能量守恒定律

1、第一节第一节 能量的转化与守恒定律能量的转化与守恒定律我们已经知道的能量形式 机械能（重力势能、弹性势能、动能）机械能（重力势能、弹性势能、动能）风能、电能、光能、内能、核能、风能、电能、光能、内能、核能、生物能、化学能、太阳能生物能、化学能、太阳能等等等等各种形式的是可以相互转化的 食物具有化食物具有化学能，我们的身学能，我们的身体把这种化学能体把这种化学能转化成为维持生转化成为维持生命所必须的内能命所必须的内能和机械能。和机械能。各种形式的是可以相互转化的风能转化为电能风能转化为电能各种形式的是可以相互转化的重力势能转化重力势能转化为电能为电能各种形式的是可以相互转化的电能转化为内能电能转

2、化为内能各种形式的是可以相互转化的电能转化为机械能电能转化为机械能各种形式的是可以相互转化的 另外，当木材、煤、石油和天然另外，当木材、煤、石油和天然气等物质燃烧时，它们的化学能就会转气等物质燃烧时，它们的化学能就会转化为内能和光能。绿色植物通过光合作化为内能和光能。绿色植物通过光合作用，将太阳能转化为化学能用，将太阳能转化为化学能各种能都能够做功，做功的各种能都能够做功，做功的过程就是能量转化的过程。过程就是能量转化的过程。做功的过程即能量转化的过程 能量既不会消灭，也不会创能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式转化生，它只会从一种形式转化为其他形式或者从一个物为其他形式或者从一个物体

3、转移到另外一个物体，而体转移到另外一个物体，而在转化和转移的过程中，能在转化和转移的过程中，能量的总和保持不变量的总和保持不变 下面大家阅读28页中有关能量守恒定律建立的过程，并回答以下问题：1、导致能量守恒定律最后确立的两类重要事实是什么? 2、能量守恒定律是一个人发现的吗? 1 1、导致能量守恒定律最后确立的两类重要事、导致能量守恒定律最后确立的两类重要事实是什么实是什么? ? 确立了永动机的不可能性和发现了各种自确立了永动机的不可能性和发现了各种自然现象之间的相互联系与转化然现象之间的相互联系与转化 历史上有很多人不相信能量守恒定律的人，挖空历史上有很多人不相信能量守恒定律的人，挖空心思

4、想发明一种不消耗能量，却能不断对外做功心思想发明一种不消耗能量，却能不断对外做功的机器的机器永动机，你认为它一旦转动起来就能永动机，你认为它一旦转动起来就能永远转动起来吗？永远转动起来吗？17171818世纪许多机械专家就已经论证了永动机是不可能世纪许多机械专家就已经论证了永动机是不可能的的法国科学院在法国科学院在17751775年就正式决定，不再研究和试验任何年就正式决定，不再研究和试验任何永动机永动机2、能量守恒定律是一个人发现的吗能量守恒定律是一个人发现的吗? ? 能量守恒定律不是一个人发现的，到了19世纪40年代前后科学界已经形成一种思想氛围，即用联系的观点去观察自然，各种不同能量可以

5、相互转化，这预示着，到了把分立环节连成一体的时候了，也就是到了建立能量转化与守恒定律的时候了，不同国家、不同领域的十几位科学家，以不同的方式，各自独立提出了能量守恒定律的内容：能量既不会消灭，也不会创生，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另外一个物体而在转化和转移的过程中能量的总和保持不变 对能量守恒定律贡献比较大的科学家有：德国物理学家和医生迈尔，英国物理学家焦耳，德国物理和生理学家女姆霍兹等人 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

6、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)通过学习能量守恒定律，你受到了什么启示? 自然规律之一自然规律之一中微子的发现 20世纪30年代，人们发现在某些原子核反应中能量似乎不守恒，当时有人提出能量守恒并不是普遍规律的观点。1993年，奥地利物理学家泡利（W.Pauli，19001958）猜想，之所以观察到能量“不守恒”，可能因为存在着一种极其微小的未知粒子，是它带走了一小部分能量。意大利物理学家费米（E.Fermi，19011954）把这种未知的粒子叫做中微子。从此，人们一直

7、在努力寻找中微子。直到1956，人们才在实验室找到了中微子。因此，可以说是能量的转化与守恒定律直接导致了中微子的发现因此，可以说是能量的转化与守恒定律直接导致了中微子的发现泡利泡利 和和 费米费米思考与讨论既然能量是守恒的，不可能消灭，为什么我们还要节约能源？然料燃烧时一旦把自己的热量释放出去，它就不会再次自动聚集起来供人类重新利用，电池中的化学能转化为电能，它又通过灯泡转化成内能和光能，热和光被其他物质吸收后变为周围环境的内能，我们无法把这些内能收集起来重新利用这种现象叫做大家阅读课本第大家阅读课本第2828页到页到2929页页有关能量和能量耗散的内容有关能量和能量耗散的内容 可以看出，由于

8、取暖和使用电器，室内温度比室外高。热量散失到室外后，不能回收重新利用。一座房屋的红外线照片红外照片是不能分辨颜色的，右图中的颜色是为区分不同的温度而在照片处理时加上的能量耗散与能量守恒是否矛盾，能量耗散与能量守恒是否矛盾，该怎样理解该怎样理解? ? 能量耗散和能量守恒并不矛盾，能量耗散表明，能量耗散和能量守恒并不矛盾，能量耗散表明，在能源利用的过程中，即在能量的转化过程中，在能源利用的过程中，即在能量的转化过程中，能量在数量上并没有减少但是可利用的品质上能量在数量上并没有减少但是可利用的品质上降低了，从便于利用变为不便于利用了。降低了，从便于利用变为不便于利用了。这是节这是节约能源的根本原因约

9、能源的根本原因 内能总是自发地从高温内能总是自发地从高温物体向低温物体转移物体向低温物体转移而不会自发的由低温物而不会自发的由低温物体向高温物体转移体向高温物体转移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热机的效率不可能1000/0例如：一辆行驶的小轿车，燃料燃烧产生的内能有例如：一辆行驶的小轿车，燃料燃烧产生的内能有370/0通过通过发动机散热系统排除，发动机散热系统排除，370/0直接由排气管排出，有直接由排气管排出，有260/0变为变为发动机输出的机械能发动机输出的机械能 能量的耗散从能量转化的角度反映能量的耗散从能量转化的角度反映出自然界中宏观过程的方向性。出

10、自然界中宏观过程的方向性。 正是因为能量转化的方向性，正是因为能量转化的方向性，能量的利用受这种方向性的制约，所以能量的利用受这种方向性的制约，所以能量的利用是有条件的，也是有代价能量的利用是有条件的，也是有代价的的 通过以上分析我们知道了：通过以上分析我们知道了：一、能量守恒定律一、能量守恒定律 1内容：能量既不会消灭，也不会创生，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另外一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总和保持不变2建立过程二、能源和能量耗散二、能源和能量耗散 1内容：能量转化具有方向性2节约能源的重要意义 通过本节课的学习我们知道了一、多种形式的能量一、多种形式的能

11、量对于能，你们知道一些什么知对于能，你们知道一些什么知识识。或你们有什么问题？或你们有什么问题？1、电闪雷鸣、电闪雷鸣2、地动山摇、地动山摇3、蔬菜瓜果、蔬菜瓜果4、波涛汹涌、波涛汹涌 对于能我们并不陌生，在以前的对于能我们并不陌生，在以前的 教学中，我们学习过内能、机械教学中，我们学习过内能、机械 能、电能、电磁能能、电能、电磁能 等，在化学的等，在化学的 学习中，我们还学习了化学能，学习中，我们还学习了化学能， 从生活中我们还了解核能。从生活中我们还了解核能。二、化学能二、化学能1、燃料的燃烧是一种化学变化，燃烧时产生、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

12、。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、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耗的能量就来源于食物里储存的化学能三、核能三、核能重力势能重力势能动能动能内能内能化学能化学能电能电能交流与讨论交流与讨论你能说出图中各种物体所具有的能量吗？四、能量的转化与转移四、能量的转化与转移自然界中，自然界中，能量不仅可以能量不仅可以从一个物体转移到另一个从一个物体转移到另一个物体，物体，形式多样的能量之形式多样的能量之间还可以相互转化。间还可以相互转化。碰撞时物体之间会发生能量的转移碰撞时物体之间会发生能量的转移电灯发光时，电能转化

13、为光能和热能电灯发光时，电能转化为光能和热能地球上的能量主要来自太阳地球上的能量主要来自太阳植物通过光合作用把太阳能转化为化学能植食动物从植物获取能量，转化为热能和化学能肉食动物通过捕食植食动物获取能量1、随着电机的转动，电池中的、随着电机的转动，电池中的 转化为转化为 ； 通过导线传给电机，电机的转动将通过导线传给电机，电机的转动将 转化转化为为 ； 转轴的转动将重物提起，重物在上升的过程转轴的转动将重物提起，重物在上升的过程中将获得中将获得 和和 ；电机转动一段时间后；电机转动一段时间后还会发热，则电机还将还会发热，则电机还将 转化为转化为 。2、将实验中的电源换成电灯，让重物落下，随着重

14、物、将实验中的电源换成电灯，让重物落下，随着重物的下落，重物的的下落，重物的 转化为重物的转化为重物的 ；细绳；细绳带动电机转轴转动，电机将带动电机转轴转动，电机将 转化为转化为 ； 通通过导线传输到灯泡，灯泡将发光并会发热，此时灯泡将过导线传输到灯泡，灯泡将发光并会发热，此时灯泡将 转化为转化为 和和 ；电机转动一段时间后还会；电机转动一段时间后还会发热，则电机还将发热，则电机还将 转化为转化为 。化学能化学能电能电能电能电能电能电能动能动能动能动能重力势能重力势能电能电能内能内能重力势能重力势能动能动能动能动能电能电能电能电能电能电能光能光能内能内能电能电能内能内能五、能量守恒定律五、能量

15、守恒定律能量既不会消灭，也不会创生，能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式转化为另一它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而能的总量保到另一个物体，而能的总量保持不变。持不变。六、永动机六、永动机练习一练习一1、冰块沿地面滑动，往往会逐渐融化，、冰块沿地面滑动，往往会逐渐融化，在这一过程中是在这一过程中是 能转化为能转化为 能。能。2、原子弹、氢弹爆炸时释放的能量、原子弹、氢弹爆炸时释放的能量来源于来源于 。3、白天，太阳能热水器中的水的温度、白天，太阳能热水器中的水的温度升高，水的内能升高，水的内能 （填（填”减少减少“”“”不变不变“或或”增加增加“），这是通过），这是通过 的方法改变了它的内能。的方法改变了它的内能。机械机械内内原子核反应原子核反应增加增加热传递热传递练习二练习二1、在各种形式的能量的相互转化的过程中，下列说、在各种形式的能量的相互转化的过程中