能的轉(zhuǎn)化和能量守恒(滬粵版

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1、20.3能的轉(zhuǎn)化和能量守恒你能說出下列物體所具有的能量嗎？機(jī)械運(yùn)動――機(jī)械能　熱運(yùn)動――內(nèi)能電荷運(yùn)動――電能　　化學(xué)運(yùn)動――化學(xué)能原子核內(nèi)部的運(yùn)動――核能能以多種形式存在于自然界，每一種形式的能對應(yīng)于一種運(yùn)動形式。一、能的轉(zhuǎn)移與轉(zhuǎn)化各種形式的能是可以相互轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化的。一杯放在桌上的熱水冷卻，此過程熱水的內(nèi)能消失了嗎？能量轉(zhuǎn)移了，從熱水轉(zhuǎn)移到周圍的空氣中去了?；顒?：能量的轉(zhuǎn)移能量的轉(zhuǎn)移——能量的形式?jīng)]有發(fā)生改變。內(nèi)能的轉(zhuǎn)移機(jī)械能的轉(zhuǎn)移水的機(jī)械能水輪機(jī)的機(jī)械能電能的轉(zhuǎn)移機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能活動2：能量的轉(zhuǎn)化各種形式的能在一定條件下是可以相互轉(zhuǎn)化的電能轉(zhuǎn)

2、化為內(nèi)能太陽能轉(zhuǎn)化為電能給電池充電時電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。電池放電時化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。食物具有化學(xué)能，我們的身體把這種化學(xué)能轉(zhuǎn)化成為維持生命所必須的內(nèi)能和機(jī)械能。風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能核電站發(fā)電時的能量轉(zhuǎn)化鈾核裂變釋放的核能蒸汽的內(nèi)能渦輪機(jī)的機(jī)械能發(fā)電機(jī)發(fā)出電能在能量由一個物體轉(zhuǎn)移到其他物體，或由一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式的過程中，其數(shù)量方面有沒有變化呢？交流與合作在電動機(jī)提升物體的過程中，電動機(jī)消耗了什么能？是否都轉(zhuǎn)化成了機(jī)械能？還轉(zhuǎn)化成哪些形式的能？如果將轉(zhuǎn)化后的其他形式的能全部加起來，是否應(yīng)該與所消耗的電能相等？掉在地上的彈性小球?yàn)槭裁丛教降?你認(rèn)為這樣的永動機(jī)可以制造

3、成功嗎？我國有句俗語：“既要馬兒跑，又要馬兒不吃草?！蹦阏J(rèn)為這可能嗎？為什么？為了滿足生產(chǎn)、生活對動力日益增多的需要，歷史上曾有人幻想制造一種機(jī)器，它不需要消耗任何動力和燃料，卻能不斷地對外做功，這種機(jī)器稱為“永動機(jī)”。17～18世紀(jì)許多機(jī)械專家就已經(jīng)論證了永動機(jī)是不可能的。法國科學(xué)院在1775年就正式?jīng)Q定，不再研究和試驗(yàn)任何永動機(jī)。二、能量守恒定律能量既不能創(chuàng)造，也不能消失，它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，或者從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體。能量在轉(zhuǎn)移或轉(zhuǎn)化的過程中，能的總量保持不變。在人們發(fā)現(xiàn)了各種自然現(xiàn)象之間的相互聯(lián)系與轉(zhuǎn)化和確立了永動機(jī)的不可能性之后，科學(xué)

4、家們發(fā)現(xiàn)了能量守恒定律。人們所說的“消耗能量”“利用能量”“獲得能量”的實(shí)質(zhì)是：能量相互轉(zhuǎn)移或轉(zhuǎn)化的過程。能量守恒定律的建立過程，是人類認(rèn)識自然的一次重大的飛躍，是哲學(xué)和自然科學(xué)長期發(fā)展和進(jìn)步的結(jié)果．它是最普遍、最重要、最可靠的自然規(guī)律之一，而且是大自然普遍和諧性的一種表現(xiàn)形式。和諧美是科學(xué)的魅力所在。恩格斯曾經(jīng)把能量轉(zhuǎn)化和守恒定律稱為“偉大的運(yùn)動基本規(guī)律”，認(rèn)為它的發(fā)現(xiàn)是19世紀(jì)自然科學(xué)的三大發(fā)現(xiàn)之一．(另兩個發(fā)現(xiàn)是細(xì)胞學(xué)說，達(dá)爾文的生物進(jìn)化論)由能量守恒定律可知：永動機(jī)無法實(shí)現(xiàn)。能量守恒定律對我們的啟示：工程技術(shù)的任務(wù)，在于設(shè)法找出合理利用能源的途徑，并減少

5、機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)過程中不必要的能量損耗，而不是去研制永遠(yuǎn)無法實(shí)現(xiàn)的“永動機(jī)”。內(nèi)能能自發(fā)的由低溫物體向高溫物體轉(zhuǎn)移嗎？三、能在轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化過程中的方向性手捧熱水袋時，手和身體變熱，熱水袋的熱水溫度會降低。在這種內(nèi)能轉(zhuǎn)移的過程中，內(nèi)能總是自動地從高溫物體向低溫物體轉(zhuǎn)移。問題：木材燃燒能將水燒開。當(dāng)水漸漸涼下來時，能否將其減少的內(nèi)能全部復(fù)原為化學(xué)能嗎？小汽車的動力來自發(fā)動機(jī)中汽油的燃燒。在行駛中汽車克服摩擦，動能轉(zhuǎn)化成地面、車輪和空氣的內(nèi)能，這些能量能夠自動用來再次開動汽車嗎？能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過程是有方向性的。在能源利用的過程中，即在能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過程中，能量在數(shù)量上并沒有

6、減少．但是在可利用的品質(zhì)上降低了，從便于利用變?yōu)椴槐阌诶昧?，成為“無用的能量”。通過以上分析我們知道了：這是節(jié)約能源的根本原因正是因?yàn)槟芰哭D(zhuǎn)化的方向性，能量的利用受著這種方向性的制約，所以能量的利用是有條件的，也是有代價的。課堂練習(xí)1．下列說法中正確的是（）A.不同形式能量的轉(zhuǎn)化是通過做功來實(shí)現(xiàn)的B.做功的過程總是伴隨著能量的變化C.某種形式的能量增加10J，一定有其他形式的能量減少10JD.某個物體的能量減少10J，一定有其他物體的能量增加10JABCDB2．運(yùn)動員把原來靜止的足球踢出去，使足球獲得100J的動能。則在運(yùn)動員踢球的過程中，運(yùn)動員消耗的體能（）

7、A.等于100JB.大于100JC.小于100JD.無法確定本課小結(jié)一、能的轉(zhuǎn)移與轉(zhuǎn)化能量在轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化過程中，能的總量保持不變?nèi)?、能在轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化過程中的方向性二、能量守恒定律