1、第8节 能量的转化与守恒回顾：前面我们学了哪些形式的能量？不同形式的能量可以相互转化吗？能量在转化过程中会遵循什么规律呢？能量的相互转化同种同种形式的能量可以发生转移转移不同种不同种形式的能量可以发生转化转化能量转化转化的现象在我们周围经常发生的现象在我们周围经常发生能能量量怎怎么么转转化？化？你能说说人体身上能量怎么转化？发电过程中，能量都发生了怎么的转化？不同形式不同形式的能量之间会发生相互转化相互转化，能量也会在不同的物体不同的物体间相互转移转移 自然界中自然界中物质运动物质运动形式的变化总形式的变化总伴随伴随着能着能量的量的相互转化相互转化。我们平时说的我们平时说的”消耗能量消耗能量”
2、、“利用能量利用能量”或者或者”获得能量获得能量”等，等，实质实质就是能量相互就是能量相互转化或转移的过程转化或转移的过程能量的转化与守恒定律 一种形式的能量减少减少（增加）了多少，另一种形式的能量一定会增加增加（减少）多少，但能的总量不变总量不变。能量转化和守恒定律：他们能他们能成功吗？成功吗？为什么是金属勺从热水中吸收热量？而不是热水从金属勺吸收热量？这两个过程有违反能量转化和守恒定律吗？能量转移转移具有一定的方向性方向性杂技演员沿竹竿滑下时，演员的重力势能转化为手和竹竿的内能，使手和竹竿的温度升高。手和竹竿会不会自己降低温度，将自己的内能转化为演员的重力势能，让人的位置升高？这两个过程有
3、违反能量转化和守恒定律吗？这两个过程有违反能量转化和守恒定律吗？能量转化转化具有一定的方向性方向性迈尔迈尔焦耳焦耳亥姆霍兹亥姆霍兹课堂总结 一、能量转化与守恒定律 二、能量的转移和转化具有一定方向性能量的相互转化能量的相互转化读图读图下列物体具有哪种形式的能量？物体的下列物体具有哪种形式的能量？物体的能量发生怎样的变化？能量发生怎样的变化？金属勺放入热水中金属勺放入热水中乙物上升，甲物下降乙物上升，甲物下降特技跳伞特技跳伞森林火灾森林火灾能量的转移和转化能量的转移和转化能量可以在两个物体间转移，能量形式也能量可以在两个物体间转移，能量形式也可以转化可以转化太阳能的转化太阳能的转化人体的能量来源
4、及转化人体的能量来源及转化热源热源给水泵给水泵冷凝器冷凝器汽轮机汽轮机发电机发电机火力发电原理火力发电原理思考与讨论：思考与讨论：青蛙从地上跃起捕捉害青蛙从地上跃起捕捉害虫。在这个过程中，青虫。在这个过程中，青蛙消耗了什么能？这些蛙消耗了什么能？这些能量到哪里去了？青蛙能量到哪里去了？青蛙获得了什么能？这些能获得了什么能？这些能量来自哪里？量来自哪里？青蛙捕食青蛙捕食思考与讨论：思考与讨论：动能，动能，势能、热能，势能、热能，害虫的化学能害虫的化学能 平常我们所说的平常我们所说的“消耗能量消耗能量”、“利用能量利用能量”或者或者“获得能量获得能量”，实质上是能量相互转化或转移的过实质上是能量相
5、互转化或转移的过程。程。思考与讨论：思考与讨论：氢氧化钠在水中溶解，温度会升高；硝酸铵在水中氢氧化钠在水中溶解，温度会升高；硝酸铵在水中溶解，温度会降低。这两种物质在溶解过程中，能溶解，温度会降低。这两种物质在溶解过程中，能量的形式各发生了怎样的转化？量的形式各发生了怎样的转化？化学能与内能的转化，前者是化学能转化为化学能与内能的转化，前者是化学能转化为内能，后者是内能转化为化学能。内能，后者是内能转化为化学能。光合作用光合作用地球上最主要的能量转化过程地球上最主要的能量转化过程思考与讨论：思考与讨论：起重机提升重物起重机提升重物思考与讨论：思考与讨论：用电动机提升重物时，用电动机提升重物时，
6、电动机消耗的电能，是电动机消耗的电能，是否都转化为机械能？是否都转化为机械能？是否还转化为其他形式的否还转化为其他形式的能？如果把转化后的各能？如果把转化后的各种形式的能全部加起来，种形式的能全部加起来，是否跟电动机消耗的电是否跟电动机消耗的电能相等？能相等？相等相等 大量事实告诉我们，在能量的形式发生大量事实告诉我们，在能量的形式发生相互转化的过程中，某种形式的能量减少了相互转化的过程中，某种形式的能量减少了多少，另一种形式的能量一定会相应地增加多少，另一种形式的能量一定会相应地增加多少。同样，某种形式的能量增加了多少，多少。同样，某种形式的能量增加了多少，另一种形式的能量一定会相应地减少多
7、少，另一种形式的能量一定会相应地减少多少，而能的总量保持不变。而能的总量保持不变。也就是说：也就是说：能量既不会消灭，也不会创能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式转化为另一种形式，生，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一物体转移到另一个物体。而在转化或者从一物体转移到另一个物体。而在转化和转移的过程中，能的总量保持不变。和转移的过程中，能的总量保持不变。思考与讨论：思考与讨论：达达芬奇曾设计了一个芬奇曾设计了一个“永永动机动机”：一个圆轮，里面装一个圆轮，里面装有可以自由滚动的重钢球，有可以自由滚动的重钢球，如右图，利用隔板的特殊形如右图，利用隔板的特殊形状，使轮子一边的的钢球总
8、状，使轮子一边的的钢球总是滚到另一边距离轮心远些是滚到另一边距离轮心远些的地方，这样，在钢球的中的地方，这样，在钢球的中心作用下，轮子便会转动不心作用下，轮子便会转动不息。息。你认为这个你认为这个“永动机永动机”能旋转不息吗？为什么？能旋转不息吗？为什么？达达芬奇的芬奇的“永动机永动机”模模型型思考与讨论：思考与讨论：不认为，因为能量不会创生不认为，因为能量不会创生能量转化的方向性能量转化的方向性能量转移的方向性能量转移的方向性 热量只能自发地（不需要任何外界干预，或不需要满足任热量只能自发地（不需要任何外界干预，或不需要满足任何条件）从高温物体转移到低温物体，反之要想使热量自发地何条件）从高
9、温物体转移到低温物体，反之要想使热量自发地从低温物体流入高温物体是不可能的。但如果有外界适当的干从低温物体流入高温物体是不可能的。但如果有外界适当的干预，或满足一定的条件，热量可以从低温物体转移至高温物体。预，或满足一定的条件，热量可以从低温物体转移至高温物体。例如空调可以将热量从低温的室内移至高温的室外，但外界必例如空调可以将热量从低温的室内移至高温的室外，但外界必须做功，这种转移才是可能的，空调不开不做电功，这种转移须做功，这种转移才是可能的，空调不开不做电功，这种转移就是不可能的。就是不可能的。内能和其他形式的的能量（如电能、内能和其他形式的的能量（如电能、机械能机械能等）的相互转化等）
10、的相互转化具有方向性。其它形式的能量可以无条件（自发地）地转化为内具有方向性。其它形式的能量可以无条件（自发地）地转化为内能，而内能不可无条件地转化为其他形式的能量。例如钟表在再能，而内能不可无条件地转化为其他形式的能量。例如钟表在再次上紧发条之前，终会停下，机械能终会完全转变为内能（次上紧发条之前，终会停下，机械能终会完全转变为内能（摩擦摩擦力力做功而导致的转化），不需要任何外界的干预，不需要满足任做功而导致的转化），不需要任何外界的干预，不需要满足任何的条件。而想要钟表从周围环境吸热（消耗外界的内能），使何的条件。而想要钟表从周围环境吸热（消耗外界的内能），使这部分内能转变为发条的这部分内
11、能转变为发条的弹性势能弹性势能是万万做不到的。是万万做不到的。能量转化和转移都有一定的方向性能量转化和转移都有一定的方向性思考与讨论：思考与讨论：请你举例说明，能量的转移和转化有一定的方向请你举例说明，能量的转移和转化有一定的方向性有什么实际意义？性有什么实际意义？能量转移和转化的方向性能量转移和转化的方向性说明了一切过程都有说明了一切过程都有方向，比如水往下流，气球向上升，这给与了方向，比如水往下流，气球向上升，这给与了这个世界秩序，更重要的是，这帮助我们规定这个世界秩序，更重要的是，这帮助我们规定了时间的方向。不然这个世界就乱成一锅粥了了时间的方向。不然这个世界就乱成一锅粥了 1、在下列过
12、程中，物体动能转化为势能的有、在下列过程中，物体动能转化为势能的有（）A、拉弯的弓箭把箭射出去、拉弯的弓箭把箭射出去 B、秋千从高处荡到低处、秋千从高处荡到低处 C、冰雹从天而降、冰雹从天而降 D、向上抛出的石块在空中上升、向上抛出的石块在空中上升 2、关于下列装置工作时发生能量转化的说法中，、关于下列装置工作时发生能量转化的说法中，正确的是（正确的是（）A电动机将电能转化为机械能电动机将电能转化为机械能 B汽油燃烧将热能转化为电能汽油燃烧将热能转化为电能 C干电池将电能转化为化学能干电池将电能转化为化学能 D发电机将电能转化为热能发电机将电能转化为热能 DA3、水轮机带动发电机发电，是_能转
13、化为_能；电动机带动水泵，把水抽到高处，是_能转化为_能。4、用热传递的方法来改变物体的内能，实质上是能量的_过程；用做功的方法来改变物体的内能，实质上是能量的过程。5.在一个密封的小房间里，放着一台开着门的电冰箱，给电冰箱通电，过一段时间后，房间的温度将（）A.升高 B.降低 C.不变 D.无法确定 C机械能电能电能水的势转移 第2课时我们是在我们是在能的能的相互转化或转移相互转化或转移的过程中的过程中利用能量利用能量 的的。如果能生产出一种如果能生产出一种“永动机永动机”不需不需要给它提供任何动力（即不消耗任何能源）要给它提供任何动力（即不消耗任何能源）就能自动工作起来的机器该有多好就能自
14、动工作起来的机器该有多好?搭在盆边的毛巾能动搭在盆边的毛巾能动吸水吸水,并从另一端不停并从另一端不停地滴下地滴下.现象现象是否可以用许多这样的毛巾和盆把水一级是否可以用许多这样的毛巾和盆把水一级一级向上提一级向上提?这样就可以不用抽水机提水了这样就可以不用抽水机提水了.什么情况下棉纱带能使杯中的水滴下什么情况下棉纱带能使杯中的水滴下?“消耗能量消耗能量”“”“利用能量利用能量”“”“获得能量获得能量”的的实质是：实质是：能量能量相互转化或转移相互转化或转移的过程的过程。能的转化和守恒定律：能的转化和守恒定律：焦耳在探索科学真理的道路上，也走过弯路。年轻的焦耳在探索科学真理的道路上，也走过弯路。
15、年轻的时候，他也和许多人一样设想制作一种时候，他也和许多人一样设想制作一种“永动机永动机”不需不需要给它提供任何动力要给它提供任何动力（即不消耗任何能源）（即不消耗任何能源）就能自动工作就能自动工作起来的机械装置。起来的机械装置。他曾通宵达旦地冥思苦想，不断地设计他曾通宵达旦地冥思苦想，不断地设计、制作，但没有一次是成功的。接连的失败引起了焦耳的、制作，但没有一次是成功的。接连的失败引起了焦耳的深思，他没有像有些人那样深思，他没有像有些人那样“知迷不悟知迷不悟”，而是反思原来的，而是反思原来的设想，重新确定新的探究课题。经过不懈的努力，他终于设想，重新确定新的探究课题。经过不懈的努力，他终于在
16、新的研究领域中取得了成功，发现了科学真理。在新的研究领域中取得了成功，发现了科学真理。永动机永动机”制造一直失败的原因是：制造一直失败的原因是：它违背了它违背了 你从焦耳科学探究的历程中得到的启示你从焦耳科学探究的历程中得到的启示 是是:。能量的转化和守恒定律能量的转化和守恒定律科学探究不可能一帆风顺，必须要有恒心和毅力才能科学探究不可能一帆风顺，必须要有恒心和毅力才能成功等成功等滚球永动机滚球永动机永动机方案图永动机方案图永永动动机机想想象象图图永永动动机机设设计计方方案案浮力永动机浮力永动机能量的转移和转化的能量的转移和转化的方向性方向性能量的转移和转化的能量的转移和转化的方向性方向性举出
17、能量的转移和举出能量的转移和转化有一定的方向转化有一定的方向性例子性例子 自然界中一切与热现象有关的宏观过程自然界中一切与热现象有关的宏观过程都是有方向的都是有方向的.能的转化和守恒定律能的转化和守恒定律(包括能量转化与转包括能量转化与转移的方向性规律移的方向性规律)是科学上的重要规律是科学上的重要规律能量转化的基本规律能量转化的基本规律能量的转移和转能量的转移和转化有一定的化有一定的方向方向性性。说说木材燃烧过程的能量转化说说木材燃烧过程的能量转化?可以逆向转化吗可以逆向转化吗?热水袋在使用过程能量热水袋在使用过程能量如何变化如何变化?可以逆向转移吗可以逆向转移吗?第1课时这些能量之间有联系
18、吗？有什么联系呢？这些能量之间有联系吗？有什么联系呢？讨论与思考讨论与思考这些能量之间有联系吗？有什么联系呢？这些能量之间有联系吗？有什么联系呢？讨论与思考讨论与思考太阳能发电太阳能发电这些能量之间有联系吗？有什么联系呢？这些能量之间有联系吗？有什么联系呢？讨论与思考讨论与思考这些能量之间有联系吗？有什么联系呢？这些能量之间有联系吗？有什么联系呢？讨论与思考讨论与思考水电站：水电站：这些能量之间有联系吗？有什么联系呢？这些能量之间有联系吗？有什么联系呢？讨论与思考讨论与思考这些能量之间有联系吗？有什么联系呢？这些能量之间有联系吗？有什么联系呢？讨论与思考讨论与思考城市灯光城市灯光蒸汽轮船蒸汽轮
19、船动能与势能的转化动能与势能的转化动能与势能动能与势能的转化的转化机械能转移机械能转移讨论与思考讨论与思考1 1、根据如图所示的情景，判断图中的、根据如图所示的情景，判断图中的A A、B B两两台机器，哪台是发电机？哪台是电动机？并描台机器，哪台是发电机？哪台是电动机？并描述这一情景下所涉及的能量转化。述这一情景下所涉及的能量转化。人类直接利用太阳能有三条途径人类直接利用太阳能有三条途径：把太阳能转化成内能以供利用把太阳能转化成内能以供利用太阳能热水器太阳能热水器太阳炉太阳炉（用硅光电池（用硅光电池也叫太阳能电池）也叫太阳能电池）通过光电转换装置把太阳能直接转化成通过光电转换装置把太阳能直接转
20、化成电能电能太阳能路灯太阳能路灯太阳能汽车太阳能汽车太阳能充电器太阳能充电器太阳能电池板是通太阳能电池板是通信卫星最重要的组信卫星最重要的组成部分成部分太阳能发电系统太阳能发电系统 通过光电转换装置把太阳能直接转化成电能通过光电转换装置把太阳能直接转化成电能绿色植物光合作用将太阳能转化为化学能。绿色植物光合作用将太阳能转化为化学能。通过光化转换装置把太阳能转化成化学能通过光化转换装置把太阳能转化成化学能三种直接利用太阳能的方式三种直接利用太阳能的方式重力势能重力势能动能动能内能内能化学能化学能电能电能练习：练习：说出图中各种物体所具有的能量说出图中各种物体所具有的能量能量的转化与转移能量的转化
21、与转移自然界中，能量不仅可以从一个物体自然界中，能量不仅可以从一个物体转移到另一个物体，形式多样的能量转移到另一个物体，形式多样的能量之间还可以相互转化。之间还可以相互转化。电灯发光时，电能转化为光能和热能电灯发光时，电能转化为光能和热能地球上的能量主要来自太阳地球上的能量主要来自太阳植物通过光合作用把太阳能转化为化学能植物通过光合作用把太阳能转化为化学能分析下列各现象中能的转化分析下列各现象中能的转化锯木头，锯条发热锯木头，锯条发热 气体膨胀做功，温度降低气体膨胀做功，温度降低 水轮机带动发电机发电水轮机带动发电机发电 电动机带动水泵转动电动机带动水泵转动 电流通过灯丝使灯丝发光电流通过灯丝
22、使灯丝发光 煤燃烧煤燃烧 光合作用光合作用 原子能发电原子能发电压缩气体做功压缩气体做功 给蓄电池充电给蓄电池充电 木材燃烧木材燃烧 （机械能（机械能热能）热能）（热能（热能 机械能）机械能）（机械能（机械能 电能）电能）（电能（电能机械能）机械能）（电能（电能 热能、光能）热能、光能）（化学能（化学能 热能）热能）（光能（光能化学能）化学能）（核能（核能 电能）电能）（机械能（机械能 热能）热能）（化学能（化学能 电能）电能）（化学能（化学能 热能）热能）读图：讲述能量的故事读图：讲述能量的故事1读图：讲述能量的故事读图：讲述能量的故事21、一杯放在桌上的热水冷却，此过程有能的、一杯放在桌上
23、的热水冷却，此过程有能的转化吗？热水的热能消失了吗？转化吗？热水的热能消失了吗？2、电风扇工作时，消耗的电能与电动机获得、电风扇工作时，消耗的电能与电动机获得的机械能相等吗？那其余的电能哪里去了？的机械能相等吗？那其余的电能哪里去了？3、我国有句俗语：、我国有句俗语：“既要马儿跑，又要马儿既要马儿跑，又要马儿不吃草。不吃草。”你认为这可能吗？为什么？你认为这可能吗？为什么？19 19世纪世纪4040年代，不同国家的十几位科学家年代，不同国家的十几位科学家以不同的方式，各自独立地提出了以不同的方式，各自独立地提出了能的转化和守恒定律：能的转化和守恒定律：他们能他们能成功吗？成功吗？为什么？为什么
24、？遵循能量转化和守恒定律的事件一定会发遵循能量转化和守恒定律的事件一定会发生吗生吗?1：当一块炽热的铁块投入水中时，：当一块炽热的铁块投入水中时，能量如何转移？能量如何转移？2：当杂技演员沿竹竿下滑时，能量：当杂技演员沿竹竿下滑时，能量 又是如何转化？又是如何转化？铁块的内能铁块的内能水的内能水的内能(温度相同温度相同)铁块能自发地从同温度的水中吸收热铁块能自发地从同温度的水中吸收热量，使自己变得炽热吗？量，使自己变得炽热吗？演员的重力势能演员的重力势能手和竹竿内能手和竹竿内能手和竹竿的内能，能使演员上升吗？手和竹竿的内能，能使演员上升吗？分析以上事例你能得出结论吗？分析以上事例你能得出结论吗？能量的转移和转化有一定的方向性。能量的转移和转化有一定的方向性。一部分遵循能量转化和守遵循能量转化和守恒定律的事件不一恒定律的事件不一定会发生定会发生
