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2.5 能的转化与能量守恒
第1课时 能的相互转化
视频：雪崩
高耸陡峭的雪坡霎时间犹如天崩地裂，数以千吨的积雪快速滑落下来，摧毁了公路。也摧毁了沿路的建筑。在雪崩中，积雪的势能和动能发生了相互转化，那么，其他形式的能是否也会发生相互转化呢？能在转化过程中遵循什么规律？
重力势能
动 能
一、能的相互转化
机械能、内能、化学能、电能、核能等是能的各种不同的形式，各种形式的能不是孤立的，而是相互联系的。
图中物体具有哪种形式的能？物体的能发生了怎样的变化？
图2.5-1 金属勺放入热水中
→ 。
图2.5-2 A物体上升，B物体下降
→ 。
热水的内能
金属勺的内能
B的重力势能
A的重力势能
能的转移
能的转移
B下降
A上升
重力势能增大
重力势能减小
勺温上升
水温降低
内能减少
内能增多
图2.5-3 森林火灾
→ 。
图2.5-4 特技跳伞
→ 。
化学能
内能
重力势能
动能
能的转化
能的转化
1、能可以在两个物体之间转移，能的形式也可以转化。
能量转化的现象在我们周围经常发生。
电磁能
化学能
动能
内能
电能
1、太阳能的转化
太阳光通过光合作用将水和二氧化碳转化为有机物，将电磁能（光能）转变为化学能储存在植物里；
太阳光照射使大气产生对流，将电磁能转变为空气的动能；
太阳光照射到太阳能热水器上，使水的温度升高，将电磁能转变为水的内能；
太阳光照射到电池板上，将电磁能转化为电能。
人的生命活动都需要能量，人体需要的能量都来自于食物。人吃进各种食物，食物消化后被吸收的营养物质由血液输送到人体各处，食物的化学能转化为人体的内能、电能、机械能等。
食物中储存化学能
生命活动将化学能转化为内能、电能、机械能等
2、食物中的能量转化
人摄入食物，储存化学能
3、电能
我们每天都在使用电能，电能由发电厂提供。在火力发电厂中，燃烧煤或者天然气来加热水，水沸腾后产生的蒸汽驱动涡轮机转动，涡轮机带动发电机，发电机发出的电通过输电线传输到各地的用户。对于燃煤发电厂，电能是由化学能经过一系列能量转化后得到的。
如图2.5-7所示的火力发电厂，说一说，燃煤发电厂工作时，能量的转化情况。
内
图2.5-7 火力发电厂
煤的
化学能
水的
能
内
水蒸汽的
能
机械
涡轮机的
能
电
发电机输出的
能
如图2.5-9所示，将锌片和铜片组成的电路插入稀硫酸中，观察电流表指针是否转动。在这个化学变化过程中，化学能转化成了 能:
电
化学能和电能的相互转化也是一种常见的能的转化形式，在生产、生活和科学研究中有十分广泛的应用。
4、原电池的能量转化
图2.5-9 原电池
化学反应涉及构成物质的微粒的重新排列，同时还伴随着能的变化。不过，不同的化学反应能的变化的大小是不同的，有些化学反应中能的变化非常细微，只有用灵敏的仪器才能检测到，有些化学反应中能的变化非常明显。化学反应中能的形式通常表现为热、光、电等，如图2.5-10所示。
烟花燃放
蓄电池放电
图2.5-10 化学反应中能的转化
发光、发热
放电
1.图2.5-11是间歇泉向外喷射热泉水的情景。间歇泉多位于火山活跃的地带，它断断续续地向外喷出热泉水，很像压力锅煮食物时断断续续地向外喷气。热泉水喷发的能是从哪里来的
岩浆含有大量热能，使得附近的含水岩层受热成为高温的热水或蒸气。当温度升高时，上方又有致密、不透水的岩层阻挡，会使热水和蒸气处于高压状态，一旦有裂缝出现，就会窜涌而出，形成地热喷泉。
热泉水喷发的能主要来自地球内部。
图2.5-11 间歇泉
2.如图 2.5-12 所示，青蛙从地上跃起捕捉害虫。在这个过程中，青蛙消耗了什么能？这些能量到哪里去了？青蛙获得了什么能？这些能量来自哪里？
青蛙消耗了体内化学能；
这些化学能转化成了机械能；
青蛙获得了化学能；
图2.5-12 青蛙捕食
这些化学能来自害虫的化学能的转移。
大量事实表明，自然界中各种形式的能都不是孤立的，不同形式的能之间会发生相互转化，能也会在不同的物体间相互转移。各种形式的能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”“利用能”或者“获得能”，实质上就是能的相互转化或转移的过程。
氢氧化钠在水中溶解，温度升高；硝酸铵在水中溶解，温度会降低。这两种物质在溶解过程中，能量的形式各发生了怎样的转化？
化学能→内能
内能 →化学能
氢氧化钠溶于水，温度升高
硝酸铵溶于水，温度降低
光合作用——从太阳获取能
光合作用是指植物利用光能，把
二氧化碳和水转化为有机物，并释放
出氧气的过程，如图2.5-13所示。从
能的转化的角度，就是把太阳辐射到
地球上的光能转化成储存在糖类中的
化学能。每年全球光合作用可以产生大约1600亿吨糖类。光合作用不仅为生物提供食物和能，也是目前世界上主要能源的源泉。人类利用的煤、石油、天然气等化石能源，是古代植物进行光合作用积攒下来的。因此，光合作用是地球上重要的能的转化过程。
图2.5-13 光合作用
1、2020年6月23日上午，长征三号乙运载火箭将最后一颗北三号全球组网卫星送入预定轨道，右图分别为火箭发射升空和卫星在轨道上运行时的情景，有关火箭和卫星的说法：
①火箭升空时，燃料的化学能最终部
分转化为机械能
②火箭升空过程中只受重力
③卫星通过超声波把信息传回地球
④卫星带有太阳能电池帆板可把太阳能转化为电能，其正确的是（　　）
A．①③ B．①④ C．①③ D．②④
B
2、2018年12月8日我国嫦娥4号月球探测器在西昌成功发射，经历了地月转移、近月制动、环月飞行、动力下降，最终在2019年1月3日实现了人类首次月球背面软着陆。右图是嫦娥4号发射时的壮观场景，其能量转化正确的是 （ ）
内能→化学能→机械能
B. 化学能→内能→机械能
C. 化学能→内能→重力势能
D. 内能→化学能→重力势能
B
3、下列实例中各种形式的能之间是如何相互转化的？
（1）火力发电燃烧煤把______能转化为_____能。
（2）锯木头时锯条发热，是将______能转化为____能。
（3）电流经过灯泡的灯丝时，灯丝变得灼热而发光，____能转化
为____能和____能。
（4）给手机电池充电，_____能转化为______能。
化学
电
机械
內
电
內
光
电
化学
再见

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