1、18.4 18.4 能量转化的基本规律能量转化的基本规律 一、 能量的转化和守恒定律： 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利用的过程中利用 能量。能量。 如火力发电及电能的利用为例： 煤、石油、 天然气 加热水， 产生蒸汽 蒸汽机 发电 机 电动机 灯 电解槽 化学能 内能 机械能 电能 机械能 光能 化学能 转 化 转 化 转 化 转 化 太阳能的利用：太阳能转化为电能太阳能的利用：太阳能转化为电能 太阳能发电太阳能发电 讨论下列能量转化过程讨论下列能量转化过程 化学能转化为光能和内能化学能转化为光能和内能 核能转化为内能核能转化为内能 内燃机车：内能转化机械能内燃
2、机车：内能转化机械能 水的机械能转化为电能水的机械能转化为电能 水电站：水电站： 化学能转化为内能化学能转化为内能 再转化为机械能再转化为机械能 电能转化为光能和内能电能转化为光能和内能 城市灯光城市灯光 蒸汽轮船蒸汽轮船 根据如图所示水力发电的情景，判断图中的根据如图所示水力发电的情景，判断图中的A A、 B B两台机器，哪台是发电机？哪台是电动机？两台机器，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。并描述这一情景下所涉及的能量转化。 A是电动机，是电动机， 电能转化为机械能。电能转化为机械能。 B是发电机，是发电机， 机械能转化为电能。机械能转化为电能。 如果能生产出
3、一种不消耗任何能源如果能生产出一种不消耗任何能源 不需要给它提供任何动力就能自动工作起不需要给它提供任何动力就能自动工作起 来的机器该有多好来的机器该有多好? ? （即“永动机”）（即“永动机”） 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? ? 能量既不会能量既不会 ，也不会，也不会 ， 它只会从一种形式它只
4、会从一种形式 为另一种形为另一种形 式或从一个物体式或从一个物体 到另一个物体。到另一个物体。 而能的总量而能的总量 。 消失消失 创生创生 转化转化 转移转移 保持不变保持不变 “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。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
5、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
6、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 二、能量的转移和转化的二、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
7、 结论结论：（：（1）能量的转化和转移是有方向的能量的转化和转移是有方向的 内能不能内能不能自发自发地从低温物体传到高温物体地从低温物体传到高温物体 （2）能量的利用率不可能达到能量的利用率不可能达到100% 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；能量转化与转移能的转化和守恒定律；能量转化与转移 的方向性规律的方向性规律( (热力学第三定律热力学第三定律) )是科学是科学 上的重要规律上的重要规律 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
8、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? 有人设想：由于海水中蕴含着取之不尽的内有人设想：由于海水中蕴含着取之不尽的内 能，因此可以制造一艘无需任何燃料的巨轮，能，因此可以制造一艘无需任何燃料的巨轮， 它可以吸入海水并吸收它的内能，并把它变它可以吸入海水并吸收它的内能，并把它变 成冰块投入大海。像这种并不违反能量的转成冰块投入大海。像这种并不违反能量的转 化和守恒定律的机器又称为化和守恒定律的机器又称为“第二类永动第二类永动 机机”。 你认为这样的永动机可以制造成功你认为这样的永动机可以制造成功 吗？吗？ 热传递 高温物体高温物体 低温物体低温物体 自发的自发的 做功做功 自然界中一切与自然界中一切与热现象热现象有关的有关的 实际宏观过程都是有实际宏观过程都是有方向方向的。的。 能量转化与转移的方向性规律能量转化与转移的方向性规律 自然界中许多自发的过程都是有自然界中许多自发的过程都是有 方向方向的的，或者说能量的转化和转移也或者说能量的转化和转移也 是有是有方向方向的的。 第二类永动机也不可能制成！第二类永动机也不可能制成！
