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第第1414章章 内能的利用内能的利用14.314.3 能量的转化和守恒能量的转化和守恒拉长的橡皮筋拉长的橡皮筋你能说出下面物体都具有什么形式的能量吗？你能说出下面物体都具有什么形式的能量吗？山巅的危石山巅的危石运动的足球运动的足球西藏羊八井地热池西藏羊八井地热池 食食 物物 太阳光太阳光 一一.认识能量认识能量(2)(2)食食物物也也具具有有化化学学能能，人人们们的的生生活活、工工作作所所消消耗耗的的能能量量就就来来源源于于食食物物里储存的化学能里储存的化学能.化学能化学能(1)(1)燃燃料料的的燃燃烧烧是是一一种种化化学学变变化化，燃燃烧烧时时产产生生的的光光和和热热就就来来源源于于燃燃料料储储存的化学能存的化学能.机械能、内能、电能、光能、太机械能、内能、电能、光能、太阳能、生物能、原子能等阳能、生物能、原子能等.风风能能：地地球球表表面面大大量量空空气气流流动动所所产产生生的的动能动能太太阳阳能能：一一般般是是指指太太阳阳光光的的辐辐射射能能量量，在现代一般用作发电在现代一般用作发电生生物物能能：太太阳阳能能通通过过绿绿色色植植物物的的光光合合作作用用转转换换成成化化学学能能，储储存存在在生生物物体体内部的能量内部的能量常见的能量形式常见的能量形式 这些物体有什么能量？这些物体有什么能量？内能内能化学能化学能重力势能重力势能电能电能1.来回迅速摩擦双手来回迅速摩擦双手.2.用钢笔杆在头发或毛衣上摩擦后再靠用钢笔杆在头发或毛衣上摩擦后再靠近细小的纸片近细小的纸片.观察实验发生的现象，讨论发生了观察实验发生的现象，讨论发生了哪些能量转化？哪些能量转化？你还能举出一些你认为发生了能量你还能举出一些你认为发生了能量转化的例子吗？请说出你认为发生的能转化的例子吗？请说出你认为发生的能量转化量转化.想想做做想想做做 二二.能量的转化能量的转化 尝试一下，按图中给出的实例，尝试一下，按图中给出的实例，你能做些补充吗？你能做些补充吗？各种形式的能可以互相转化各种形式的能可以互相转化机械能转机械能转化为内能化为内能 机械能转机械能转化为电能化为电能电能转化为机械能电能转化为机械能电动机带动水泵把电动机带动水泵把地下水送到地面地下水送到地面水电站里水水电站里水轮机带动发轮机带动发电机发电电机发电钻木取火钻木取火光能转化光能转化为电能为电能化学能转化学能转化为内能化为内能光能转化光能转化为化学能为化学能植物吸收太阳光植物吸收太阳光进行光合作用进行光合作用燃料燃烧时发热燃料燃烧时发热光太阳能电池光太阳能电池 各种形式的能可以互相转化各种形式的能可以互相转化电能转化电能转化为机械能为机械能机械能转机械能转化为电能化为电能化学能转化学能转化为电能化为电能水果电池水果电池太阳能转化太阳能转化为化学能为化学能化学能转化学能转化为内能化为内能机械能转机械能转化为电能化为电能机械能转机械能转化为内能化为内能电动机电动机电能转化电能转化为机械能为机械能摩擦生电摩擦生电光能转化光能转化为内能为内能内能转化内能转化机械能机械能光能转化为光能转化为电能再转化电能再转化为机械能为机械能机械能转机械能转化为光能化为光能和内能和内能电能转化为电能转化为光能和内能光能和内能电解电解池池电能转化电能转化为化学能为化学能热机做功冲程热机做功冲程 化学能转化学能转化为内能化为内能再转化为再转化为机械能机械能化学能转化学能转化为光能化为光能和内能和内能钻木取火钻木取火机械能转机械能转化为内能化为内能内能转化为内能转化为机械能再转机械能再转化为电能化为电能地球上的能量主要来自太阳地球上的能量主要来自太阳 电灯发光时，电灯发光时，能转化能转化为为 能和能和 能能电电光光内内 植物通过光合作用把植物通过光合作用把_ _能转化能转化为为_ _能；植食性动物从植物中获取能；植食性动物从植物中获取的能量，转化为能和的能量，转化为能和_能；能；肉食性动物通过捕食植食性动物获取肉食性动物通过捕食植食性动物获取能量。能量。太阳太阳化学化学内内化学化学 列举实例：列举实例：内能，光能，机内能，光能，机械能，电能，化学能任意两者之械能，电能，化学能任意两者之间的转化？间的转化？1.内能转化为光能内能转化为光能:物体高温下发光物体高温下发光 2.2.内能转化为机械能内能转化为机械能:热机的做功冲程热机的做功冲程3.3.内能转化为电能内能转化为电能:热电站热电站7.7.光能转化为电能：光能转化为电能：Ba(OH)2+NH4Cl的反应（吸热）的反应（吸热）太阳热水器太阳热水器太阳帆（光照产生压强）太阳帆（光照产生压强）太阳能电池板太阳能电池板4.内能转化为化学能内能转化为化学能:5.5.光能转化为内能：光能转化为内能：6.6.光能转化为机械能：光能转化为机械能：8.8.光能转化为化学能：光能转化为化学能：9.9.机械能转化为内能：机械能转化为内能：摩擦生热摩擦生热10.10.机械能转化为光能：机械能转化为光能：（间接转化）（间接转化）11.11.机械能转化为电能：机械能转化为电能：发电机发电机AgBa见光分解见光分解电热毯电热毯 电灯泡电灯泡电动机电动机12.12.机械能转化为化学能：机械能转化为化学能：（间接转化）（间接转化）13.13.电能转化为内能：电能转化为内能：14.14.电能转化为光能：电能转化为光能：15.15.电能转化为机械能：电能转化为机械能：19.19.化学能转化为电能：化学能转化为电能：原电池原电池18.18.化学能转化为机械能：化学能转化为机械能：人运动人运动17.17.化学能转化为光能、内能：化学能转化为光能、内能：木炭燃烧木炭燃烧16.16.电能转化为化学能：电能转化为化学能：电流的化学效应电流的化学效应 电解电解NaClNaCl溶液溶液物体高温下发光物体高温下发光太阳热水器太阳热水器AgBr见光分解见光分解木炭燃烧木炭燃烧电解电解NaCl溶液溶液电动机电动机发电机发电机摩摩擦擦生生热热做功冲程做功冲程热电站热电站太阳能电池板太阳能电池板木炭燃烧木炭燃烧吸热化学反应吸热化学反应太阳帆太阳帆填一填填一填原电池原电池（间接转化）（间接转化）（间接转化）（间接转化）人运动人运动练一练练一练指出下列各种现象中，能量是如何指出下列各种现象中，能量是如何转化的？转化的？电风扇工作电风扇工作：_能转化为能转化为_能能.点燃的蜡烛点燃的蜡烛：_能转化为能转化为_能能.双手摩擦双手摩擦：_能转化为能转化为_能能白炽灯发光白炽灯发光：_能转化为能转化为_能能电电机械机械化学化学光光机械机械内内电电光光流流星星穿穿过过大大气气层层时时会会变变得得炽炽热热：_能转化为能转化为_能能机械机械内内将将一一块块冰冰放放在在地地面面上上拖拖，冰冰会会熔化熔化：_能转化为能转化为_能能机械机械内内 反复弯折一根铁丝，弯折部分反复弯折一根铁丝，弯折部分温度会升高温度会升高：_能转化为能转化为_能能机械机械内内机械机械内内机械机械电电内内机械机械 擦燃火柴擦燃火柴 ：_能转化能转化为为_能能 水电站发电水电站发电 ：_能转化能转化为为_能能 水蒸气对活塞做功水蒸气对活塞做功：_能能转化为转化为_能能 停止用力，秋千会越摆越低；掉在地停止用力，秋千会越摆越低；掉在地上的弹性小球会跳跃，但是越跳越低上的弹性小球会跳跃，但是越跳越低.讨论秋千和小球在运动中的能量转化讨论秋千和小球在运动中的能量转化.为什么它们的高度会逐渐降低？是否为什么它们的高度会逐渐降低？是否丢失了能量？丢失了能量？你认为减少的机械能到哪里去了？你认为减少的机械能到哪里去了？想想议议想想议议 秋千和小球在运动过程中动能秋千和小球在运动过程中动能和重力势能相互转化，但由于克服和重力势能相互转化，但由于克服摩擦做功，不断地有机械能转化为摩擦做功，不断地有机械能转化为内能，所以它们的高度会逐渐降低内能，所以它们的高度会逐渐降低.它们没有丢失能量，减少的机械能，它们没有丢失能量，减少的机械能，转化成了秋千、小球、周围空气等转化成了秋千、小球、周围空气等的内能的内能.大量事实表明大量事实表明，能量既不会凭空消灭，能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生，它只会从一种形式也不会凭空产生，它只会从一种形式转化转化为其他形式，或者从一个物体为其他形式，或者从一个物体转移转移到其他到其他物体，而在转化和转移的过程中，能量的物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量总量保持不变保持不变。能量守恒定律是自然界最普遍、最重要能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一。的基本定律之一。“消耗能量消耗能量”“”“利用能量利用能量”“”“获得能获得能量量”的实质是：的实质是：能量能量相互转化或转移相互转化或转移的过程的过程。三三.能量守恒定律能量守恒定律 当当人人造造地地球球卫星星从从近近地地点点向向远地地点点运运动时，它它的的高高度度 _，重重 力力势能能_，速速度度_，动能能_，机机 械械 能能总量不量不变。如如果果只只有有动能能和和势能能相相互互转化化，机机械械能能的的总和和不不变，也也就就是是说，机械能守恒。，机械能守恒。想想想想议议增加增加增大增大减小减小减小减小 分析一下，想象中分析一下，想象中的永动机会实现吗？的永动机会实现吗？据能量守恒据能量守恒定律可知，不会实定律可知，不会实现现想想想想议议1 1滑滑冰冰滑滑梯梯的的过过程程中中，能能量量是是怎怎样样转化的？遵守能量守恒定律吗？转化的？遵守能量守恒定律吗？讨讨 论论2有有人人曾曾设设想想制制造造一一种种不不需需要要动动力力就就能能源源源源不不断断地地对对外外做做功功的的机机器器，人人们们把把这这种机器叫种机器叫永动机永动机。这种机器有可能制成吗？这种机器有可能制成吗？一种设想中一种设想中的永动机的永动机 一定质量的水从箱中流出，冲击叶片做功，一定质量的水从箱中流出，冲击叶片做功，水对叶片做功为：水对叶片做功为：mgh，但叶片叶片转动过程中，但叶片叶片转动过程中要克服摩擦做功，使叶片得到的机械能要克服摩擦做功，使叶片得到的机械能 E叶片叶片 mgh；叶片的机械能传递给抽水机，同样，抽水；叶片的机械能传递给抽水机，同样，抽水机转动过程中克服摩擦要损失部分能量，搅动水机转动过程中克服摩擦要损失部分能量，搅动水的过程中也要损失能量，这样，抽水机抽起水的的过程中也要损失能量，这样，抽水机抽起水的质量为质量为 m，抽水机对水做功为，抽水机对水做功为 mghE叶片叶片 mgh，则，则 m m，说明这种，说明这种“永动机永动机”在工作在工作过程中，水箱内的水在不断地减少，一段时间后，过程中，水箱内的水在不断地减少，一段时间后，水箱中就会无水流出，从而停止工作。水箱中就会无水流出，从而停止工作。动手动脑学物理动手动脑学物理1.一一支支向向高高空空瞄瞄准准的的步步枪枪，扣扣动动扳扳机机后后射射出出一一颗颗子子弹弹，子子弹弹没没有有击击中中目目标标，最最后后下下落落陷陷在在土土地地中中.请请你你说说出出以以上上过过程程中中发发生生了哪些能量转化了哪些能量转化.扣动扳机时，火药的化学能转化为内能；子弹扣动扳机时，火药的化学能转化为内能；子弹没出枪膛时，内能转化为子弹的机械能（动能）；没出枪膛时，内能转化为子弹的机械能（动能）；子弹出枪口后的空中上升过程中，动能转化为重力子弹出枪口后的空中上升过程中，动能转化为重力势能，同时，子弹的部分机械能转化为内能；子弹势能，同时，子弹的部分机械能转化为内能；子弹在空中的下落过程中，重力势能转化为动能，同时，在空中的下落过程中，重力势能转化为动能，同时，子弹的部分机械能转化为内能；子弹落地后陷入土子弹的部分机械能转化为内能；子弹落地后陷入土地的过程中，子弹的机械能转化为内能地的过程中，子弹的机械能转化为内能.2.请请从从能能量量转转化化的的角角度度具具体体说说明明以以下下效效率的意义率的意义.某太阳能电池工作时的效率是某太阳能电池工作时的效率是16 某电动机工作的效率是某电动机工作的效率是83 某锂电池充电时效率是某锂电池充电时效率是99 某柴油机工作的效率是某柴油机工作的效率是35 某电热水器工作的效率是某电热水器工作的效率是87 某某太太阳阳能能电电池池工工作作的的效效率率是是 16，指指太太阳阳能能电电池池得得到到的的电电能能占占吸吸收收的的太太阳阳能能的的比例；比例；某某电电动动机机工工作作的的效效率率是是 83，指指电电动动机机输出的机械能占消耗电能的比例；输出的机械能占消耗电能的比例；某某锂锂电电池池充充电电时时的的效效率率是是 99，指指锂锂电电池贮存的化学能占消耗电能的比例；池贮存的化学能占消耗电能的比例；某某柴柴油油机机工工作作的的效效率率是是 35，指指柴柴油油机机输输出出的的有有用用机机械械能能占占柴柴油油完完全全燃燃烧烧放放出出热热量的比例；量的比例；某某电电热热水水器器工工作作的的效效率率是是 87，指指电电热热水水器提供给水的热量占消耗电能的比例；器提供给水的热量占消耗电能的比例；3.小小华华家家使使用用的的是是天天然然气气热热水水器器，该该热热水水器器的的铭铭牌牌标标明明了了它它的的热热效效率率，表表示示该该热热水水器器工工作作时时，天天然然气气完完全全燃燃烧烧所所消消耗耗的的化化学学能能，有有多多大大比比例例转转化化为为水水的的内内能能.小小华华尝尝试试估估测测该该热热水水器器的的热热效效率率，以以核核对对铭铭牌牌上上的的数数值值是是否否准准确确.他他把把家家里里自自动动洗洗衣衣机机的的“水水量量”设设置置为为40L，用用热热水水器器输输出出的的热热水水注注入入洗洗衣衣机机，当当注注入入水水的的体体积积达达到到40L时时洗洗衣衣机机便便会会自自动动停停止止注注水水.已已知知当当时时自自来来水水的的温温度度是是15，热热水水器器输输出出热热水水的的温温度度是是40，注注水水前前天天然然气气表表的的示示数数是是2365.89m3，注注水水后后变变为为2366.05m3，天天然然气气的的热热值值为为3.2107J/m3.请请你你估测该热水器的热效率估测该热水器的热效率.解：解：天然气放出的热量：天然气放出的热量：Q放放qV 3.2107J/m3(2366.05m3 2365.89)5.12106J 水吸收的热量：水吸收的热量：Q吸吸cmt cVt 4.2103J/(kg)1.0103kg/m3 40103m3(40 15)4.2106J 该热水器的效率：该热水器的效率：4.释释放放化化学学能能的的过过程程不不断断地地发发生生在在你你的的体体内内.食食物物也也是是一一种种“燃燃料料”，营营养养成成分分在在人人体体细细胞胞里里与与氧氧结结合合，提提供供细细胞胞组组织织所所需需的的能能量量.这这种种过过程程没没有有火火焰焰，但但化化学学能能同同样样可可以以转转化化为为内内能能，因因此此人人的的体体温温保保持持在在37左左右右.从从能能量量守守恒恒的角度说说，食物提供的化学能还转化为哪些能量？的角度说说，食物提供的化学能还转化为哪些能量？人人体体摄摄入入的的能能量量过过多多或或过过少少，都都有有损损于于健健康康.对对于于正正在在长长身身体体的的初初中中学学生生，每每天天应应该该摄摄入入多多少少能能量量？应应该该如如何何调调整整饮饮食食？查查阅阅资资料料、进进行行调调查查，写写一一篇篇科科学学报报告告，并并与与同学交流同学交流.食物提供的化学能还转化为人体运动的机械食物提供的化学能还转化为人体运动的机械能；食物的化学能还转化为人体内生物电的电能能；食物的化学能还转化为人体内生物电的电能.小小 结结 一一.认识能量认识能量 化学能、机械能、内能、电能、光能、化学能、机械能、内能、电能、光能、太阳能、生物能、原子能等太阳能、生物能、原子能等.二二.能量的转化能量的转化各种形式的能可以互相转化各种形式的能可以互相转化大量事实表明大量事实表明，能量既不会凭空消灭，能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生，它只会从一种形式也不会凭空产生，它只会从一种形式转化转化为其他形式，或者从一个物体为其他形式，或者从一个物体转移转移到其他到其他物体，而在转化和转移的过程中，能量的物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量总量保持不变保持不变。“消耗能量消耗能量”“”“利用能量利用能量”“”“获得能获得能量量”的实质是：的实质是：能量能量相互转化或转移相互转化或转移的过程的过程。三三.能量守恒定律能量守恒定律p经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量pStudyConstantly,AndYouWillKnowEverything.TheMoreYouKnow,TheMorePowerfulYouWillBe写在最后Thank You在别人的演说中思考，在自己的故事里成长Thinking In Other PeopleS Speeches，Growing Up In Your Own Story讲师：XXXXXX XX年XX月XX日
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