能量的多種形式62能量的轉(zhuǎn)化與守恒63珍惜大自然課件高一下學(xué)期物理2

第六章

能源與可持續(xù)發(fā)展第1~3節(jié)1.機(jī)械能:包括動能、重力勢能和彈性勢能等。2.電能是指電以各種形式做功的能力。3.光能是光具有的能量。4.化學(xué)能是儲存在食物或燃料等物質(zhì)中的能量。5.核能是由于物質(zhì)的原子核結(jié)構(gòu)發(fā)生變化而釋放的能量。知識點(diǎn)一：多種形式的能量知識點(diǎn)二：能源的分類與應(yīng)用1.能源：凡是能夠提供可利用能量的物質(zhì)統(tǒng)稱為能源。2.一次能源：指直接取自自然界,未經(jīng)加工轉(zhuǎn)化的能源,如煤、石油、天然氣等。一次能源又分為可再生能源和不可再生能源。（1）不可再生能源：

煤炭、石油和天然氣是目前人類生產(chǎn)、生活中使用的主要能源，這類能源又叫作化石能源。化石能源無法在短時間內(nèi)再生，所以這類能源被叫作不可再生能源。（2）可再生能源：

水能、風(fēng)能、潮汐能等能源，歸根結(jié)底來源于太陽能。這些能源在自然界可以再生，叫作可再生能源。3.可再生能源的開發(fā)利用:(1)太陽能的利用;(2)風(fēng)能、地?zé)崮堋⒊毕?、生物質(zhì)能的利用,如風(fēng)力發(fā)電等;(3)核能的利用。

在電路中，電源將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能，負(fù)載又將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能、光能和機(jī)械能.....知識點(diǎn)三：能量的轉(zhuǎn)化與能量守恒定律在日常生活中，我們似乎看不到能量的守恒。例如，蕩來蕩去的秋千，如果不能持續(xù)得到外界能量的補(bǔ)充，空氣阻力及秋千受到的摩擦力就會使秋千擺動的幅度逐漸減小，直至停下。在這個過程中，秋千原有的機(jī)械能一直在損失。損失的機(jī)械能消失了嗎？沒有，除去重力、彈力外的其他力對物體做功使物體機(jī)械能增加或減少的過程，實(shí)質(zhì)上都是其他形式的能量與機(jī)械能相互轉(zhuǎn)化的過程。如果把這部分能量包括在內(nèi)，總能量是保持不變的。能量守恒定律

能量既不會憑空產(chǎn)生，也不會憑空消失，它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式，或者從一個物體轉(zhuǎn)移到別的物體，在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程中，能量的總量保持不變。這個規(guī)律叫作能量守恒定律。永動機(jī)是不可能制成的永動機(jī)：不消耗任何能量，卻可以源源不斷地對外做功，這種機(jī)器叫永動機(jī)。

（人們把這種不消耗能量的永動機(jī)叫第一類永動機(jī)）1.能量守恒定律同生物進(jìn)化論、細(xì)胞的發(fā)現(xiàn)被恩格斯譽(yù)為19世紀(jì)的三個最偉大的科學(xué)發(fā)現(xiàn)。2.能量守恒定律是在無數(shù)實(shí)驗(yàn)事實(shí)的基礎(chǔ)上建立起來的，是自然科學(xué)的普遍規(guī)律之一。3.自然界一切已經(jīng)實(shí)現(xiàn)的過程都遵守能量守恒定律。凡是違反能量守恒定律的過程都是不可能實(shí)現(xiàn)的，例如“永動機(jī)”只能以失敗而告終。4.機(jī)械能守恒定律只是能量守恒定律的特例。能量守恒定律的意義：知識點(diǎn)四：自然過程的方向性1.一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀自然過程都是不可逆的，即一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀過程都有方向性。(2)能量的轉(zhuǎn)化具有方向性:如機(jī)械能可以自發(fā)地完全轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，但內(nèi)能不能自發(fā)地且不能完全轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。(1)能量的轉(zhuǎn)移具有方向性:如熱量可以自發(fā)地從高溫物體傳給低溫物體，但不能自發(fā)地從低溫物體傳給高溫物體。熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體,那空調(diào)、電冰箱在制冷過程中是怎么做到把熱量從低溫物體傳到高溫物體的?在電冰箱、空調(diào)制冷的過程中,熱量的確是從低溫物體傳到了高溫物體。但是這不是“自發(fā)”的過程,這個過程必須有“第三者”——壓縮機(jī)的介入。如果不供電,壓縮機(jī)會停止工作,熱量從又會自發(fā)地從高溫的地方傳向低溫的地方。如圖所示。2.第二類永動機(jī)：從單一熱源（海洋、大氣或宇宙）中吸熱使之完全變成有用功而不產(chǎn)生其他影響。能量轉(zhuǎn)化過程是有方向性的，內(nèi)能不可能自動地、不引起任何變化地完全轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。因此，第二類永動機(jī)也是不可能被制造出來的。第一類永動機(jī)第二類永動機(jī)設(shè)計要求不消耗任何能量,可以不斷做功(或只給予很小的能量啟動后,可以永遠(yuǎn)運(yùn)動下去)將內(nèi)能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,而不引起其他變化(或只有一個熱源,實(shí)現(xiàn)內(nèi)能與機(jī)械能的轉(zhuǎn)化)不可能的原因違背了能量守恒定律違背了能量轉(zhuǎn)化過程的方向性思考1：怎樣理解一個孤立的系統(tǒng)熵不會減少?從微觀的角度看,自然過程的方向性是一個統(tǒng)計規(guī)律,自發(fā)地宏觀過程總是向無序性更大的方向發(fā)展,而熵較大代表著較為無序,所以一個孤立系統(tǒng)總是從熵小的狀態(tài)向熵大的狀態(tài)發(fā)展。思考2：植物生長是通過光合作用將二氧化碳和水轉(zhuǎn)化為葡萄糖的過程,這個過程顯然是更為有序了,即熵減少了。這與熵增加原理矛盾嗎?這個過程對于植物來說的確是熵減少。但是,從太陽輻射出來的能量只有很少一部分轉(zhuǎn)化為植物的化學(xué)能,大部分輻射到周圍環(huán)境中,所增加的熵值要遠(yuǎn)大于減少的熵值?？傮w來看,該過程中的熵還是增加了。1.下圖是一幅“能源分類相關(guān)圖”,以下四組能源中,全部符合圖中陰影部分的是(

)A.煤炭、石油、沼氣B.水能、潮汐能、天然氣C.太陽能、風(fēng)能、生物能D.地?zé)崮?、海洋能、核能C2.關(guān)于能源及能源利用，下列說法中正確的是()A.煤炭、石油和天然氣都是化石能源B.太陽能電池能夠?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)化為太陽能C.由于能量是守恒的，因此沒有必要節(jié)約能源D.水能和風(fēng)能歸根結(jié)底來源于太陽能，它們是不可再生能源A3.關(guān)于能量和能源，下列說法正確的是（）A．人類在不斷地開發(fā)和利用新能源，所以能量可以被創(chuàng)造B．在能源的利用過程中，由于能量在數(shù)量上并未減少，所以不需要節(jié)約能源C．自然界中只要涉及熱現(xiàn)象的宏觀過程都具有方向性D．能量耗散現(xiàn)象說明：在能量轉(zhuǎn)化的過程中，雖然能的總量并不減少，但能量品質(zhì)提升了C4.下列判斷正確的是(

)A.我們可以把火爐散失到周圍環(huán)境中的能量全部收集到火爐中再次用來取暖,而不引起其他變化B.利用淺層海水和深層海水間的溫度差制造出一種熱機(jī),這種熱機(jī)可以將海水的一部分內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,這在原理上是可行的C.制冷系統(tǒng)能將冰箱內(nèi)的熱量傳給外界較高溫度的空氣,而不引起其他變化D.滿足能量守恒定律的客觀過程都可以自發(fā)地進(jìn)行B5.(多選