《能量守恒定律与能源》讲义

《能量守恒定律与能源》讲义第一讲能量守恒定律与能源知识梳理▼一、能量守恒定律1、能量的转化在我们的日常生活和各种物理现象中，能量的转化无处不在。比如说，电灯发光的时候，电能转化成了光能和热能。就像你家里的电灯泡，插上电之后，电能让灯丝发热，热到一定程度就发光了，这个过程就是电能转化为光能和热能的过程。再看电动机工作的时候，电能转化为机械能。像电动小风扇，通电后电能使风扇的叶片转动起来，电能就变成了让叶片转动的机械能啦。2、能量的转移能量除了能转化，还能转移呢。比如在热传递过程中，热量从温度高的物体传到温度低的物体。冬天的时候，你手里拿着一杯热水，过一会儿你的手就会觉得热，这就是热水的热量转移到了你的手上。3、能量守恒定律内容能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，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到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。这就好比一个魔法口袋，里面的东西不会无缘无故变多或者变少，只是从一种东西变成了另一种东西，总量不变。二、能源1、能源的分类按能源的来源分，可以分为三类。第一类是来自地球外部天体的能源，最主要的就是太阳能。咱们生活中用到的很多能源，像风能、水能，其实都是间接来自太阳能呢。比如说风是怎么来的呀？是因为太阳照射地球表面，不同地方受热不均匀，空气就流动起来形成了风，所以风能就间接来自太阳能。第二类是地球本身蕴藏的能量，像地热能，这是地球内部的热量。有些地方有温泉，那就是地热能的一种表现形式。还有原子核能，这是通过原子核发生变化释放出来的能量。第三类是地球和其他天体相互作用而产生的能量，像潮汐能。潮汐是由于月球和太阳对地球的引力作用引起的海水涨落现象，我们利用这种涨落产生的能量就是潮汐能。2、能源的利用能源在人类社会发展中起着至关重要的作用。从古代开始，人们就利用柴薪来取暖、做饭等。后来，随着工业革命的发展，人们开始大量使用煤炭、石油和天然气等化石能源。这些能源给我们带来了巨大的便利，但是也带来了一些问题，比如说环境污染和能源短缺等。现在，我们越来越重视清洁能源的开发和利用，像太阳能、风能、水能、生物能等。这些清洁能源对环境友好，而且是可再生的。比如说太阳能光伏发电，利用太阳能电池把太阳能转化为电能，很多家庭的屋顶上都安装了太阳能板呢。三、能量守恒定律与能源的关系1、能源的开发利用要遵循能量守恒定律在开发和利用能源的过程中，能量守恒定律是必须要遵循的。不管我们用什么方法把一种能源转化为另一种形式的能量，总的能量是不会变的。就像我们用火力发电，燃烧煤炭把化学能转化为电能，这个过程中化学能的总量等于转化后的电能以及其他损耗的能量之和。2、能源危机的本质能源危机的本质其实就是能量转化和转移过程中的矛盾。随着人类对能源需求的不断增加，可利用的能源越来越少。这是因为我们在利用能源的时候，有一部分能量在转化和转移过程中变成了不能再利用的形式，比如热能散失到空气中了。而且一些能源的形成需要很长的时间，像化石能源，是经过亿万年才形成的，而我们消耗它们的速度却很快。重点：1、能量守恒定律的理解和应用，要让同学们清楚能量在各种情况下是如何转化和转移的，并且总量不变。可以通过列举大量生活中的实例来加深理解。2、能源的分类以及不同能源的特点和利用方式。这部分内容比较多，要让同学们能够区分不同能源的来源和应用场景。难点：1、对于能量守恒定律的理解，尤其是在复杂的物理过程中，如何准确判断能量的转化和转移路径以及总量不变。2、理解能源危机的本质，以及如何从能量守恒定律的角度去看待能源的可持续发展。经典例题▼1、下列关于能量转化的说法正确的是（）A.电动机工作时，电能全部转化为机械能B.钻木取火是将内能转化为机械能C.电灯工作时，电能转化为光能和热能D.对手机充电时，化学能转化为电能＿___________答案：C。电动机工作时电能主要转化为机械能，但也有部分转化为热能；钻木取火是将机械能转化为内能；电灯工作时电能转化为光能和热能；对手机充电时是电能转化为化学能。2、以下能源属于二次能源的是（）A.风能B.石油C.电能D.太阳能＿___________答案：C。风能、石油、太阳能都是直接从自然界获取的能源，属于一次能源；电能是通过其他能源转化而来的，属于二次能源。3、关于能量守恒定律，下列说法错误的是（）A.能量守恒定律适用于所有的物理现象B.能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一C.永动机不可能制成是因为违背了能量守恒定律D.在能量转化过程中，不需要考虑