課件：能量轉(zhuǎn)化與守恒定律

能量轉(zhuǎn)化與守恒定律能量是宇宙的基本屬性之一，它的轉(zhuǎn)化和守恒支配著自然界的一切變化。本課程將探討能量的本質(zhì)、形式及其轉(zhuǎn)化規(guī)律，深入理解能量守恒定律的重要意義。什么是能量？物質(zhì)的基本屬性能量是物質(zhì)存在和運動的本質(zhì)特征。做功的能力能量代表了系統(tǒng)執(zhí)行工作的潛力?？蓽y量的物理量能量可以通過各種物理過程進行量化和測量。能量的形式機械能熱能光能電能機械能動能物體運動所具有的能量。與物體質(zhì)量和速度平方成正比。勢能物體由于位置或狀態(tài)而具有的能量。包括重力勢能、彈性勢能等。熱能分子運動熱能是物質(zhì)分子無規(guī)則運動的動能總和。溫度溫度是衡量熱能的宏觀表現(xiàn)。熱傳遞熱能可以通過傳導(dǎo)、對流和輻射方式傳遞。光能1電磁波光是一種電磁波，攜帶能量。2光子光能以光子的形式傳播。3光譜不同波長的光攜帶不同的能量。電能電荷電能源于帶電粒子的運動。電流電荷定向流動形成電流。電壓電壓驅(qū)動電流，決定電能大小?；瘜W(xué)能1化學(xué)鍵2分子結(jié)構(gòu)3化學(xué)反應(yīng)4能量釋放或吸收化學(xué)能儲存在物質(zhì)的化學(xué)鍵中，通過化學(xué)反應(yīng)釋放或吸收。能量轉(zhuǎn)化的例子熱機1熱能輸入2熱能轉(zhuǎn)化為機械能3部分熱能損失4機械能輸出發(fā)電機1機械能輸入2電磁感應(yīng)3電能輸出發(fā)電機通過電磁感應(yīng)將機械能轉(zhuǎn)化為電能，是能量轉(zhuǎn)化的典型應(yīng)用。電池化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能電池通過電化學(xué)反應(yīng)將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能?？赡孢^程充電電池可以實現(xiàn)電能與化學(xué)能的可逆轉(zhuǎn)化。光合作用1光能吸收葉綠素吸收太陽光能。2化學(xué)反應(yīng)二氧化碳和水在光能作用下發(fā)生反應(yīng)。3化學(xué)能儲存生成葡萄糖，儲存化學(xué)能。什么是能量守恒定律？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，而能量的總量保持不變。能量不會憑空消失循環(huán)利用能量在自然界中不斷循環(huán)轉(zhuǎn)化。平衡狀態(tài)系統(tǒng)總能量保持恒定。永恒不變宇宙能量總量不變。能量只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式初始形式能量以某種形式存在。轉(zhuǎn)化過程通過物理或化學(xué)過程轉(zhuǎn)化。最終形式能量以新的形式呈現(xiàn)。能量轉(zhuǎn)化效率問題1100%理想效率2實際效率3能量損耗4提高效率的方法能量轉(zhuǎn)化過程中總有一部分能量以熱能形式損失，實際效率永遠小于100%。熱機效率30%汽油發(fā)動機45%柴油發(fā)動機60%燃氣輪機不同類型熱機的效率各不相同，技術(shù)進步可以提高效率。發(fā)電機效率水力發(fā)電效率可達90%以上?；鹆Πl(fā)電效率約為35%-45%。核能發(fā)電效率約為33%-37%。能源的利用效率一次能源直接從自然界獲得的能源，如煤炭、石油、天然氣等。二次能源經(jīng)過轉(zhuǎn)換的能源，如電力、汽油等。轉(zhuǎn)換過程會損失部分能量。能源利用的環(huán)境影響1溫室氣體排放化石燃料燃燒導(dǎo)致全球變暖。2空氣污染燃燒過程產(chǎn)生有害氣體和顆粒物。3生態(tài)破壞能源開發(fā)可能破壞自然生態(tài)系統(tǒng)?？稍偕茉刺柲芄夥l(fā)電直接將光能轉(zhuǎn)化為電能。光熱利用利用太陽熱能加熱水或產(chǎn)生蒸汽。光合作用植物利用太陽能進行光合作用。風(fēng)能風(fēng)力風(fēng)吹動風(fēng)車葉片。機械能風(fēng)車旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生機械能。電能發(fā)電機將機械能轉(zhuǎn)化為電能。水力發(fā)電1水的勢能2水輪機轉(zhuǎn)動3發(fā)電機發(fā)電4電能輸出生物質(zhì)能直接燃燒燃燒木材、秸稈等產(chǎn)生熱能。生物氣化產(chǎn)生可燃氣體用于發(fā)電或供熱。生物燃料生產(chǎn)生物柴油、生物乙醇等替代燃料。能量轉(zhuǎn)化與生活烹飪電能轉(zhuǎn)化為熱能，加熱食物。交通化學(xué)能轉(zhuǎn)化為機械能，驅(qū)動車輛。通信電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，存儲在電池中。能源節(jié)約1提高效率使用高效節(jié)能設(shè)備，減少能源浪費。2行為改變培養(yǎng)節(jié)能習(xí)慣，如隨手關(guān)燈、減少待機能耗。3建筑節(jié)能采用保溫材料，提高建筑能源利用效率。4交通節(jié)能使用公共交通，選擇新能源車輛。資源循環(huán)利用1回收收集可回收利用的廢棄物。2分類將廢棄物按材質(zhì)分類。3再生將廢棄物加工成新的原材料。4再利用使用再生材料制造新產(chǎn)品。能源技術(shù)創(chuàng)新核聚變模仿太陽能量產(chǎn)生過程，潛力巨大。氫能清潔高效