所具有的动能和势能的总和运动所具有的动能和势能的总和一切由分子构成的物一切由分子构成的物质质电能是与电有关的能量电能是与电有关的能量电器设备所消耗的的电器设备所消耗的的能量都是电能能量都是电能电磁能是以各种各样的电磁波的电磁能是以各种各样的电磁波的形式传播的能量形式传播的能量可见光、紫外线、微可见光、紫外线、微波和红外线等波和红外线等核能是一

2、种储存在原子核内部的核能是一种储存在原子核内部的能量，原子核发生核反应时，会能量，原子核发生核反应时，会释放出巨大的能量释放出巨大的能量核潜艇、核电站、核核潜艇、核电站、核武器等武器等化学能是指储存在化合物的化学化学能是指储存在化合物的化学键里的能量键里的能量化合物巧克力、燃料化合物巧克力、燃料等都储存有化学能等都储存有化学能第1页/共32页第一页，编辑于星期日：八点 二十三分。1.汽艇在海上行驶汽艇在海上行驶化学能转化为机械能化学能转化为机械能2.用电照明用电照明电能转化为光能（电磁能）电能转化为光能（电磁能）3.篝火燃烧篝火燃烧化学能转化为内能和光能化学能转化为内能和光能4.原子弹爆炸原子

3、弹爆炸核能转化为机械能和内能核能转化为机械能和内能第2页/共32页第二页，编辑于星期日：八点 二十三分。 请你说说自己一天的生活、学习中会与哪些能量及其请你说说自己一天的生活、学习中会与哪些能量及其转换有关？转换有关？第3页/共32页第三页，编辑于星期日：八点 二十三分。第4页/共32页第四页，编辑于星期日：八点 二十三分。 我们所消耗的能量，无论是食物还是电，大部分是太阳能辐我们所消耗的能量，无论是食物还是电，大部分是太阳能辐射到地球后转化而来的。射到地球后转化而来的。第5页/共32页第五页，编辑于星期日：八点 二十三分。1.定律：定律：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能由一能量既不

4、会凭空产生，也不会凭空消失，它只能由一种形式种形式为另一种形式，或者从一个物体为另一种形式，或者从一个物体到另一个物体，到另一个物体，在转化或转移的过程中其总量保持不变。在转化或转移的过程中其总量保持不变。2.定律的表达式：定律的表达式：E1=E2 21EE3.用能量守恒定律解题的步骤用能量守恒定律解题的步骤 (1) 分清有多少种形式的能在变化；分清有多少种形式的能在变化；(2)分别列出减少的能量分别列出减少的能量E E1 1和增加的能量和增加的能量E E2 2(3)(3)列恒等式列恒等式E E1 1= =E E2 2第6页/共32页第六页，编辑于星期日：八点 二十三分。能量守恒定律是最基本、

5、最普遍、最重要的自然规律之一。能量守恒定律是最基本、最普遍、最重要的自然规律之一。 任何形式的能量之间都可以转化，但转化过程并不减少它们的总任何形式的能量之间都可以转化，但转化过程并不减少它们的总量。量。分析物理过程、求解实际问题时，对减少的某种能量，要分析物理过程、求解实际问题时，对减少的某种能量，要追踪它的去向；对增加的能量，要能查寻它的来源。追踪它的去向；对增加的能量，要能查寻它的来源。 可以按照可以按照“”列出数学方程。列出数学方程。第7页/共32页第七页，编辑于星期日：八点 二十三分。 人们为了满足生产对动力日益增多的需要，幻想制造一种人们为了满足生产对动力日益增多的需要，幻想制造一

6、种机器，它不需要任何动力和燃料，却能不断地对外做功，这种机机器，它不需要任何动力和燃料，却能不断地对外做功，这种机器称为器称为“第一类永动机第一类永动机”。 初中物理中曾学过初中物理中曾学过“效率效率”的概念。的概念。 在自然界，有许多现象的自然发生、发展都有方向性。例如在自然界，有许多现象的自然发生、发展都有方向性。例如“水往低处流水往低处流”。 第8页/共32页第八页，编辑于星期日：八点 二十三分。第9页/共32页第九页，编辑于星期日：八点 二十三分。一质量为一质量为2 kg的物块从离地的物块从离地80 m高处自由落下，测得高处自由落下，测得落地速度为落地速度为30 m/s，求下落过程中产

7、生的内能，求下落过程中产生的内能.(g10 m/s2)下落过程中减少的机械能变成了内能。下落过程中减少的机械能变成了内能。 第10页/共32页第十页，编辑于星期日：八点 二十三分。 热力学第二定律常见的表述有两种: 第一种表述：不可能使热量由低温物体传递到高温物体，而不引起其他变化； 第二种表述：不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其他变化。 图（a）是根据热力学第二定律的第一种表述画出的示意图：外界对制冷机做功，使热量从低温物体传递到高温物体。请你根据第二种表述完成示意图（b）。根据你的理解，热力学第二定律的实质是_。制冷机低温物体高温物体WQ1Q2图（a）热机低温物体高温物

8、体图（b）第11页/共32页第十一页，编辑于星期日：八点 二十三分。 热力学第二定律的实质是：自然界中进行的与热现象有关的宏观物理过程都具有方向性。 热机低温物体高温物体图（b）WQ1Q2第12页/共32页第十二页，编辑于星期日：八点 二十三分。如图，一固定的楔形木块，其斜面的倾角为如图，一固定的楔形木块，其斜面的倾角为300，另一，另一边与地面垂直，顶上有一定滑轮，一柔软的细线跨过定滑轮两边与地面垂直，顶上有一定滑轮，一柔软的细线跨过定滑轮两端分别与物块端分别与物块A和和B连接，连接，A的质量为的质量为4m，B的质量为的质量为m开始时开始时将将B按在地上不动，然后放开手，让按在地上不动，然后

9、放开手，让A沿斜面下滑而沿斜面下滑而B上升。物块上升。物块A与斜面间无摩擦，设当与斜面间无摩擦，设当A沿斜面下滑沿斜面下滑s距离后，细线突然断了。距离后，细线突然断了。求物块求物块B上升的最大高度。上升的最大高度。65hs 物块物块A下滑时，减少的重力势能下滑时，减少的重力势能有三个去处：使自己的动能增加，使物有三个去处：使自己的动能增加，使物块块B的动能、重力势能都增加。的动能、重力势能都增加。第13页/共32页第十三页，编辑于星期日：八点 二十三分。 能源是人类社会发展进步的物质基础。能源是人类社会发展进步的物质基础。、一起构成了现代文明的三大支柱。每一种新能源的开发利用和一起构成了现代文

10、明的三大支柱。每一种新能源的开发利用和能源利用方式的变革都极大地促进下生产力的发展，并引发社能源利用方式的变革都极大地促进下生产力的发展，并引发社会变革，使人类文明前进一大步。会变革，使人类文明前进一大步。第14页/共32页第十四页，编辑于星期日：八点 二十三分。 人类对于能源的开发利用大致经历了四个历史时期：人类对于能源的开发利用大致经历了四个历史时期： ； ； ； 。第15页/共32页第十五页，编辑于星期日：八点 二十三分。 能源的分类方法很多。能源的分类方法很多。 来自自然界、没有经过加工或转换的能源叫做来自自然界、没有经过加工或转换的能源叫做 ； 从一次能源直接或间接转化而来的能源叫做

11、从一次能源直接或间接转化而来的能源叫做。 一次能源又可分为一次能源又可分为和和两大类。两大类。 另外能源也可分为另外能源也可分为和和 。 此外，能源还可分为此外，能源还可分为和和等。等。 新能源的共同特点是资源丰富、可以再生、没有污染或很少新能源的共同特点是资源丰富、可以再生、没有污染或很少污染，可以说是远有前景、近有实效的能源。污染，可以说是远有前景、近有实效的能源。 太阳能、风能、地热能、波浪能太阳能、风能、地热能、波浪能(潮汐能潮汐能)、氢能、核能、氢能、核能第16页/共32页第十六页，编辑于星期日：八点 二十三分。把下列把下列14种能源按要求分类。种能源按要求分类。 煤煤 石油石油 水

12、力水力 汽油汽油 核能核能 太阳能太阳能 酒精酒精 天然气天然气 液化气液化气 地热地热 煤气煤气 潮汐能潮汐能 风力风力 电电 属于一次能源的是：属于一次能源的是： 属于二次能源的是：属于二次能源的是： 属于可再生能源的是：属于可再生能源的是： 属于不可再生能源的是：属于不可再生能源的是： 属于常规能源的是：属于常规能源的是： 属于新能源的是：属于新能源的是： 属于燃料能源的是：属于燃料能源的是： 属于非燃料能源的是：属于非燃料能源的是：第17页/共32页第十七页，编辑于星期日：八点 二十三分。某地强风风速某地强风风速v20m/s，设空气密度，设空气密度=1.3kg/m3，如果，如果通过横截

13、面积为通过横截面积为S=20m2的风的动能全部转化为电能，则用上述已的风的动能全部转化为电能，则用上述已知量计算电功率的公式应为知量计算电功率的公式应为P= ，大小约为，大小约为 W(取一位有效数字取一位有效数字)。 3511 102PSvW 第18页/共32页第十八页，编辑于星期日：八点 二十三分。 常规能源储量有限，开发不合理，浪费严重；常规能源储量有限，开发不合理，浪费严重； 人类社会发展对能源的需求日益增加；人类社会发展对能源的需求日益增加； 新能源的开发和利用需要解决一系列技术问题。新能源的开发和利用需要解决一系列技术问题。 酸雨酸雨 温室效应温室效应 臭氧层的破坏臭氧层的破坏 土壤

14、酸性化土壤酸性化 生态平衡的破坏生态平衡的破坏 第19页/共32页第十九页，编辑于星期日：八点 二十三分。 1.白俄罗斯切尔诺贝利核电站事故。白俄罗斯切尔诺贝利核电站事故。20年来损失年来损失2350亿美元。亿美元。 2.俄罗斯库尔斯克号核潜艇事故俄罗斯库尔斯克号核潜艇事故 第20页/共32页第二十页，编辑于星期日：八点 二十三分。 新能源是相对于传统的能源来说的，根据联合国新能源是相对于传统的能源来说的，根据联合国1981年内罗年内罗毕会议精神，毕会议精神，。 在新能源的开发中，重点在于开发太阳能、风能、地热能、在新能源的开发中，重点在于开发太阳能、风能、地热能、波浪能、氢能和生物质能等波浪能、氢能和生物质能等. 它们的共同特点是资源丰富、可以再生、没有污染或很少它们的共同特点是资源丰富、可以再生、没有污染或很少污染，可以说是远有前景、近有实效的能源。污染，可以说是远有前景、近有实效的能源。 第21页/共32页第二十一页，编辑于星期日：八点 二十三分。第22页/共32页第二十二页，编辑于星期日：八点 二十三分。第23页/共32页第二十三页，编辑于星期日：八点 二十三分。第24页/共32页第二十四页，编辑于星期日：八点 二十三分。我国最大的核电站：阳江核电站我国最大的核电站：阳江核电站第25页/共32页第二十