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第十四章 内能的利用
第三节 能量的转化和守恒
新知探究
一、多种形式的能量
认识化学能
1.燃料的燃烧是一种化学变化，燃烧时产生的光和热就来源于燃料储存的化学能。
2.食物也具有化学能，人们的生活、工作所消耗的能量就来源于食物里储存的化学能。
转化
食物的化学能
人体的内能、电能、机械能等
拉长的橡皮筋
山巅的危石
运动的足球
西藏羊八井地热池
食 物
太阳光
你能说出下面物体都具有什么形式的能量吗？
认识能量
弹性势能
重力势能
机械能
内能
化学能
太阳能
二、能量的转化
1．来回迅速摩擦双手。
2．黑塑料袋内盛水，插入温度计后系好袋口，放在阳光下。
3．将太阳电池连在小电扇上，并使它对着阳光。
4．用钢笔杆在头发或毛衣上摩擦后再靠近细碎的纸片。
观察实验发生的现象，讨论发生了哪些能量转化？
1.手会发热，机械能转化为内能。
2.一会儿温度计示数升高，光能转化为内能。
3.小电扇会转动起来，光能转化为电能再转化为机械能。
4.钢笔会发热，并同时吸引小纸片，机械能转化为电能及内能。
想一想
下列物体具有哪种形式的能量？物体的能量发生怎样变化？
读图
热水
水具有内能
水的内能
勺子的内能
转移
B的势能
A的势能
转移
A、B物体具有动能和势能
1.同一形式的能量可以在两个物体之间转移。
地球上的能量主要来自太阳
太阳光已经照耀我们的地球近50亿年，地球在这近50亿年中积累的太阳能是我们今天所用大部分能量的源泉。人类的日常生活，也无法离开阳光。
2.不同形式的能量也可以转化。
植物吸收太阳光进行光合作用
电池充电
热机做功冲程
钻木取火
喇叭发声
植物通过光合作用把_____能转化为_____能；植食性动物从植物中获取的能量，转化为___能和_____能；肉食性动物通过捕食植食性动物获取能量。
太阳
化学
内
化学
大量事实表明，自然界中各种形式的能量都不是孤立的，不同形式的能量之间会发生相互转化，能量也会在不同的物体间相互转移。
各种形式的能量之间的转化是非常普遍的现象，自然界中物质运动形式的变化总伴随着能量的相互转化。
平常我们所说的“ 消耗能量”、“ 利用能量”或者“ 获得能量”， 实质上就是能量相互转化或转移的过程。
尝试一下，按图中给出的实例，你能做些补充吗？
发电机
充电机
燃料燃烧
太阳能热水器
蒸汽机
摩擦生热
高温物体发光
光合作用
电 池
电动机
加压使化学平衡移动
放热化学反应
地热发电
纳米层次上实现将光能转化为机械能
火药爆炸
太阳能电池
吸热化学反应
三、能量守恒定律
小球在地面弹跳的频闪照片
思考
1.小球的高度逐渐降低说明了什么？
说明了小球的机械能逐渐减少。
2.减少的机械能到哪里去了？
小球跟空气和地面摩擦，一部分的机械能转化为内能。
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。
讨 论：滑冰滑梯的过程中，能量是怎样转化的？遵守能量守恒定律吗？
滑下来的过程中，一部分机械能转化成了内能。
遵守能量守恒定律
讨 论：用电动机提升重物时，电动机消耗的电能，是否都转化为重物的机械能？是否还转化为其他形式的能量？如果把转化后的各种形式的能量全部加起来，是否跟电动机消耗的电能相等？
电动机消耗的电能不会全部转化为重物的机械能。电动机消耗的电能一部分转化为重物的机械能，一部分转化为内能（克服摩擦做功与电流的热效应）；
转化后的各种形式的能量全部加起来等于电动机消耗的电能。
2.能量转化与转移的方向性
内能总是自发地从高温物体向低温物体转移，而不会自发地由低温物体向高温物体转移。
燃料燃烧释放的内能不可能全部转化为机械能而不引起其他变化。热机的效率不可能是100%。
电能可以使电灯发光，同时产生内能散失在空气中，但这些内能却无法自动转化为电能。该现象说明能量的转化具有方向性。
“永动机”不可能旋转不息，因为圆轮转动时要克服摩擦和空气阻力消耗能量，而能量的转化有方向性，摩擦生热是不可逆的。
机械师斯特尔永动机
3.永动机
1、你知道什么是永动机吗？
永动机：不消耗任何能量和燃料，却源源不断对外做功的机器。
能量转化和守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一。无论是机械运动，还是生命运动；无论是宇宙天体，还是微观粒子，都遵循这个定律。
课堂小结
１.各种形式的能量可以相互转化。
2. 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。
3.依据能量守恒定律，永动机不可能实现。
课堂练习
1.能量守恒是自然界的基本规律之一，下列能量转化过程中，属于内能的转移的是（ ）
A．用电灯照明 B．光合作用
C．用暖水袋取暖 D．天然气的燃烧
2.从斜面上滚下的小球能推动水平面上的木块前进一段距离，最后小球和木块都静止，对此现象，下列说法中正确的是（ ）
A．小球和木块的机械能都消失了
B．小球的机械能转移到木块上，但机械能的总量保持不变
C．小球和木块的机械能转化成其他形式的能量（如内能等），但能的总量保持不变
D．以上说法都不对
C
C
3.下列说法中正确的是（ ）
A．冬天对着手哈气，手变暖是机械能转化为内能
B．用酒精灯给水加热，是机械能转化为内能
C．滑冰时冰刀与冰之间相互摩擦，出现一道痕迹，是内能转化为机械能
D．高速行驶的汽车爆胎是很危险的，从能量角度来看，是机械能与内能的相互转化
4.下列事例与能量转化描述正确的是（ ）
A．煤炭燃烧——化学能转化为内能
B．给蓄电池充电——化学能转化为电能
C．植物光合作用——光能转化为内能
D．转动的电风扇——机械能转化为电能
D
A
5.下列过程中，属于能量的转移的是（ ）
A．用电灯照明 B．光合作用
C．用暖水袋取暖 D．天然气的燃烧
C
6.指出下列各种现象中，能量是如何转化的？
（1）气体膨胀做功，温度降低 （ → ）
（2）水轮机带动发电机发电 （ → ）
（3）电动机带动水泵转动 （ → ）
（4）电流通过灯丝使灯丝发光 （ → → ）
（5）液化气燃烧 （ → ）
（6）光合作用 （ → ）
（7）原子能发电 （ → → ）
（8）压缩气体做功 （ → ）
（9）物体高温下发光 （ → ）
（10）人运动 （ → ）
内能
机械能
机械能
电能
电能
机械能
电能
内能
光能
化学能
内能
光能
化学能
核能
内能
电能
机械能
内能
内能
光能
化学能
机械能

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