1、20.3 20.3 能的转化和能量守恒能的转化和能量守恒 你能说出下列物体所具有的能量吗？你能说出下列物体所具有的能量吗？ 机械运动机械运动机械能机械能 热运动热运动内能内能 电荷运动电荷运动电能电能 化学运动化学运动化学能化学能 原子核内部的运动原子核内部的运动核能核能 能能以多种形式存在于自然界，每一种形式的以多种形式存在于自然界，每一种形式的能能对对 应于一种运动形式。应于一种运动形式。 一、能的转移与转化一、能的转移与转化 各种形式的能是可以相互转移和转化的。各种形式的能是可以相互转移和转化的。 一杯放在桌上的热水冷一杯放在桌上的热水冷 却，此过程热水的内能消失却，此过程热水的内能消失
2、 了吗？了吗？ 能量转移了，从热水转移到周围的空气能量转移了，从热水转移到周围的空气 中去了。中去了。 活动活动1 1：能量的转移：能量的转移 能量的转移能量的转移能量的形式没有发生改变。能量的形式没有发生改变。 内能的转移内能的转移 机械能的转移机械能的转移 水的机械能水的机械能 水轮机的机械能水轮机的机械能 电能的转移 机械能转化为机械能转化为电能电能 电能转化为电能转化为机械能机械能 活动活动2 2：能量的转化：能量的转化 各种形式的能在一定条件下是可以相互转化的各种形式的能在一定条件下是可以相互转化的 电能转化为电能转化为内能内能 太阳能转化为太阳能转化为电能电能 给电池充电时给电池充
3、电时电能电能 转化为转化为化学能。化学能。 电池放电时电池放电时化学能化学能 转化为转化为 电能。电能。 食物具有化学能，我食物具有化学能，我 们的身体把这种化学能转们的身体把这种化学能转 化成为维持生命所必须的化成为维持生命所必须的 内能和机械能。内能和机械能。 风能转化为电能风能转化为电能 核电站发电时的能量转化核电站发电时的能量转化 铀核裂变释放的铀核裂变释放的核能核能 蒸汽的蒸汽的内能内能 涡轮机的涡轮机的机械能机械能 发电机发出发电机发出电能电能 在能量由一个物体转移到其他物体，或由一在能量由一个物体转移到其他物体，或由一 种形式转化为其他形式的过程中，其数量方面有种形式转化为其他形
4、式的过程中，其数量方面有 没有变化呢？没有变化呢？ 交流与合作交流与合作 在电动机提升物体的过程中，电动机消耗了什在电动机提升物体的过程中，电动机消耗了什 么能？是否都转化成了机械能？还转化成哪些形么能？是否都转化成了机械能？还转化成哪些形 式的能？式的能？ 如果将转化后的其他形式的能全部加起来，如果将转化后的其他形式的能全部加起来， 是否应该与所消耗的电能相等？是否应该与所消耗的电能相等？ 掉在地上的掉在地上的 弹性小球为什弹性小球为什 么越跳越低么越跳越低? ? 你认为这样的永动你认为这样的永动 机可以制造成功吗？机可以制造成功吗？ 我国有句俗语：“既要马儿跑，又要马儿不我国有句俗语：“既
5、要马儿跑，又要马儿不 吃草。”你认为这可能吗？为什么？吃草。”你认为这可能吗？为什么？ 为了满足生产、生活对动力日益增多的需要，为了满足生产、生活对动力日益增多的需要， 历史上曾有人幻想制造一种机器，它不需要消耗历史上曾有人幻想制造一种机器，它不需要消耗 任何动力和燃料，却能不断地对外做功，这种机任何动力和燃料，却能不断地对外做功，这种机 器称为“永动机”。器称为“永动机”。 17171818世纪许多机械专世纪许多机械专 家就已经论证了永动机是家就已经论证了永动机是 不可能的。不可能的。 法国科学院在法国科学院在17751775年就正式决定，不再研究年就正式决定，不再研究 和试验任何永动机。和
6、试验任何永动机。 二、能量守恒定律二、能量守恒定律 能量既不能创造，也不能消失，它只能从一种能量既不能创造，也不能消失，它只能从一种 形式形式转化转化为另一种形式，或者从一个物体为另一种形式，或者从一个物体转移转移到另到另 一个物体。能量在转移或转化的过程中，能的总量一个物体。能量在转移或转化的过程中，能的总量 保持不变。保持不变。 在人们发现了各种自然现象之间的相互联系与在人们发现了各种自然现象之间的相互联系与 转化和确立了永动机的不可能性之后，科学家们发转化和确立了永动机的不可能性之后，科学家们发 现了能量守恒定律。现了能量守恒定律。 人们所说的人们所说的“消耗能量”“利用能量”“获“消耗
7、能量”“利用能量”“获 得能量”得能量”的实质是：能量的实质是：能量相互转移或转化相互转移或转化的过程。的过程。 能量守恒定律的建立过程，是人类认识自然的一能量守恒定律的建立过程，是人类认识自然的一 次重大的飞跃，是哲学和自然科学长期发展和进步的次重大的飞跃，是哲学和自然科学长期发展和进步的 结果它是最普遍、最重要、最可靠的自然规律之一，结果它是最普遍、最重要、最可靠的自然规律之一， 而且是大自然普遍和谐性的一种表现形式。和谐美是而且是大自然普遍和谐性的一种表现形式。和谐美是 科学的魅力所在。科学的魅力所在。 恩格斯曾经把恩格斯曾经把能量转化和守恒定律能量转化和守恒定律称为“伟大称为“伟大 的
8、运动基本规律”，认为它的发现是的运动基本规律”，认为它的发现是1919世纪自然科世纪自然科 学的三大发现之一学的三大发现之一( (另两个发现是细胞学说，达另两个发现是细胞学说，达 尔文的生物进化论尔文的生物进化论) ) 由能量守恒定律可知：永动机由能量守恒定律可知：永动机无法实现。无法实现。 能量守恒定律对我们的启示：能量守恒定律对我们的启示：工程技术的任务，工程技术的任务， 在于设法找出合理利用能源的途径，并减少机器运在于设法找出合理利用能源的途径，并减少机器运 转过程中不必要的能量损耗，而不是去研制永远无转过程中不必要的能量损耗，而不是去研制永远无 法实现的“永动机”。法实现的“永动机”。
9、 内能内能能自发的由低温物能自发的由低温物 体向高温物体转移吗？体向高温物体转移吗？ 三、能在转移和转化过程中的方向性三、能在转移和转化过程中的方向性 手捧热水袋时，手和手捧热水袋时，手和 身体变热，热水袋的热水身体变热，热水袋的热水 温度会降低。在这种内能温度会降低。在这种内能 转移的过程中，内能总是转移的过程中，内能总是 自动地从高温物体向低温自动地从高温物体向低温 物体转移物体转移。 问题：问题： 木材燃烧能将水烧木材燃烧能将水烧 开。当水渐渐凉下来时，开。当水渐渐凉下来时， 能否将其减少的内能全能否将其减少的内能全 部复原为化学能吗？部复原为化学能吗？ 小小汽汽车车的动力来自的动力来自
10、 发动机中汽油的燃烧。发动机中汽油的燃烧。 在行驶中汽车克服摩在行驶中汽车克服摩 擦，动能转化成地面、擦，动能转化成地面、 车轮和空气的内能，车轮和空气的内能， 这些能量能够自动用这些能量能够自动用 来再次开动汽车吗？来再次开动汽车吗？ 能量能量的的转化转化和转移过程是有和转移过程是有方向性方向性的。的。在能源在能源 利用的过程中，即利用的过程中，即在能量的转化和转移过程中，能在能量的转化和转移过程中，能 量在数量上并没有减少但是在可利用的品质上降量在数量上并没有减少但是在可利用的品质上降 低了，从便于利用变为不便于利用了，成为“无用低了，从便于利用变为不便于利用了，成为“无用 的能量”。的能
11、量”。 通过以上分析我们知道了：通过以上分析我们知道了： 这是节约能源的根本原因这是节约能源的根本原因 正是因为能量转化的方向性，能量的利用受正是因为能量转化的方向性，能量的利用受着着 这种方向性的制约，所以能量的利用是有条件的，这种方向性的制约，所以能量的利用是有条件的， 也是有代价的也是有代价的。 课堂练习课堂练习 1 1下列说法中正确的是（下列说法中正确的是（ ） A. A. 不同形式能量的转化是通过做功来实现的不同形式能量的转化是通过做功来实现的 B. B. 做功的过程总是伴随着能量的变化做功的过程总是伴随着能量的变化 C.C.某种形式的能量增加某种形式的能量增加10J10J，一定有其
12、他形式的，一定有其他形式的 能量减少能量减少10J10J D. D. 某个物体的能量减少某个物体的能量减少10J10J，一定有其他物体，一定有其他物体 的能量增加的能量增加10J10J ABCDABCD B B 2 2运动员把原来静止的足球踢出去，使足球运动员把原来静止的足球踢出去，使足球 获得获得100J100J的动能。则在运动员踢球的过程中，运的动能。则在运动员踢球的过程中，运 动员消耗的体能动员消耗的体能 （ ） A. A. 等于等于100J 100J B. B. 大于大于100J 100J C. C. 小于小于100J D100J D. . 无法确定无法确定 本课小结本课小结 一、能的转移与转化一、能的转移与转化 能量在转移和转化过程中，能的总量保持不变能量在转移和转化过程中，能的总量保持不变 三、能在转移和转化过程中的方向性三、能在转移和转化过程中的方向性 二、能量守恒定律二、能量守恒定律
