w1246能量轉(zhuǎn)化與守恒定律能源開發(fā)與利用

1、第六節(jié)：能量 能量轉(zhuǎn)化與守恒定律第八節(jié)：能源的開發(fā)與利用1第六節(jié) 能量 能量轉(zhuǎn)化與守恒定律 我們生活在一個復雜而多變的世界中，物質(zhì)、能量、信息是構(gòu)成世界的基本要素。能量無處不在，能量轉(zhuǎn)化無時不有。那么： 常見的能量有那些形式呢？ 能量的轉(zhuǎn)化是如何實現(xiàn)的？ 能量轉(zhuǎn)化遵循什么規(guī)律呢？ 能量會被永久地利用嗎？2能量形式涵 義實 例機械能機械能是與物體的運動或位置的高度、形變相關的能量，表現(xiàn)為動能和勢能。流動的河水、被拉開的弓、聲音等內(nèi)能內(nèi)能是組成物體的分子的無規(guī)則運動所具有的動能和勢能的總和一切由分子構(gòu)成的物質(zhì)電能電能是與電有關的能量電器設備所消耗的的能量都是電能電磁能電磁能是以各種各樣的電磁波的形

2、式傳播的能量可見光、紫外線、微波和紅外線等核能核能是一種儲存在原子核內(nèi)部的能量，原子核發(fā)生核反應時，會釋放出巨大的能量核潛艇、核電站、核武器等化學能化學能是指儲存在化合物的化學鍵里的能量化合物巧克力、燃料等都儲存有化學能一.各種各樣的能量31.汽艇在海上行駛化學能轉(zhuǎn)化為機械能2.用電照明電能轉(zhuǎn)化為光能（電磁能）3.篝火燃燒化學能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和光能4.原子彈爆炸核能轉(zhuǎn)化為機械能和內(nèi)能仔細觀察下面的圖片，說明它們具有那種形式的能？涉及哪些形式能量之間的轉(zhuǎn)化？二.能量之間的轉(zhuǎn)化4不同形式的能量之間的轉(zhuǎn)化二、能量之間的轉(zhuǎn)化【討論】 請你說說自己一天的生活、學習中會與哪些能量及其轉(zhuǎn)換有關？5二、能量之間的

3、轉(zhuǎn)化請在下圖的箭頭旁邊填上能量轉(zhuǎn)化的裝置或過程電動機發(fā)電機生物做功光合作用燃燒物質(zhì)電 燈光電效應太陽照射熾熱發(fā)光電加熱地熱發(fā)電摩擦生熱蒸汽機放熱反應吸熱反應6 我們所消耗的能量，無論是食物還是電，大部分是太陽能輻射到地球后轉(zhuǎn)化而來的。太陽能與其他形式的能量轉(zhuǎn)化關系圖二、能量之間的轉(zhuǎn)化7三.能量轉(zhuǎn)化與守恒定律1.定律：能量既不會憑空產(chǎn)生，也不會憑空消失，它只能由一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，或者從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程中其總量保持不變。2.定律的表達式：E1=E2 3.用能量守恒定律解題的步驟 (1) 分清有多少種形式的能在變化；(2)分別列出減少的能量E1和增加的能量E2(3

4、)列恒等式E1=E28三.能量轉(zhuǎn)化與守恒定律【說明】1.能量守恒定律是最基本、最普遍、最重要的自然規(guī)律之一。 任何形式的能量之間都可以轉(zhuǎn)化，但轉(zhuǎn)化過程并不減少它們的總量。2.分析物理過程、求解實際問題時，對減少的某種能量，要追蹤它的去向；對增加的能量，要能查尋它的來源。 可以按照“總的減少量=總的增加量”列出數(shù)學方程。9【問題1】 人們?yōu)榱藵M足生產(chǎn)對動力日益增多的需要，幻想制造一種機器，它不需要任何動力和燃料，卻能不斷地對外做功，這種機器稱為“第一類永動機”。 你認為這樣的永動機可以制造成功嗎？【問題2】 初中物理中曾學過“效率”的概念。 試舉例說明在利用能量的過程中，“效率”涵義？【問題3】

5、 在自然界，有許多現(xiàn)象的自然發(fā)生、發(fā)展都有方向性。例如“水往低處流”。 你認為能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移是否也具有方向性呢？10四、能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的方向性碗中的熱水會自動變涼，你見過碗中的冷水會自動變熱嗎？1.能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移是具有方向性的（不可逆性）如果使能量轉(zhuǎn)化沿反方向進行，則必須做功。例：電冰箱將箱內(nèi)食品的熱轉(zhuǎn)移給空氣，就必須消耗電能。2.第二類永動機是不可能的有人想設計一臺機器，能自動地從低溫熱源吸收內(nèi)能，向高溫熱源釋放，高溫熱源將得到的內(nèi)能對外做功，這樣不需要其他動力機械，不消耗其他任何能源，整個循環(huán)可永遠進行下去。沒違背能量守恒定律，但違背了能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的不可逆性。11【例6-1】一質(zhì)量為

6、2 kg的物塊從離地80 m高處自由落下，測得落地速度為30 m/s，求下落過程中產(chǎn)生的內(nèi)能.(g10 m/s2)【思路】 下落過程中減少的機械能變成了內(nèi)能。 【答案】E = 700J12 【例6-2】熱力學第二定律常見的表述有兩種: 第一種表述：不可能使熱量由低溫物體傳遞到高溫物體，而不引起其他變化； 第二種表述：不可能從單一熱源吸收熱量并把它全部用來做功，而不引起其他變化。 圖（a）是根據(jù)熱力學第二定律的第一種表述畫出的示意圖：外界對制冷機做功，使熱量從低溫物體傳遞到高溫物體。請你根據(jù)第二種表述完成示意圖（b）。根據(jù)你的理解，熱力學第二定律的實質(zhì)是_。制冷機低溫物體高溫物體WQ1Q2圖（a

7、）熱機低溫物體高溫物體圖（b）13 熱力學第二定律的實質(zhì)是：自然界中進行的與熱現(xiàn)象有關的宏觀物理過程都具有方向性。 熱機低溫物體高溫物體圖（b）WQ1Q214【例6-3】如圖，一固定的楔形木塊，其斜面的傾角為300，另一邊與地面垂直，頂上有一定滑輪，一柔軟的細線跨過定滑輪兩端分別與物塊A和B連接，A的質(zhì)量為4m，B的質(zhì)量為m開始時將B按在地上不動，然后放開手，讓A沿斜面下滑而B上升。物塊A與斜面間無摩擦，設當A沿斜面下滑s距離后，細線突然斷了。求物塊B上升的最大高度?！敬鸢浮俊舅悸贰?物塊A下滑時，減少的重力勢能有三個去處：使自己的動能增加，使物塊B的動能、重力勢能都增加。151.能源能夠提供

8、可利用能量的物質(zhì)叫能源。 能源是人類社會發(fā)展進步的物質(zhì)基礎。能源、信息、材料一起構(gòu)成了現(xiàn)代文明的三大支柱。每一種新能源的開發(fā)利用和能源利用方式的變革都極大地促進下生產(chǎn)力的發(fā)展，并引發(fā)社會變革，使人類文明前進一大步。第八節(jié) 能源的開發(fā)和利用一.能源及其分類16 人類對于能源的開發(fā)利用大致經(jīng)歷了四個歷史時期： 古代柴草時期 ； 新石器時代晚期的煤炭時期 ； 19世紀中葉的石油時期 ； 始于本世紀中葉的新能源時期 。一.能源及其分類17 2.能源的分類 能源的分類方法很多。 來自自然界、沒有經(jīng)過加工或轉(zhuǎn)換的能源叫做一次能源 ； 從一次能源直接或間接轉(zhuǎn)化而來的能源叫做二次能源 。 一次能源又可分為可再

9、生能源和不可再生能源兩大類。 另外能源也可分為常規(guī)能源和新能源 。 此外，能源還可分為燃料能源和非燃料能源等。 新能源的共同特點是資源豐富、可以再生、沒有污染或很少污染，可以說是遠有前景、近有實效的能源。 應優(yōu)先開發(fā)利用的六種新能源： 太陽能、風能、地熱能、波浪能(潮汐能)、氫能、核能18【例題】把下列14種能源按要求分類。 煤 石油 水力 汽油 核能 太陽能 酒精 天然氣 液化氣 地熱 煤氣 潮汐能 風力 電 屬于一次能源的是： 屬于二次能源的是： 屬于可再生能源的是： 屬于不可再生能源的是： 屬于常規(guī)能源的是： 屬于新能源的是： 屬于燃料能源的是： 屬于非燃料能源的是：、 、 、 、 、

10、、 19【例8-1】某地強風風速v20m/s，設空氣密度=1.3kg/m3，如果通過橫截面積為S=20m2的風的動能全部轉(zhuǎn)化為電能，則用上述已知量計算電功率的公式應為P= ，大小約為 W(取一位有效數(shù)字)?！敬鸢浮?0二.能源危機與環(huán)境污染1.為什么人類社會發(fā)展會有能源危機的發(fā)生？ 常規(guī)能源儲量有限，開發(fā)不合理，浪費嚴重； 人類社會發(fā)展對能源的需求日益增加； 新能源的開發(fā)和利用需要解決一系列技術問題。2.能源的大量使用給人類的生存環(huán)境帶來了哪些問題？ 酸雨 溫室效應 臭氧層的破壞 土壤酸性化 生態(tài)平衡的破壞 能源危機和能源利用對環(huán)境所造成的污染與破壞已成為人類共同關注的世界性問題。21 1.白

11、俄羅斯切爾諾貝利核電站事故。20年來損失2350億美元。 三.能源利用的憂患 2.俄羅斯庫爾斯克號核潛艇事故 22 新能源是相對于傳統(tǒng)的能源來說的，根據(jù)聯(lián)合國1981年內(nèi)羅畢會議精神，新能源可定義為：以新技術和新材料為基礎，系統(tǒng)開發(fā)利用的能源。 在新能源的開發(fā)中，重點在于開發(fā)太陽能、風能、地熱能、波浪能、氫能和生物質(zhì)能等. 它們的共同特點是資源豐富、可以再生、沒有污染或很少污染，可以說是遠有前景、近有實效的能源。 四.未來的能源23第八節(jié) 能源的開發(fā)和利用火 電 廠24第八節(jié) 能源的開發(fā)和利用長江三峽水利工程25第八節(jié) 能源的開發(fā)和利用運行中的秦山核電站運行中的廣東大亞灣核電站 即將動工建設的浙江三門核電站核能的開發(fā)與利用核