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第十四章 内能的利用
14.3 能量的转化和守恒
教学目标
1、知道各种形式的能量之间是可以相互转化的
2、掌握能量守恒定律
3、知道永动机不是可能实现的
重点：能量守恒定律
难点：能量的转移和转化
引言： 前几节课讲到了能量的转化和转移：
做功：对内：内能增加，机械能->内能
改变内能 对外：内能减少，内能->机械能
热传递：吸热：内能增加 能量从高温物体转
移到低温物体
放热：内能减少
热机：化学能->内能->机械能
能量的转化
不同形式的能量可以在一定条件下相互转化：
摩擦生热： 光合作用：
水轮发电机： 燃料燃烧:
电动机：
二、能量守恒定律
1、能量既不会凭空消失，也不会凭空产生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到其他物体，而在转移和转化的过程中，能量的总量保持不变。这就是能量守恒定律。
是自然界最普遍，最重要的基本定律之一。所有能量转化过程都遵循能量守恒定律。
2、永动机：不需要动力就能源源不断的对外做功的机器--->能量不能凭空产生。
【例题1】下列有关能量转化和守恒的说法正确的是（　 　 ）
A．用电器通电工作时，将其他形式的能转化为电能
B．氢氧化钠与盐酸反应是放热反应，该反应将内能转化为化学能
C．植物光合作用合成有机物，说明能量可以创生
D．“既要马儿跑，又要马儿不吃草”违背了能量转化和守恒定律
【例题2】下列对能量转化的描述不正确的是（　 　）
A. 蓄电池充电：电能一化学能
B. 发电机工作：电能一机械能
C. 萤火虫发光：生物质能一光能
D. 内燃机工作：化学能一内能一机械能
【例题3】不同形式的能量可以在一定条件下相互转化，图中给出了两个实例，请你做一些补充。圆圈内A的能量形式是　 　　能，圆圈内B的能量形式是　 　　能，序号⑤的实例是　 　　，植物吸收太阳光进行光合作用应该填在序号　　 　　处。
【例题4】下列现象中能量的转化错误的是（ ）
A．双手来回摩擦是机械能转化为内能
B．在阳光下的黑色塑料袋里的温度计温度升高是太阳能转化为内能
C．戴太阳能电扇的太阳帽上的小电扇工作的电能由化学能转化而来
D．将塑料笔杆的钢笔在毛衣上摩擦后吸引纸屑是机械能转化为电能
【例题5】如图是德州开发区使用的“风光互补”景观照明灯。它“头顶”小风扇，“肩扛”光电池板，“腰挎”照明灯，“脚踩”蓄电池。下列解释合理的是（　 　）
A．小风扇利用风力发电，将机械能转化为电能
B．照明灯是将内能转化为电能
C．光电池板是将电能转化为光能
D．蓄电池夜晚放电，将电能转化为化学能
【课上习题】
1、有关能量转化的描述，不正确的是（ ）
汽油机压缩冲程把机械能转化为内能
火箭从地面向上发射过程中，外壳和大气层摩擦，机械能转化为内能
太阳能电池板把太阳能转化为化学能
水平地面上滚动的气球，最后会停下来，他的机械能都转化为了内能
2、如图所示，太阳能路灯的顶端是太阳能电池板，它白天向灯杆中的蓄电池充电，而夜晚则 由蓄电池给路灯供电。下列关于太阳能路灯中能量转化的说法正确的是:（ ）
A．白天阳光照射太阳能电池板时，太阳能转化为电能
B．白天阳光照射太阳能电池板时，太阳能转化为化学能
C．白天太阳能电池板向蓄电池充电时，化学能转化为电能
D．夜晚蓄电池给路灯供电时，电能转化为化学能
3．以下关于能量转化与守恒定律说法不正确的是（ 　）
A．小华家使用的天然气热水器是将电能转化为内能
B．子弹没击中目标，最后下落陷在土地中，子弹的一部分机械能转化为内能
C．LED灯发光效率高是因为它将电能绝大部分转化为光能　
D．人体维持37℃，是因为人体内不断将食物的化学能转化为内能
4、世界上还有许多欠发达地区至今用不上电。美国哈佛大学的学生设计制作了一种发电足球，球在被踢的过程中，其内部装置能够发电，并将产生的电能储存在蓄电池中，用来点亮LED灯，该过程中的能量转化形式是（ ）
　A．电能→动能→电能→光能→化学能
　 B．电能→动能→化学能→电能→光能
　 C．动能→电能→光能→电能→化学能
动能→电能→化学能→电能→光能
5. 利用如图所示的装置，运用控制变量法，通过观察现象即可比较酒精和碎纸热值大小．
为完成实验，要求（ ）
A．酒精和碎纸的质量相同，两只烧杯内水的质量相同
B．酒精和碎纸的质量不同，两只烧杯内水的质量不同
C．酒精和碎纸的质量相同，两只烧杯内水的质量不同
D．酒精和碎纸的质量不同，两只烧杯内水的质量相同
6. 关于热值和热机效率，下列说法正确的是（　 ）
A. 使燃料燃烧更充分，可以增大热值
B. 燃料燃烧释放的热量越多，热值越大
C. 使燃料燃烧更充分，可以提高热机的效率
D. 热机使用的燃料的热值越大，热机的效率就越高
7. 为了节约能源，需要提高热机的效率，下列措施不能提高热机效率的是（　 　）
A.让燃料与空气混合充分，使燃料燃烧得比较完全
B.在设计与制造热机时要不断改进与创新，以减少能量的损失
C.尽量减少热机内部各部件间的摩擦
D.尽量增加热机的工作时间
8.2016年8月，我国发射了全球首颗量子卫星，为了纪念墨子，这个全球首颗量子卫星被命名为“墨子号”．发射卫星的火箭常使用液态氢作为燃料，主要是因为液态氢具有（ 　）
A．较小的密度 B．较大的比热容 C．较低的沸点 D．较高的热值
9. 某家庭用的燃气热水器，将20kg的水从10℃加热到60℃，完全燃烧了0.21m3的煤气。已知水的比热容为
4.2×103J/（kg·℃），煤气的热值为4×107J/m3。试求：
（1）煤气完全燃烧放出的热量是多少？8.4×106J
（2）水吸收的热量是多少？
（3）该热水器烧水的效率是多少
10.某辆小轿车油箱内装有32kg汽油，司机小李驾车沿高速公路到某地旅游，路程为300km．假设轿车是匀速行驶，且受到的阻力为920N．已知汽油完全燃烧产生的内能有30%转化为机械能，汽油的热值为4.6×107J/kg．求：
（1）汽车到达目的地牵引力所做的功；
（2）通过计算说明汽车在行驶途中是否需要加油．
11、如图所示是某太阳能热水器，效率是75%，水容量为100L，在冬季有效日照时段里接收太阳的面积为1.4m2，该热水器接收太阳能的功率为1000J/(m2·s).请解答下列问题（第３和第４问请写出解答过程）：
(1)该热水器接收太阳能的功率为1000J/(m2·s)，表示什么意思？
。
(2)该热水器的效率是75%，表示什么意思？ 。
(3)该热水器中水的质量是多少？
(4)该热水器在冬季有效日照时段里，200min能将水温从20℃升高到多少？
12、如图甲所示，1标准大气压下，普通煤炉把壶内20℃，5kg水烧开需完全燃烧一定质量的煤，此过程中，烧水效率为28%，为提高煤炉效率，浙江大学创意小组设计了双加热煤炉，如图乙所示，在消耗等量煤烧开壶内初温相同，等量水的过程中，还可额外把炉壁间10kg水从20℃加热至40℃，q煤=3×107J/g，c水=4.2×103J/（kg ℃），以上过程中：问：
（1）普通煤炉完全燃烧煤的质量有多大？
（2）双加热煤炉的烧水效率有多大？

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