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第十四章 内能的利用
第1节 能量的转化与守恒
1.了解能量及其存在的多种形式。
2.知道能量的转化和转移，能解释一些常见现象中的能量转化过程。
3.掌握能量守恒定律，并利用能量守恒定律解释“永动机”无法实现的原因。
通过前面的学习，我们已经发现可以通过做功将其他形式的能量转化为内能。生活中的风能、太阳能（如图）、电能、水能、化学能等，也可以相互转化吗
知识点一：能量的转化
自然界存在着各种形式的能量：机械能、内能、电能、化学能、光能、核能、潮汐能等。
这些不同形式的能量可以相互发生转化吗？
完成下面一组小实验。观察实验中的现象，讨论发生了哪些能量转化。
1.来回迅速摩擦双手。
2.用黑塑料袋盛些水，插入温度计后系好袋口，放在阳光下。
3.将太阳能电池连在小电扇上，并使太阳能电池对着阳光。
4.将塑料笔杆在头发或毛衣上摩擦后靠近细碎的纸片。
手发热：机械能转化为内能
温度升高：太阳能转化为内能
小电扇转动起来，太阳能转化为电能，再转化为机械能
笔杆吸附小纸屑，机械能转化为电能，然后电能再转化为机械能。
自然界中的各种现象都是互相联系的。科学家们经过长期探索，发现能量转化非常普遍。
交流合作完成右图中能量转化的实例。
蒸汽机
摩擦生热
太阳能电池
电灯
电热器
发电机
电动机
充电机
电 池
光合作用
燃料燃烧
太阳能热水器
高温物体发光
吸热化学反应
放热化学反应
火药爆炸
加压使化学平衡移动
地热发电
纳米层次上实现将光能转化为机械能
手摇发电机
生活中不仅会发生能量的转化，还存在能量的转移。能量可以从一个物体转移到另一个物体，也可以从物体的一部分转移到另一部分。说说生活中有哪些现象发生了能量转移？
②水的机械能转移到了水车上，能量的形式没有变化。
①在热传递过程中，内能从高温物体转移到低温物体或从物体的高温部分转移到低温部分，这属于能量的转移。
知识点二：能量守恒定律
停止用力，摆动的秋千会越摆越低；掉在地上的弹性小球会跳起，但是越跳越低（如图）。
讨论秋千和小球在运动中的
能量转化。
为什么它们到达的高度会逐
渐降低 是否丢失了能量
你认为减少的机械能到哪里去了
分析1：秋千在运动过程中，秋千和空气间有阻力，绳索间存在摩擦力，秋千要克服这些阻力做功，一部分机械能逐渐转化为内能，机械能总量逐渐减少，最终机械能为零，全部转化为内能。
分析2：小球在运动过程中，由于和空气间有阻力，小球克服空气阻力做功，一部分机械能逐渐转化为内能，机械能总量逐渐减少，最终机械能全部转化为内能。
　　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。这就是能量守恒定律。
平常我们所说的“消耗能量”“利用能量”“获得能量”实质是：能量相互转化或转移的过程。
1.当一块炽热的铁块投入到水中时，能量如何转移？
铁块的内能
水的内能（温度相同）
2.当一杂技演员沿竹竿下滑时，能量又是如何转化？
演员的重力势能
手和竹竿的内能
分析下列事例你能得出什么结论？
铁块能自发地从同温度的水中吸收热量，使自己变得炽热吗？
手和竹竿的内能能使演员上升吗？
能量的转移或转化具有方向性。
1.热量只能从高温物体自发地传向低温物体或从高温部分传向低温部分。
2.当重力势能转化为内能为自发时，内能转化为重力势能就不可能为自发。
我们所能利用的资源是有限的，所以需要节约能源。
有人曾设想制造一种不需要动力就源源不断地对外做功的机器，人们把这种机器叫做永动机。
如图是一种设想中的永动机，它通过高处的水流冲击叶片，使叶片转动来对外做功，同时带动抽水机将水从低处抽到高处，从而循环工作。你能不能从能量守恒的角度说明它为什么不能一直工作下去
有可能制成吗？为什么？
要使机器持续不断地做功，就要消耗能量把低处的水抽到高处，而做机械运动的各部件间有摩擦，会有部分机械能转化为内能，一部分能量用来对外做功抽水，使流下的水不能全部抽回.违背能量守恒定律的永动机是永远不能制成的。
永动机
能量的转化和守恒
能量的转化
能量的转化
能量的转移
能量守恒定律
能量的各种形式之间的转化
内容
“永动机”是不可能制造出来的。
能量转化和转移具有方向性
1.根据能量守恒定律，判断下列说法正确的是( )
A.发电机可以产生电能
B.电动机工作时消灭了电能
C.发电机和电动机都是转化能量的机器
D.自然界中各种能量在不断地相互转化，人类在不断地消耗各种能量，所以总能量在不断减少
C
2.下列用电器工作时，主要的能量转化情况说法错误的是（ ）
A.电饭煲：电能转化为内能
B.洗衣机：电能转化为机械能
C.节能灯：电能转化为光能
D.抽油烟机：电能转化为内能
D
3.如图所示，用绳子把一块橡皮悬挂起来，把橡皮贴近自己的鼻子，稳定后松手，头保持不动，橡皮向前摆去又摆回来，不会碰到鼻子。在这一过程中（ ）
A．橡皮从鼻子处向远处运动过程中，动能转化
为重力势能
B．橡皮运动到最高点时，速度为0，惯性消失
C．橡皮摆动过程中与空气摩擦使部分机械能转化为内能
D．这一过程没有遵守能量的转化和守恒定律
C

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