能量的多種形式62能量的轉(zhuǎn)化與守恒63珍惜大自然課件高一下學(xué)期物理

第六章

能源與可持續(xù)發(fā)展第1~3節(jié)01多種形式的能量能量以各種各樣的形式存在，如機(jī)械能、內(nèi)能、電能、光能、化學(xué)能和核能等1.機(jī)械能:包括動(dòng)能、重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能等。2.電能是指電以各種形式做功的能力。3.光能是光具有的能量。4.化學(xué)能是儲(chǔ)存在食物或燃料等物質(zhì)中的能量。5.核能是由于物質(zhì)的原子核結(jié)構(gòu)發(fā)生變化而釋放的能量。1.能源分類①不可再生能源②可再生能源天然氣煤炭石油水能風(fēng)能潮汐能02可再生能源與不可再生能源一次能源二次能源：指由一次能源加工轉(zhuǎn)化而成的能源產(chǎn)品電煤氣2.能源的應(yīng)用①太陽(yáng)能發(fā)電衛(wèi)星展開(kāi)太陽(yáng)能帆板太陽(yáng)能光伏發(fā)電太陽(yáng)能的利用對(duì)環(huán)境的影響很小。利用太陽(yáng)能最有前途的領(lǐng)域是，通過(guò)太陽(yáng)電池將太陽(yáng)能直接轉(zhuǎn)化成電能。②水力發(fā)電水能是可再生能源，水的機(jī)械能+水輪機(jī)的機(jī)械能+帶動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)+電能。水力發(fā)電成本低，但受到地理?xiàng)l件的限制。我國(guó)水電裝機(jī)總量居世界第一。③風(fēng)能發(fā)電我國(guó)風(fēng)力發(fā)電走在了世界前列，裝機(jī)容量居全球第一。風(fēng)能是一種情節(jié)無(wú)污染地可再生資源，風(fēng)力發(fā)電把風(fēng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能。④核能發(fā)電核變示意圖核電站核泄露核電站是利用可控制的核裂變來(lái)發(fā)電的，由于核電站一旦發(fā)生核泄漏事故,就可能發(fā)生嚴(yán)重的危害，且核廢料仍具有放射性，所以要嚴(yán)格遵中安全措施和安全標(biāo)準(zhǔn)?；瘜W(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和機(jī)械能風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為電能1.能量變化03能量的轉(zhuǎn)化和能量守恒定律電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能水的機(jī)械能轉(zhuǎn)移到了水車上：能量的形式?jīng)]改變：能量的形式發(fā)生變化能量轉(zhuǎn)移能量轉(zhuǎn)化無(wú)論能量發(fā)生轉(zhuǎn)移還是轉(zhuǎn)化，總能量保持不變能量變化2.能量守恒定律能量既不會(huì)憑空產(chǎn)生，也不會(huì)憑空消失，它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式，或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到別的物體，在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過(guò)程中，能量的總量保持不變。

思考：不少人曾設(shè)想制造一種不需要?jiǎng)恿湍茉丛床粩嗟貙?duì)外做功的機(jī)器，人們把這種機(jī)器叫做永動(dòng)機(jī)。然而，從沒(méi)有一種永動(dòng)機(jī)成功過(guò)。從能量守恒的角度說(shuō)明它為什么不能一直工作下去？磁力永動(dòng)機(jī)滾珠永動(dòng)機(jī)軟臂永動(dòng)機(jī)螺旋永動(dòng)機(jī)水塔式永動(dòng)機(jī)17～18世紀(jì)許多機(jī)械專家就已經(jīng)論證了永動(dòng)機(jī)是不可能的法國(guó)科學(xué)院在1775年就正式?jīng)Q定，不再研究和試驗(yàn)任何永動(dòng)機(jī)。永動(dòng)不可能制成的原因：根據(jù)能量守恒定律，任何一部機(jī)器，只能使能量從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，而不能無(wú)中生有地制造能量，因此第一類永動(dòng)機(jī)是不可能制成的。

04自然過(guò)程的方向性

思考：把剛煮好的熱雞蛋放在冷水中，過(guò)一會(huì)，雞蛋的溫度降低，水的溫度升高，最后水和雞蛋的溫度相同。是否可能發(fā)生這樣的現(xiàn)象：原來(lái)溫度相同的水和雞蛋，過(guò)一會(huì)兒水的溫度自發(fā)地降低，而雞蛋的溫度上升?不可能發(fā)生1.一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀自然過(guò)程都是不可逆的。熱量×燃料燃燒時(shí)一旦把熱量釋放出去，就不會(huì)再次自動(dòng)聚集起來(lái)供人類重新利用。你手上拿著冰塊時(shí)，會(huì)感到冰冷刺骨，而冰會(huì)在你的手里逐漸熔化。在這一過(guò)程中，內(nèi)能從溫度較高的手上轉(zhuǎn)移到溫度較低的冰上。2.內(nèi)能總是自發(fā)地從溫度較高的物體向溫度較低的物體轉(zhuǎn)移，而不會(huì)反過(guò)來(lái)自發(fā)地從溫度較低的物體轉(zhuǎn)移到溫度較高的物體。物體內(nèi)部大量分子時(shí)刻都在做無(wú)規(guī)則的運(yùn)動(dòng)，這些微觀粒子運(yùn)動(dòng)的劇烈程度和分布情況是像表演方陣那樣整齊有序，還是像鬧市人群那樣雜亂無(wú)序？處于不同狀態(tài)的物體，分子運(yùn)動(dòng)的無(wú)序程度也不一樣，為了描述這種差異，物理學(xué)中引入了熵（entropy）這個(gè)物理量。熵越高，就意味著系統(tǒng)越無(wú)序；熵越低，就意味著系統(tǒng)越有序。結(jié)合生活中的事例,說(shuō)明自然界中的熵增加。解答:①一個(gè)玻璃杯摔碎后,玻璃碴散落一地,無(wú)序程度增加,我們就說(shuō)熵增加。②將一滴紅墨水滴到一杯清水中,紅墨水分子迅速擴(kuò)散,直至均勻,無(wú)序程度增加了,我們就說(shuō)熵增加。③封閉容器中原被限制在容器內(nèi)的氣體分子一旦限制取消,分子將自由地分散在自然界中,但卻不能自發(fā)地再回到容器中。因此無(wú)序程度增加,我們就說(shuō)熵增加。④生米煮成熟飯,熟飯卻不能晾干成生米,其無(wú)序程度增加,我們就說(shuō)熵增加。1.有關(guān)能量守恒定律,下列說(shuō)法正確的是(

)A.能量守恒定律只適用于機(jī)械能與內(nèi)能的相互轉(zhuǎn)化B.能量守恒定律只適用于能量轉(zhuǎn)化過(guò)程C.“摩擦生熱”是創(chuàng)造了熱,它不符合能量守恒定律D.按照能量守恒定律,宇宙中的能量總和永遠(yuǎn)不會(huì)增減D2.下列能源中,屬于二次能源的是(

)A.煤 B.汽油

C.太陽(yáng)能 D.石油B3.下列說(shuō)法正確的是(

)A.隨著科技的發(fā)展,永動(dòng)機(jī)是可以制成的B.太陽(yáng)照射到地球上的光能轉(zhuǎn)化成了其他形式的能量,但照射到宇宙空間的能量都消失了C.“既要馬兒跑,又讓馬兒不吃草”違背了能量轉(zhuǎn)化和守恒定律,因而是不可能的D.有種全自動(dòng)手表,不用上發(fā)條也不用任何形式的電源,卻能一直走動(dòng),說(shuō)明能量可以憑空產(chǎn)生C4.(多選)對(duì)于孤立體系中發(fā)生的實(shí)際過(guò)程,下列說(shuō)法中正確的是(