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(共31张PPT)
第二十章　能源与能量守恒
第3节　能量的转化与能量守恒
(案例一)
预习清单
1.人们发现,自然界中的能量不仅可以从一个物体　＿＿＿到另一个物体,而且在一定条件下,形式多样的能量之间还可以相互＿＿＿。
2.迅速来回摩擦双手,手会感觉到热。原因是手摩擦时克服摩擦＿＿＿, ＿＿＿能转化为手的＿＿能,手的温度＿＿＿。
转移
转化
做功
机械
内
升高
预习清单
3.用打气筒快速打气,打气筒会变热。原因是＿＿＿气体做功,＿＿＿能转化为＿＿能。
4.在水力发电站中,水的＿＿＿能转化为＿＿能。
5.在火力发电厂中,燃料的＿＿＿能最终转化为＿＿能。
6.在核电站中, ＿＿能最终转化为＿＿能。
7.电流通过电热器时, ＿＿能转化为＿＿能;电流通过电动机时,＿＿能主要转化为＿＿＿能。
压缩
机械
内
机械
电
化学
电
核
电
电
内
电
机械
预习清单
8.能量既不会凭空＿＿＿,也不会凭空＿＿＿,只能从一个物体＿＿＿到其他物体,或者从一种形式＿＿＿为其他形式。能量在转移和转化的过程中,＿＿＿保持不变。这就是＿＿＿＿＿＿＿。它是自然界最普遍、最重要的定律之一。
产生
消失
转移
转化
总量
能量守恒定律
预习清单
9.大量事实表明,能的转化和转移过程是有＿＿＿＿的,多数能源在消耗过程中,用一点就少一点,不能＿＿＿;此外,尽管在转化过程中能量是＿＿＿＿,但总有相当一部分的能量是不能被有效利用的,成为“＿＿＿＿＿＿”。
方向性
再生
守恒的
无用的能量
课程导入
这些场景中,能量发生了什么变化 是形式变了 还是从一个地方跑到另一个地方了
课程导入
有没有一种机器,不需要输入能量就能永远工作下去 这样的机器能造出来吗 为什么
任务一：能量的转移与转化
1.引导学生对能量的转移与转化的实例进行分析。
甲 乙 丙
如图甲所示,用热水袋取暖,是内能的转移;如图乙所示,一个球下降,另一个球上升,是机械能的转移;如图丙所示,发电站产生的电能通过输电线送到用户,是电能的转移。
任务一：能量的转移与转化
丁 戊
如图丁所示,手机充电时,电能转化成化学能;如图戊所示,电池放电时,化学能转化成电能。
任务一：能量的转移与转化
2.组织学生分享课前观察到的生活实例,并将其归类(属于“能量的转移”或“能量的转化”)。
任务一：能量的转移与转化
【总结归纳】
1.概念辨析:
(1)能量的转移:同种形式的能量从一个物体传到另一个物体(如热传递、动能传递等)。
(2)能量的转化:能量从一种形式变成另一种形式(如摩擦生热:机械能→内能)。
2.强调区分关键点:能量形式是否改变。
任务二：能量守恒定律
如图所示是“电动机提升物体”的情境:
任务二：能量守恒定律
1.问题引导:
(1)电动机消耗了什么能量
电能。
(2)获得了什么有用能量
被提升物体的机械能(重力势能)。
任务二：能量守恒定律
(3)消耗的电能是否全部转化成了有用的机械能 为什么
没有全部转化成有用的机械能。因为电动机在工作过程中会发热。
(4)如果把转化后的机械能、内能等全部加起来,和输入的电能相比会怎样
任务二：能量守恒定律
2.实验数据分析:
请根据下表中的数据分析输入电能与输出各种能量总和的关系。
守恒验证:输入电能(30.0 J)=有用机械能(4.5 J)+损耗能量(25.5 J)。
任务二：能量守恒定律
【总结归纳】
能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,只能从一个物体转移到其他物体,或者从一种形式转化为其他形式。能量在转移和转化过程中,总量保持不变。这就是能量守恒定律。
任务二：能量守恒定律
【概念辨析】
1.强调关键词:
不会凭空产生、不会凭空消失,转化、转移,总量不变。
2.强调普遍性:
适用于一切自然现象,是自然界最普遍、最根本的定律。
任务二：能量守恒定律
【永动机批判】
你能运用能量守恒定律分析“课程导入”中的“永动机”失败的根本原因吗
违背了能量守恒定律,企图无中生有地创造能量或让能量完全有效转化(忽略损耗)。
任务三：能量在转化和转移过程中的方向性
【分析实例】
实例1(能量的转移):用热水袋暖手。
(1)内能自动从＿＿＿物体向＿＿＿物体传递。
(2)反过来能自动发生吗
不能。
高温
低温
任务三：能量在转化和转移过程中的方向性
实例2(能量的转化):用火炉烧水。
用火炉烧水时,化学能转化为内能很容易。水凉了,减少的内能能否自动、完全地变回煤的化学能
不能。
任务三：能量在转化和转移过程中的方向性
实例3(能量的转化):汽车刹车。
(1)克服摩擦消耗的动能变成了什么
地面、车轮、空气的内能。
任务三：能量在转化和转移过程中的方向性
(2)热能能自动收集起来,完全变回汽油的化学能再次驱动汽车吗
不能。
任务三：能量在转化和转移过程中的方向性
【总结归纳】
大量事实表明:能量的转化和转移过程是有方向性的。某些过程可以自发进行(如高温物体向低温物体传热、机械能自发转化为内能等),而其逆过程不能自发进行,或不能完全逆转。
任务三：能量在转化和转移过程中的方向性
根据已学知识分析“能量的转化和转移具有方向性”这一条件带来的后果,并讨论我们能做什么。
1.分析后果:
(1)化石能源等不可再生能源用一点少一点。
(2)在能量转化链中,总有一部分能量耗散到环境中(如废热),变成难以利用的低品质能量,无法再做有用功。
任务三：能量在转化和转移过程中的方向性
2.明确节能意义与途径:
能量守恒≠能源取之不尽! 能量转化和转移的方向性导致有效能源减少、能量品质下降。
【总结归纳】
节约能源、提高能源利用率刻不容缓!
任务三：能量在转化和转移过程中的方向性
3.讨论并分享节约能源、提高能源利用效率的途径:
(1)科技进步是关键(新设备、新工艺)。
举例:减少转化次数、利用余热(如热电联产)、高效产品替代(如用 LED 灯代替白炽灯)等。
任务三：能量在转化和转移过程中的方向性
(2)实例拓展:
任务三：能量在转化和转移过程中的方向性
如图所示的丰宁抽水蓄能电站位于河北省丰宁满族自治县境内,南距北京市180 km,东南距承德市170 km,是当前世界规模最大的抽水蓄能电站。
任务三：能量在转化和转移过程中的方向性
【归纳总结】
1.作用:电网调峰填谷。
2.能量转化链:夜间低谷电能→水泵机械能→白天高峰水势能→水轮机机械能→电能。
3.意义:提高电网整体效率,减少能源浪费(虽然每次转化有损耗,但比浪费掉低谷电能要好)。
核心总结
课堂评价
2.“能源危机”是当今世界共同面临的问题,以下解决危机问题的措施切实可行的是 (　　)
A.人人都要节约用水、用电,不浪费能源和不人为毁坏
物品
B.关闭全部现有的火力发电站
C.停止使用石油、煤炭资源,改用核能和太阳能
D.各地都要大力兴建水力和风力发电站
A

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