《能量守恒定律與能源》講義

《能量守恒定律與能源》講義第一講能量守恒定律與能源知識梳理▼一、能量守恒定律1、能量的轉(zhuǎn)化在我們的日常生活和各種物理現(xiàn)象中，能量的轉(zhuǎn)化無處不在。比如說，電燈發(fā)光的時候，電能轉(zhuǎn)化成了光能和熱能。就像你家里的電燈泡，插上電之后，電能讓燈絲發(fā)熱，熱到一定程度就發(fā)光了，這個過程就是電能轉(zhuǎn)化為光能和熱能的過程。再看電動機工作的時候，電能轉(zhuǎn)化為機械能。像電動小風扇，通電后電能使風扇的葉片轉(zhuǎn)動起來，電能就變成了讓葉片轉(zhuǎn)動的機械能啦。2、能量的轉(zhuǎn)移能量除了能轉(zhuǎn)化，還能轉(zhuǎn)移呢。比如在熱傳遞過程中，熱量從溫度高的物體傳到溫度低的物體。冬天的時候，你手里拿著一杯熱水，過一會兒你的手就會覺得熱，這就是熱水的熱量轉(zhuǎn)移到了你的手上。3、能量守恒定律內(nèi)容能量既不會憑空產(chǎn)生，也不會憑空消失，它只會從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，或者從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程中，能量的總量保持不變。這就好比一個魔法口袋，里面的東西不會無緣無故變多或者變少，只是從一種東西變成了另一種東西，總量不變。二、能源1、能源的分類按能源的來源分，可以分為三類。第一類是來自地球外部天體的能源，最主要的就是太陽能。咱們生活中用到的很多能源，像風能、水能，其實都是間接來自太陽能呢。比如說風是怎么來的呀？是因為太陽照射地球表面，不同地方受熱不均勻，空氣就流動起來形成了風，所以風能就間接來自太陽能。第二類是地球本身蘊藏的能量，像地熱能，這是地球內(nèi)部的熱量。有些地方有溫泉，那就是地熱能的一種表現(xiàn)形式。還有原子核能，這是通過原子核發(fā)生變化釋放出來的能量。第三類是地球和其他天體相互作用而產(chǎn)生的能量，像潮汐能。潮汐是由于月球和太陽對地球的引力作用引起的海水漲落現(xiàn)象，我們利用這種漲落產(chǎn)生的能量就是潮汐能。2、能源的利用能源在人類社會發(fā)展中起著至關重要的作用。從古代開始，人們就利用柴薪來取暖、做飯等。后來，隨著工業(yè)革命的發(fā)展，人們開始大量使用煤炭、石油和天然氣等化石能源。這些能源給我們帶來了巨大的便利，但是也帶來了一些問題，比如說環(huán)境污染和能源短缺等?，F(xiàn)在，我們越來越重視清潔能源的開發(fā)和利用，像太陽能、風能、水能、生物能等。這些清潔能源對環(huán)境友好，而且是可再生的。比如說太陽能光伏發(fā)電，利用太陽能電池把太陽能轉(zhuǎn)化為電能，很多家庭的屋頂上都安裝了太陽能板呢。三、能量守恒定律與能源的關系1、能源的開發(fā)利用要遵循能量守恒定律在開發(fā)和利用能源的過程中，能量守恒定律是必須要遵循的。不管我們用什么方法把一種能源轉(zhuǎn)化為另一種形式的能量，總的能量是不會變的。就像我們用火力發(fā)電，燃燒煤炭把化學能轉(zhuǎn)化為電能，這個過程中化學能的總量等于轉(zhuǎn)化后的電能以及其他損耗的能量之和。2、能源危機的本質(zhì)能源危機的本質(zhì)其實就是能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過程中的矛盾。隨著人類對能源需求的不斷增加，可利用的能源越來越少。這是因為我們在利用能源的時候，有一部分能量在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過程中變成了不能再利用的形式，比如熱能散失到空氣中了。而且一些能源的形成需要很長的時間，像化石能源，是經(jīng)過億萬年才形成的，而我們消耗它們的速度卻很快。重點：1、能量守恒定律的理解和應用，要讓同學們清楚能量在各種情況下是如何轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的，并且總量不變。可以通過列舉大量生活中的實例來加深理解。2、能源的分類以及不同能源的特點和利用方式。這部分內(nèi)容比較多，要讓同學們能夠區(qū)分不同能源的來源和應用場景。難點：1、對于能量守恒定律的理解，尤其是在復雜的物理過程中，如何準確判斷能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移路徑以及總量不變。2、理解能源危機的本質(zhì)，以及如何從能量守恒定律的角度去看待能源的可持續(xù)發(fā)展。經(jīng)典例題▼1、下列關于能量轉(zhuǎn)化的說法正確的是（）A.電動機工作時，電能全部轉(zhuǎn)化為機械能B.鉆木取火是將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能C.電燈工作時，電能轉(zhuǎn)化為光能和熱能D.對手機充電時，化學能轉(zhuǎn)化為電能＿___________答案：C。電動機工作時電能主要轉(zhuǎn)化為機械能，但也有部分轉(zhuǎn)化為熱能；鉆木取火是將機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；電燈工作時電能轉(zhuǎn)化為光能和熱能；對手機充電時是電能轉(zhuǎn)化為化學能。2、以下能源屬于二次能源的是（）A.風能B.石油C.電能D.太陽能＿___________答案：C。風能、石油、太陽能都是直接從自然界獲取的能源，屬于一次能源；電能是通過其他能源轉(zhuǎn)化而來的，屬于二次能源。3、關于能量守恒定律，下列說法錯誤的是（）A.能量守恒定律適用于所有的物理現(xiàn)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.永動機不可能制成是因為違背了能量守恒定律D.在能量轉(zhuǎn)化過程中，不需要考慮