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第十二章 电能 能量守恒定律
第4节 能源与可持续发展
能源的转移与转化
化学能转化为内能和机械能
风能转化为电能
重力势能转化为电能
电能转化为机械能
能源的转移与转化
电能转化为内能
太阳能转化为电能
光能转化为化学能
化学能转化为电能
能量守恒定律
能量的形式没改变
能量转移：
能量转化
无论能量发生转移还是转化，
总能量保持不变
1. 能量变化
思考1：既然能量是守恒的，不会凭空消失，为什么我们还要节约能源呢？
2. 能量守恒定律：
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另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化或转移过程中，能量的总量保持不变
思考2：把刚煮好的热鸡蛋放在冷水中，过一会，鸡蛋的温度降低，水的温度升高，
最后水和鸡蛋的溫度相同。是否可能发生这样的现象：原来温度相同的水
和鸡蛋，过一会儿水的温度自发地降低，而鸡蛋的温度上升？
这一现象并不违反能量守恒定律，但科学家研究发现，在自然界中，能量的转化过程有些是可以自然发生的，有些则不能。例如，燃料燃烧时一旦把热量释放出去，就不会在此自动聚集起来供人类重新利用。
能量的耗散表明，在能源的利用过程中，能量在数量上虽未减少，但是可利用的能量减少了，因此需要节约能源。
——反映出自然界中宏观过程的方向性
能量转化和转移的方向性
内能总是自发地从高温物体转移向低温物体，而不会自发的由低温物体向高温物体转移
机械能可以全部转化为内能，例如：
而内能不可全部转化为机械能而不引起其他变化，
热机的效率不可能为100%
例如：一辆行驶的小轿车，燃料燃烧产生的内能有37%通过发动机散热系统排除，37%直接由排气管排出，有26%变为发动机输出的机械能
钻木取火
能否制成永动机（不消耗任何能量，却可以源源不断地对外做功的机器）？？？
（人们把这种不消耗能量的永动机叫第一类永动机）
水 塔 式 永 动 机
根据能量守恒定律，任何一部机器，只能使能量从一种形式转化为另一种形式，而不能无中生有地制造能量，因此第一类永动机是不可能制成的。
17～18世纪许多机械专家就已经论证了永动机是不可能的，法国科学院在1775年就正式决定不再研究和试验任何永动机。
磁力永动机
阿基米德
浮力永动机
滚珠永动机
软臂永动机
能量守恒定律
能量的形式没改变
能量转移：
能量转化
无论能量发生转移还是转化，
总能量保持不变
1. 能量变化
2. 能量守恒定律：
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另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化或转移过程中，能量的总量保持不变
例1. 下列对能的转化和守恒定律的认识正确的是( )
A. 某种形式的能减少，一定存在其他形式的能增加
B. 某个物体的能量减少，必然有其他物体的能量增加
C. 不需要任何外界的动力而持续对外做功的机器——永动机是不可能制成的
D. 石子从空中落下，最后静止在地面上，说明机械能消失了
ABC
能源分类方法 能源分类名称 特点 举例
形成或转化 特点 一次能源
二次能源
利用技术 常规能源
新能源
可否再生 可再生能源
不可再生能源
对环境污染 情况 清洁能源
污染能源
自然形成，未经加工
由一次能源加工转化而成
已大规模正常使用
正在开发，
或有新的利用方法
可循环使用，不断补充
短期内无法转化获得
对环境基本没有污染
对环境严重污染
太阳能、风能、地热能、
核能、潮汐能
焦炭、木炭、液化气、
酒精、汽油、电能
煤、石油、天然气
太阳能、核能、地热能、
海洋能、沼气、风能、水能
水能、风能、生物质能、
地热能
煤、石油、天然气、核燃料
太阳能、海洋能、风能、
水能
化石燃料
（煤、石油、天然气）
能量与社会发展
1. 柴薪时期
出现年代：五六十万年前
火的使用是人类在能源利用上的第一个里程碑。从火的发现到18世纪产业革命期间，树枝杂草一直是人类使用的主要能源，它使人类脱离了茹毛饮血的时代。
人类利用能源大致经历了三个时期，即柴薪时期，煤炭时期，石油时期
能量与社会发展
2. 煤炭时期
出现年代：13世纪
大规模开采并使用其称为主要能源是18世纪中叶。1769年，瓦特发明蒸汽机，煤炭作为蒸汽机的动力之源而备受关注。蒸汽机的广泛使用，带动了工业革命和资本主义社会的成长。
人类利用能源大致经历了三个时期，即柴薪时期，煤炭时期，石油时期
蒸汽机
能量与社会发展
3. 石油时期
出现年代：19世纪末20世纪初
第二次世界大战之后，在美国、中东等地区相继发现了大油田及伴生的天然气。与此同时，内燃机的发展推动了机械化和电气化进程。
人类利用能源大致经历了三个时期，即柴薪时期，煤炭时期，石油时期
内燃机
同学们，下课！
能量的分类与应用
1. 从利用技术分类
常规能源：如煤、石油、天然气、水能等
新能源：如核能、风能、太阳能、地热能、海洋能等
2. 从使用分类
一次能源：如煤、石油、天然气、水能、风能、生物质能、海洋能等
二次能源：如电能、氢能、焦炭等
3. 从能否再生分类
可再生能源：如水能、风能、潮汐能等
4. 从对环境的影响分类
非清洁能源：如煤、石油、天然气等
清洁能源：如太阳能、风能等
不可再生能源：如石油、煤等
能源的转移与转化
指出下列现象中能量的转化或转移情况：
（1）人在跑步时，身体发热（ 　　　　　　　　　）
（2）风吹动帆船前进（ 　　　　　　　　　　　　）
（3）放在火炉旁的冷水变热（ 　　　　　　　　　）
（4）电流通过灯泡，灯泡发光（ 　　　　　　　　）
（5）植物进行光合作用（　　　　　　　　　　　）
化学能转化为内能
风的机械能转移到帆船上
内能由火炉转移给水
电能转化为光能
光能转化为化学能

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