w1246能量转化与守恒定律能源开发与利用

1、第六节：能量 能量转化与守恒定律第八节：能源的开发与利用1第六节 能量 能量转化与守恒定律 我们生活在一个复杂而多变的世界中，物质、能量、信息是构成世界的基本要素。能量无处不在，能量转化无时不有。那么： 常见的能量有那些形式呢？ 能量的转化是如何实现的？ 能量转化遵循什么规律呢？ 能量会被永久地利用吗？2能量形式涵 义实 例机械能机械能是与物体的运动或位置的高度、形变相关的能量，表现为动能和势能。流动的河水、被拉开的弓、声音等内能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一切由分子构成的物质电能电能是与电有关的能量电器设备所消耗的的能量都是电能电磁能电磁能是以各种各样的电磁波的形

2、式传播的能量可见光、紫外线、微波和红外线等核能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，会释放出巨大的能量核潜艇、核电站、核武器等化学能化学能是指储存在化合物的化学键里的能量化合物巧克力、燃料等都储存有化学能一.各种各样的能量31.汽艇在海上行驶化学能转化为机械能2.用电照明电能转化为光能（电磁能）3.篝火燃烧化学能转化为内能和光能4.原子弹爆炸核能转化为机械能和内能仔细观察下面的图片，说明它们具有那种形式的能？涉及哪些形式能量之间的转化？二.能量之间的转化4不同形式的能量之间的转化二、能量之间的转化【讨论】 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？5二、能量之间的

3、转化请在下图的箭头旁边填上能量转化的装置或过程电动机发电机生物做功光合作用燃烧物质电 灯光电效应太阳照射炽热发光电加热地热发电摩擦生热蒸汽机放热反应吸热反应6 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。太阳能与其他形式的能量转化关系图二、能量之间的转化7三.能量转化与守恒定律1.定律：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能由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，在转化或转移的过程中其总量保持不变。2.定律的表达式：E1=E2 3.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；(2)分别列出减少的能量E1和增加的能量E2(3

4、)列恒等式E1=E28三.能量转化与守恒定律【说明】1.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量。2.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。 可以按照“总的减少量=总的增加量”列出数学方程。9【问题1】 人们为了满足生产对动力日益增多的需要，幻想制造一种机器，它不需要任何动力和燃料，却能不断地对外做功，这种机器称为“第一类永动机”。 你认为这样的永动机可以制造成功吗？【问题2】 初中物理中曾学过“效率”的概念。 试举例说明在利用能量的过程中，“效率”涵义？【问题3】

5、 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”。 你认为能量的转化和转移是否也具有方向性呢？10四、能量转化和转移的方向性碗中的热水会自动变凉，你见过碗中的冷水会自动变热吗？1.能量的转化和转移是具有方向性的（不可逆性）如果使能量转化沿反方向进行，则必须做功。例：电冰箱将箱内食品的热转移给空气，就必须消耗电能。2.第二类永动机是不可能的有人想设计一台机器，能自动地从低温热源吸收内能，向高温热源释放，高温热源将得到的内能对外做功，这样不需要其他动力机械，不消耗其他任何能源，整个循环可永远进行下去。没违背能量守恒定律，但违背了能量转化和转移的不可逆性。11【例6-1】一质量为

6、2 kg的物块从离地80 m高处自由落下，测得落地速度为30 m/s，求下落过程中产生的内能.(g10 m/s2)【思路】 下落过程中减少的机械能变成了内能。 【答案】E = 700J12 【例6-2】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

7、）热机低温物体高温物体图（b）13 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）WQ1Q214【例6-3】如图，一固定的楔形木块，其斜面的倾角为300，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端分别与物块A和B连接，A的质量为4m，B的质量为m开始时将B按在地上不动，然后放开手，让A沿斜面下滑而B上升。物块A与斜面间无摩擦，设当A沿斜面下滑s距离后，细线突然断了。求物块B上升的最大高度。【答案】【思路】 物块A下滑时，减少的重力势能有三个去处：使自己的动能增加，使物块B的动能、重力势能都增加。151.能源能够提供

8、可利用能量的物质叫能源。 能源是人类社会发展进步的物质基础。能源、信息、材料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。第八节 能源的开发和利用一.能源及其分类16 人类对于能源的开发利用大致经历了四个历史时期： 古代柴草时期 ； 新石器时代晚期的煤炭时期 ； 19世纪中叶的石油时期 ； 始于本世纪中叶的新能源时期 。一.能源及其分类17 2.能源的分类 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一次能源 ； 从一次能源直接或间接转化而来的能源叫做二次能源 。 一次能源又可分为可再

9、生能源和不可再生能源两大类。 另外能源也可分为常规能源和新能源 。 此外，能源还可分为燃料能源和非燃料能源等。 新能源的共同特点是资源丰富、可以再生、没有污染或很少污染，可以说是远有前景、近有实效的能源。 应优先开发利用的六种新能源： 太阳能、风能、地热能、波浪能(潮汐能)、氢能、核能18【例题】把下列14种能源按要求分类。 煤 石油 水力 汽油 核能 太阳能 酒精 天然气 液化气 地热 煤气 潮汐能 风力 电 属于一次能源的是： 属于二次能源的是： 属于可再生能源的是： 属于不可再生能源的是： 属于常规能源的是： 属于新能源的是： 属于燃料能源的是： 属于非燃料能源的是：、 、 、 、 、

10、、 19【例8-1】某地强风风速v20m/s，设空气密度=1.3kg/m3，如果通过横截面积为S=20m2的风的动能全部转化为电能，则用上述已知量计算电功率的公式应为P= ，大小约为 W(取一位有效数字)。【答案】20二.能源危机与环境污染1.为什么人类社会发展会有能源危机的发生？ 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； 新能源的开发和利用需要解决一系列技术问题。2.能源的大量使用给人类的生存环境带来了哪些问题？ 酸雨 温室效应 臭氧层的破坏 土壤酸性化 生态平衡的破坏 能源危机和能源利用对环境所造成的污染与破坏已成为人类共同关注的世界性问题。21 1.白

11、俄罗斯切尔诺贝利核电站事故。20年来损失2350亿美元。 三.能源利用的忧患 2.俄罗斯库尔斯克号核潜艇事故 22 新能源是相对于传统的能源来说的，根据联合国1981年内罗毕会议精神，新能源可定义为：以新技术和新材料为基础，系统开发利用的能源。 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. 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。 四.未来的能源23第八节 能源的开发和利用火 电 厂24第八节 能源的开发和利用长江三峡水利工程25第八节 能源的开发和利用运行中的秦山核电站运行中的广东大亚湾核电站 即将动工建设的浙江三门核电站核能的开发与利用核