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14.3 能量的转化和守恒
人教版九年级全一册
第十三章 内能
老师： 授课时间：
课堂导入
下面物体都具有什么形式的能量
重力势能
弹性势能
动能
内能
生物质能
一、能量的转化和转移
1. 自然界存在着各种不同形式的能量
（1）机械能：
机械能包括动能、重力势能和弹性势能。
（2）内能
构成物体的所有分子，其热运动的动能与分子势能的总和，叫做物体的内能。一切物体都具有内能。
一、能量的转化和转移
1. 自然界存在着各种不同形式的能量
（3）太阳能
太阳能是一种可再生能源。是指太阳的热辐射能，主要表现就是常说的太阳光线。在现代一般用作发电或者为热水器提供能源。
（4）化学能
化学能是一种很隐蔽的能量，它不能直接用来做功，只有在发生化学变化的时候才可以释放出来，变成内能或者其他形式的能量。
各种物质都储存化学能，如燃料、动物、食物都储存有化学能。
一、能量的转化和转移
1. 自然界存在着各种不同形式的能量
（5）电能
电能是指使用电以各种形式做功的能力。
（6）核能
核能也叫原子能。原子核结构发生变化放出的能量。通常指重核（如钚、铀等）裂变和轻核（氘、氚等）聚变时所发出的巨大能量。
核电站
一、能量的转化和转移
2．能量的转化
搓手取暖
水蒸气推动塞子
内能、机械能之间
可以相互转化
化学能可以转化为内能
一、能量的转化和转移
光能、化学能之间
可以相互转化
萤火虫发光
2．能量的转化
一、能量的转化和转移
事例 能量转化
电池
手摇发电机
太阳能电池
温差发电片
事例 能量转化
手机充电
电动机
电灯
电热水壶
机械能 → 电能
化学能 → 电能
内能 → 电能
光能 → 电能
电能 → 光能
电能 → 机械能
电能 → 内能
电能 → 化学能
2．能量的转化
一、能量的转化和转移
内能
机械能
2．能量的转化
一、能量的转化和转移
机械能
电能
2．能量的转化
一、能量的转化和转移
2．能量的转化
化学能
电能
一、能量的转化和转移
2．能量的转化
温差发电
内能
电能
电饭锅
一、能量的转化和转移
2．能量的转化
太阳能风扇
电能
光能
一、能量的转化和转移
2．能量的转化
钻木取火
燃烧发光
光合作用
电池
手机电池充电
蒸汽机
红外加热
木材燃烧
发电机
电动机
在一定条件下，各种形式的能量之间是可以相互转化的。
一、能量的转化和转移
二、能量守恒定律
1. 能量守恒定律
(1) 定义：大量事实表明，能量既不会凭空消灭，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，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。
在秋千的摆动过程中，由于存在空气阻力和绳索间的摩擦力，秋千克服这些阻力而做功，一部分机械能转化为内能，机械能总量减少，在反复摆动后，最终机械能减少为零，直至全部转化为内能，停止摆动。
二、能量守恒定律
(2) 能量守恒定律的普遍性：
能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一。
大到天体，小到原子核，无论是物理学的问题还是化学、生物学、地理学、天文学的问题，所有能量转化的过程，都服从能量守恒定律。
根据能量守恒定律，在分析自然现象时，如果发现某种形式的能量减少，一定能找到另一种形式的能量增加；反之，当某种形式的能量增大时，也一定可以找到另一种形式的能量减少。
既然能量是守恒的，那为什么要节约能源呢？
思考一下
1. 能量守恒定律
二、能量守恒定律
2. 永动机
如图是一种设想中的永动机，它通过高处的水流冲击叶片，叶片的转动用来对外做功，同时带动抽水器从低处将水抽到高处，从而循环工作。从能量守恒的角度来说，你觉得它能一直工作下去吗？
设想中一种不消耗任何能量和燃料，却源源不断对外做功的机器，这种机器叫永动机。
二、能量守恒定律
由于水轮机各部件间存在摩擦，在转动时会有部分机械能转化为内能W内能，一部分能量W抽水用来抽水做功。根据能量守恒定律可知： W总=W内能+W抽水，最后抽水的能量小于原来水的总能量，结果会是流下的水不能全部抽回。
能量守恒定律知：无法制成永动机。
【分析】
二、能量守恒定律
课堂小结
能量的转化和守恒
　各种形式的能量：机械能、内能、电能、光能等.
　能量的转化：由一种形式转化为另一种形式的能.
　能量的转移：能量的形式不变，能量由一个物体转移
　　　　　到其他物体，或从物体的一部分转移到其他部分.
　能量守恒定律：能量既不会凭空消灭，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
　　　　　　　　移到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能
　　　　　　　　量的总量保持不变.
　永动机：　　　违背了能量守恒定律.
能量的转化和守恒
能量守恒定律
课堂练习
1.芬兰奥卢大学的研究团队研发出一种新型钙钛矿材料。该材料可在光照、温度和所受压力变化的情况下产生电能，有着非常广阔的应用前景，该材料不能直接实现的能量转化是（　　）。
A．化学能→电能 B．内能→电能
C．机械能→电能 D．光能→电能
【解析】A．由题意可知，该材料不是在发生化学变化时产生电能，故不能直接实现从化学能向电能的转化，故A符合题意；B．根据题意，该材料可以在温度变化的情况下产生电能，故可以将内能转化为电能，故B不符合题意；C．根据题意，该材料可以在压力变化的情况下产生电能，故可以将机械能转化为电能，故C不符合题意；D．根据题意，该材料可以在光照的情况下产生电能，故可以将光能转化为电能，故D不符合题意。故选A。
课堂练习
2.关于能量的转化与守恒，下列说法中正确的是（　　）
A．能量守恒定律只适用于能量的转化过程
B．给手机充电时是将电能转化为化学能
C．“摩擦生热”是创造了热，它不符合能量守恒定律
D．由于能的转化过程符合能量守恒定律，所以不会发生能源危机
【解析】A．能量守恒定律也适用于能量转移的情形。故A错误；B．充电时，消耗电能，电池内部发生化学反应，是将电能转化为化学能。故B正确；C．摩擦生热没有创造热，是将机械能转化为内能，使物体温度升高。故C错误；D．能量的转化和转移是具有方向性的，不是所有的能量都可以利用。故D错误。故选B。
课堂练习
3.已知天然气的热值为3.8×107J/m3，水的比热容为4.2×103J/（kg·℃）。求：
（1）完全燃烧1.4×10-2m3天然气放出多少热量
（2）若某天然气灶的效率为60%，则这些天然气可将质量为3.8kg，初温为25℃的水加热到多少℃ （当地的大气压强为1标准大气压）
【解析】(1)完全燃烧1.4×10-2m3天然气放出的热量：
Q放=Vq=1.4×10-2m3×3.8×107J/m3=5.32×105J；
(2)由题知，水吸收的热量：Q吸=Q放×60%=5.32×105J×60%=3.192×105J，
由Q吸=cm△t可得水升高的温度：
水的温度升高到：25℃20℃=45℃
答： (1)完全燃烧1.4×10-2m3天然气可放出5.32×105J热量；(2)若某天然气灶的效率为60%，则这些天然气可将质量为3.8kg，初温为25℃的水加热到45℃。
多谢欣赏！

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