203能的转化和能量守恒(沪粤版)[1]

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1、20.3 能 的 转 化 和 能 量 守 恒 你 能 说 出 下 列 物 体 所 具 有 的 能 量 吗 ？ 机 械 运 动 机 械 能 热 运 动 内 能电 荷 运 动 电 能 化 学 运 动 化 学 能 原 子 核 内 部 的 运 动 核 能 能 以 多 种 形 式 存 在 于 自 然 界 ， 每 一 种 形 式 的 能对 应 于 一 种 运 动 形 式 。 一 、 能 的 转 移 与 转 化各 种 形 式 的 能 是 可 以 相 互 转 移 和 转 化 的 。 一 杯 放 在 桌 上 的 热 水 冷却 ， 此 过 程 热 水 的 内 能 消 失了 吗 ？ 能 量 转 移 了 ， 从 热

2、水 转 移 到 周 围 的 空 气中 去 了 。活 动 1： 能 量 的 转 移能 量 的 转 移 能 量 的 形 式 没 有 发 生 改 变 。 内 能 的 转 移 机 械 能 的 转 移 水 的 机 械 能 水 轮 机 的 机 械 能 电 能 的 转 移 机 械 能 转 化 为 电 能电 能 转 化 为 机 械 能活 动 2： 能 量 的 转 化 各 种 形 式 的 能 在 一 定 条 件 下 是 可 以 相 互 转 化 的 电 能 转 化 为 内 能太 阳 能 转 化 为 电 能 给 电 池 充 电 时 电 能转 化 为 化 学 能 。 电 池 放 电 时 化 学 能转 化 为 电 能

3、。 食 物 具 有 化 学 能 ， 我们 的 身 体 把 这 种 化 学 能 转化 成 为 维 持 生 命 所 必 须 的内 能 和 机 械 能 。风 能 转 化 为 电 能 核 电 站 发 电 时 的 能 量 转 化铀 核 裂 变 释 放 的 核 能 蒸 汽 的 内 能涡 轮 机 的 机 械 能 发 电 机 发 出 电 能 在 能 量 由 一 个 物 体 转 移 到 其 他 物 体 ， 或 由 一种 形 式 转 化 为 其 他 形 式 的 过 程 中 ， 其 数 量 方 面 有没 有 变 化 呢 ？ 交 流 与 合 作 在 电 动 机 提 升 物 体 的 过 程 中 ， 电 动 机 消 耗

4、了 什么 能 ？ 是 否 都 转 化 成 了 机 械 能 ？ 还 转 化 成 哪 些 形式 的 能 ？ 如 果 将 转 化 后 的 其 他 形 式 的 能 全 部 加 起 来 ，是 否 应 该 与 所 消 耗 的 电 能 相 等 ？ 掉 在 地 上 的弹 性 小 球 为 什么 越 跳 越 低 ? 你 认 为 这 样 的 永 动机 可 以 制 造 成 功 吗 ？ 我 国 有 句 俗 语 ： “ 既 要 马 儿 跑 ， 又 要 马 儿 不吃 草 。 ” 你 认 为 这 可 能 吗 ？ 为 什 么 ？ 为 了 满 足 生 产 、 生 活 对 动 力 日 益 增 多 的 需 要 ，历 史 上 曾 有

5、人 幻 想 制 造 一 种 机 器 ， 它 不 需 要 消 耗任 何 动 力 和 燃 料 ， 却 能 不 断 地 对 外 做 功 ， 这 种 机器 称 为 “ 永 动 机 ” 。 17 18世 纪 许 多 机 械 专家 就 已 经 论 证 了 永 动 机 是不 可 能 的 。 法 国 科 学 院 在 1775年 就 正 式 决 定 ， 不 再 研 究和 试 验 任 何 永 动 机 。 二 、 能 量 守 恒 定 律 能 量 既 不 能 创 造 ， 也 不 能 消 失 ， 它 只 能 从 一 种形 式 转 化 为 另 一 种 形 式 ， 或 者 从 一 个 物 体 转 移 到 另一 个 物 体

6、。 能 量 在 转 移 或 转 化 的 过 程 中 ， 能 的 总 量保 持 不 变 。 在 人 们 发 现 了 各 种 自 然 现 象 之 间 的 相 互 联 系 与转 化 和 确 立 了 永 动 机 的 不 可 能 性 之 后 ， 科 学 家 们 发现 了 能 量 守 恒 定 律 。 人 们 所 说 的 “ 消 耗 能 量 ” “ 利 用 能 量 ” “ 获得 能 量 ” 的 实 质 是 ： 能 量 相 互 转 移 或 转 化 的 过 程 。 能 量 守 恒 定 律 的 建 立 过 程 ， 是 人 类 认 识 自 然 的 一次 重 大 的 飞 跃 ， 是 哲 学 和 自 然 科 学 长 期

7、 发 展 和 进 步 的结 果 它 是 最 普 遍 、 最 重 要 、 最 可 靠 的 自 然 规 律 之 一 ，而 且 是 大 自 然 普 遍 和 谐 性 的 一 种 表 现 形 式 。 和 谐 美 是科 学 的 魅 力 所 在 。 恩 格 斯 曾 经 把 能 量 转 化 和 守 恒 定 律 称 为 “ 伟 大的 运 动 基 本 规 律 ” ， 认 为 它 的 发 现 是 19世 纪 自 然 科学 的 三 大 发 现 之 一 (另 两 个 发 现 是 细 胞 学 说 ， 达尔 文 的 生 物 进 化 论 )由 能 量 守 恒 定 律 可 知 ： 永 动 机 无 法 实 现 。 能 量 守 恒

8、 定 律 对 我 们 的 启 示 ： 工 程 技 术 的 任 务 ，在 于 设 法 找 出 合 理 利 用 能 源 的 途 径 ， 并 减 少 机 器 运转 过 程 中 不 必 要 的 能 量 损 耗 ， 而 不 是 去 研 制 永 远 无法 实 现 的 “ 永 动 机 ” 。 内 能 能 自 发 的 由 低 温 物体 向 高 温 物 体 转 移 吗 ？三 、 能 在 转 移 和 转 化 过 程 中 的 方 向 性 手 捧 热 水 袋 时 ， 手 和身 体 变 热 ， 热 水 袋 的 热 水温 度 会 降 低 。 在 这 种 内 能转 移 的 过 程 中 ， 内 能 总 是自 动 地 从 高

9、温 物 体 向 低 温物 体 转 移 。问 题 ： 木 材 燃 烧 能 将 水 烧开 。 当 水 渐 渐 凉 下 来 时 ，能 否 将 其 减 少 的 内 能 全部 复 原 为 化 学 能 吗 ？ 小 汽 车 的 动 力 来 自发 动 机 中 汽 油 的 燃 烧 。在 行 驶 中 汽 车 克 服 摩擦 ， 动 能 转 化 成 地 面 、车 轮 和 空 气 的 内 能 ，这 些 能 量 能 够 自 动 用来 再 次 开 动 汽 车 吗 ？ 能 量 的 转 化 和 转 移 过 程 是 有 方 向 性 的 。 在 能 源利 用 的 过 程 中 ， 即 在 能 量 的 转 化 和 转 移 过 程 中

10、， 能量 在 数 量 上 并 没 有 减 少 但 是 在 可 利 用 的 品 质 上 降低 了 ， 从 便 于 利 用 变 为 不 便 于 利 用 了 ， 成 为 “ 无 用的 能 量 ” 。 通 过 以 上 分 析 我 们 知 道 了 ：这 是 节 约 能 源 的 根 本 原 因 正 是 因 为 能 量 转 化 的 方 向 性 ， 能 量 的 利 用 受 着这 种 方 向 性 的 制 约 ， 所 以 能 量 的 利 用 是 有 条 件 的 ，也 是 有 代 价 的 。 1 下 列 说 法 中 正 确 的 是 （ ） A. 不 同 形 式 能 量 的 转 化 是 通 过 做 功 来 实 现 的

11、 B. 做 功 的 过 程 总 是 伴 随 着 能 量 的 变 化 C.某 种 形 式 的 能 量 增 加 10J， 一 定 有 其 他 形 式 的能 量 减 少 10J D. 某 个 物 体 的 能 量 减 少 10J， 一 定 有 其 他 物 体的 能 量 增 加 10J ABCDB 2 运 动 员 把 原 来 静 止 的 足 球 踢 出 去 ， 使 足 球获 得 100J的 动 能 。 则 在 运 动 员 踢 球 的 过 程 中 ， 运动 员 消 耗 的 体 能 （ ） A. 等 于 100J B. 大 于 100J C. 小 于 100J D. 无 法 确 定 本 课 小 结一 、 能 的 转 移 与 转 化能 量 在 转 移 和 转 化 过 程 中 ， 能 的 总 量 保 持 不 变三 、 能 在 转 移 和 转 化 过 程 中 的 方 向 性二 、 能 量 守 恒 定 律