1、 能源的开发与利用 人类就开始利用自然力为自已服务，大约到了十三世 纪，开始萌发了制造永动机的愿望 十五世纪，伟大的艺术家、科学家和工程师达芬奇 曾设计过一台非常巧妙的水动机，但造出来后它并没 永动下去 。达芬奇认真总结了历史上的和自己的失 败教训，得出了一个重要结论：“永动机是不可能造 成的。” 在工作中他还认识到，机器之所以不能永动 下去，应与摩擦有关。但是，达芬奇始终没有，也 不可能对摩擦为什么会阻碍机器运动作出科学解释。 荷兰的数学力学家斯台文、荷兰物理学家惠更斯提出 不可能制成永动机的结论 1775年，巴黎科学院不得不宣布：不再受理关于永动 机的发明。 永动机不可制成 十八世纪与十九
2、世纪之交，各种自然现象之间 的相互转化又相继发现：在热向功的转化和光 的化学效应发现之后，1800年发现了红外线的 热效应。电池刚发明，就发现了电流的热效应 和电解现象。1820年，发现电流的磁效应， 1831年发现电磁感应现象。1821年发现热电现 象，1834年发现其逆现象。 用联系的观点观察自然 迈尔在1814年11月25日生于德国 。他的父亲是位药剂师。少年时代的迈 尔，经常跟着父亲去看制作各种药品的 试验。1838年，迈尔在蒂宾根大学获得 学位。25岁的迈尔正式在汉堡开业行医 。 1840到1841年初，迈尔在一艘海 轮上当了几个月的随船医生。这段旅程 成为了他在物理学上作出成就、从
3、医学 的途径得出能量守恒的结论的起点。 迈尔(18141878) 1840年2月22日，迈尔跟着船队来到印度尼西亚，当时 很多船员患了肺炎，在医治中迈尔发现他们的静脉血不像生活在 温带国家中的人的静脉血那样颜色暗淡，而是像动脉血那样新鲜 。这一现象引起了迈尔的深思。迈尔认为人的血液之所以是红的 是因为里面含有氧，而食物中含有化学能，被氧化时像机械能一 样可以转化为热，维持人的体温。在热带高温情况下，人要维持 体温，机体只需要吸收较少的热量，所以机体中食物的燃烧过程 减弱了，因此静脉血中留下了较多的氧。迈尔认为， 热能、化学 能、机械能都是等价的，而且是可以相互转化的。 1842年迈尔从“无不生
4、有，有不变无”和“原因等于结果”的 观念出发，表述了物理、化学过程中各种力(能)的转化和守恒的 思想。迈尔是历史上第一个提出能量守恒定律的人。 英国物理学家。1818年12月24 日生于索尔福。他父亲是酿酒厂的 厂主。焦耳从小体弱不能上学，在 家跟父亲学酿酒，并利用空闲时间 自学化学、物理。他很喜欢电学和 磁学，对实验特别感兴趣。后来成 为英国曼彻斯特的一位酿酒师和业 余科学家。 焦耳（18181889） 1840年，他发现将通 电的金属丝放入水中，水会 发热，通过精密的测试， 焦耳发现了电热之间的关系 焦耳定律。 焦耳从18401878年近40年的时间里，研究了电流的热 效应，研究了空气压缩
5、时温度的升高，以及化学，机械作用之 间的联系，他做了400多次实验，为能量守恒定律的确立奠定 了坚实的实验基础。 亥姆霍兹（18211894），德国 物理学家和生理学家。1821年10月31 日生于柏林波茨坦的一个中学教师家庭 。中学毕业后在军队服役8年，取得公 费进入在柏林的皇家医学科学院，并柏 林大学旁听。1842年获医学博士学位 后，被任命为波茨坦驻军军医。 1847年他在新成立的德国物理学会发表了著名的“关于 力（能量）的守恒”的讲演，第一次用数学方式系统地阐述 了能量守恒原理 。 1.内容： 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，或者从一个物 体转移到
6、别的物体，在转化或转移的过程中其总 量不变 。 一.能量守恒定律 能量守恒定律同生物进化论、细 胞的发现被恩格斯誉为19世纪的三个 最伟大的科学发现。 1.内容： 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 。 一.能量守恒定律 2.能量的转化与转移 二.能源与能量耗散 1.能源： 凡是能够提供可利用能量的物质统称为能源 2.能源短缺和环境恶化 世界能源统计年鉴的最新数据显示，世界石 油总储量为1.15万亿桶，仅供开采41年；全球天 然气储量为176万亿立方米，仅供开采63年。日本 权威能源研究机构也申明，全球煤炭埋藏量10316 亿吨，可开采231年。 温室效应使全球气候变暖 1999年北极拍摄 两极冰山融化 汽车的尾气 化石燃料 (煤和燃油) 的燃烧 空中死神酸雨 大气污染 新能源 太阳能 新能源 风能 新疆达坂 风力发电 厂 新能源 水能 三峡水电站 新能源 核能 深圳大亚湾核电站 新能源 西藏羊八井地热电站 温泉 地热能 燃料的化学能一部 分转化为食物的内 能，最终都转化为 周围环境的内能。 二.能源与能量耗散 1.能源： 凡是能够提供可利用能量的物质统称为能源 2.能源短缺和环境恶化 3.能量的耗散 能量的利用品质降低，不便于利用。 “自然界的能量虽然守恒， 但还是要节约能源”
