1、7 光合作用光合作用 光能光能 化学能化学能电动机电动机 电能电能 机械能机械能发电机发电机 机械能机械能 电能电能电能电能 光能光能、内能内能化学能化学能 内能内能 、机械能、机械能 水能（动能、重力势能）水能（动能、重力势能）电能电能 水果电池水果电池化学能化学能 电能电能7.10 能量守恒定律与能源能量守恒定律与能源 在一定条件下，系统内的动能和势能相在一定条件下，系统内的动能和势能相互转化，但其和保持不变，即服从互转化，但其和保持不变，即服从机械能守机械能守恒定律恒定律。当其它形式的能量如电能、内能、化当其它形式的能量如电能、内能、化学能、光能等参与转化时，是否服从学能、光能等参与转化
2、时，是否服从类似类似的规律的规律呢？呢？：永动机永动机蒸汽机消耗煤炭，内燃机消耗汽油或柴油，蒸汽机消耗煤炭，内燃机消耗汽油或柴油，电动机消耗电力，有没有一种机器，它不电动机消耗电力，有没有一种机器，它不消耗任何燃料或动力，却可以不停地运转，消耗任何燃料或动力，却可以不停地运转，源源不断的对外做功呢？这种机器被称为源源不断的对外做功呢？这种机器被称为永动机。永动机。大约在大约在1570年，意大利有一年，意大利有一位教授叫泰斯尼尔斯，提出用磁位教授叫泰斯尼尔斯，提出用磁石的吸力可以实现永动机。他的石的吸力可以实现永动机。他的设计如图所示，设计如图所示，A是一个磁石，铁是一个磁石，铁球球C受磁石吸引
3、可沿斜面滚上去，受磁石吸引可沿斜面滚上去，滚到上端的滚到上端的E处，从小洞处，从小洞B落下，落下，经曲面经曲面BFC返回，复又被磁石吸返回，复又被磁石吸引，铁球就可以沿螺旋途径连续引，铁球就可以沿螺旋途径连续运动下去。运动下去。历史上的永动机历史上的永动机磁力永动机磁力永动机 奥恩库尔的永动机模型奥恩库尔的永动机模型 滚珠永动机滚珠永动机 软臂永动机软臂永动机 阿基米德螺旋永动机阿基米德螺旋永动机 上世纪上世纪20年代德国的一张明信片年代德国的一张明信片,拿爱因斯坦拿爱因斯坦开玩笑开玩笑，想想看这个永动机为什么不行？想想看这个永动机为什么不行？能量守恒定律能量守恒定律的内容的内容 能量既不会凭
4、空产生，也不会凭空消失，能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为别的形式，或者它只能从一种形式转化为别的形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中其总量不变移的过程中其总量不变。某种形式的能减少，一定有其他形式的能某种形式的能减少，一定有其他形式的能量增加，且减少量和增加量一定相等某量增加，且减少量和增加量一定相等某个物体的能量减少，一定存在其他物体的个物体的能量减少，一定存在其他物体的能量增加，且减少量和增加量一定相等。能量增加，且减少量和增加量一定相等。能量守恒定律的意义能量守恒定律的意义能量守恒定律能量守恒定律同同生物进
5、化论、细胞的发现生物进化论、细胞的发现被恩格斯誉为被恩格斯誉为19世纪的三个最伟大的科学世纪的三个最伟大的科学发现。发现。能量守恒定律是在无数实验事实的基础上能量守恒定律是在无数实验事实的基础上建立起来的，是自然科学的建立起来的，是自然科学的普遍规律普遍规律之一。之一。自然界一切已经实现的过程都遵守能量守自然界一切已经实现的过程都遵守能量守恒定律。凡是违反能量守恒定律的过程都恒定律。凡是违反能量守恒定律的过程都是不可能实现的，例如是不可能实现的，例如“永动机永动机”只能以只能以失败而告终。失败而告终。能源的分类能源的分类 能源：凡是能够提供可利用能量的物质能源：凡是能够提供可利用能量的物质统称
6、为能源统称为能源 能源可分为能源可分为常规能源常规能源和和新能源新能源两类两类 常规能源：煤、石油和天然气等常规能源：煤、石油和天然气等新能源新能源太阳能太阳能新能源新能源风能风能 新疆达坂新疆达坂 风力发电风力发电厂厂新能源新能源水能水能 三峡水电站三峡水电站新能源新能源核能核能 深圳大亚湾核电站深圳大亚湾核电站 燃料的化学能一部燃料的化学能一部分转化为食物的内分转化为食物的内能，最终都转化为能，最终都转化为周围环境的内能。周围环境的内能。能量耗散能量耗散 燃料燃烧时一旦把自己的热量释放出去燃料燃烧时一旦把自己的热量释放出去,它就不它就不会自动聚集起来供人类重新利用，我们无法把这会自动聚集起
7、来供人类重新利用，我们无法把这些内能收集起来重新利用，这个现象叫能量耗散。些内能收集起来重新利用，这个现象叫能量耗散。在能源的利用过程中，即在能量的转化过程在能源的利用过程中，即在能量的转化过程中，能量在数量上并未减少，但在可利用的中，能量在数量上并未减少，但在可利用的品质品质上却降低了，从上却降低了，从便于利用便于利用变成变成不便于利用不便于利用的了。的了。这是能源危机更深层次的含义，也是这是能源危机更深层次的含义，也是“自然界自然界的能量虽然守恒，但还是要节约能源的能量虽然守恒，但还是要节约能源”的根本原的根本原因。因。有人设计了这样一台“永动机”：距地面一定高度架设一个水槽，水从槽底的管
8、中流出，冲击一个水轮机，水轮机的轴上安装一个抽水机和一个砂轮他指望抽水机把地面水槽里的水抽上去，这样循环不已，机器不停地转动，就可以永久地用砂轮磨制工件做功了（下图）请你分析一下，高处水槽中水的势能共转变成哪几种形式的能，说明这个机器是否能够永远运动下去 随着人类能量消耗的迅速增加，如何有效地提高能量利用率是人类所面临的一项重要任务.图2-10-9是上海明珠线某轻轨车站的设计方案，与站台连接的轨道有一个小的坡度.请你从提高能量利用效率的角度，分析这种设计的优点.2-10-9如图2-10-11，一传送皮带与水平面夹角为30，以2m/s的恒定速度顺时针运行.现将一质量为10 kg的工件轻放于底端，经一段时间送到高2m的平台上，工件与皮带间的动摩擦因数为=/2，求带动皮带的电动机由于传送工件而多消耗的电能.2-10-11280J
