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明析物理,模型解题,单击此处编辑母版文本样式,明析物理,模型解题,明析物理,模型解题,第四节,能源与可持续发展,人教,2019,版 必修,3,第十二章,明析物理模型解题第四节 能源与可持续发展人教2019版 必,化学能,转化为,内能和机械能,风能,转化为,电能,一、能的转移和转化,新知讲授,化学能转化为内能和机械能风能转化为电能一、能的转移和转化新知,重力势能,转化为,电能,电能,转化为,机械能,一、能的转移和转化,新知讲授,重力势能转化为电能电能转化为机械能一、能的转移和转化新知讲授,电能,转化为,内能,太阳能,转化为,电能,一、能的转移和转化,新知讲授,电能转化为内能太阳能转化为电能一、能的转移和转化新知讲授,光能,转化为,化学能,化学能,转化为,电能,一、能的转移和转化,新知讲授,光能转化为化学能化学能转化为电能一、能的转移和转化新知讲授,指出下列现象中能量的转化或转移情况：,（,1,）人在跑步时，身体发热（）,（,2,）风吹动帆船前进（）,（,3,）放在火炉旁的冷水变热（）,（,4,）电流通过灯泡，灯泡发光（）,（,5,）植物进行光合作用（）,化学能,转化,为内能,风的机械能,转移,到帆船上,内能由火炉,转移,给水,电能,转化,为光能,光能,转化,为化学能,课堂练习,指出下列现象中能量的转化或转移情况：化学能转化为内能风的机械,：能量的形式没改变,：能量的形式发生变化,能量转移,能量转化,无论能量发生转移还是转化，总能量保持不变,能量变化,二、能量守恒定律,新知讲授,：能量的形式没改变：能量的形式发生变化能量转移能量转化无论能,能量既不会,凭空产生,，也不会,凭空消失,，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，而在转化或转移过程中，能量的,总量保持不变,。,二、能量守恒定律,新知讲授,能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式,二、能量守恒定律,永动机是不可能制成的,永动机：,不消耗任何能量，却可以源源不断地对外做功，这种机器叫,永动机。,（人们把这种,不消耗能量,的永动机叫,第一类永动机）。,新知讲授,二、能量守恒定律永动机是不可能制成的永动机：不消耗任何能量，,二、能量守恒定律,永动机是不可能制成的,磁力永动机,滚珠永动机,软臂永动机,螺旋永动机,水塔式永动机,新知讲授,二、能量守恒定律永动机是不可能制成的磁力永动机滚珠永动机软臂,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。,永动不可能制成的原因：,根据能量守恒定律，任何一部机器，只能使能量从一种形式转化为另一种形式，而不能无中生有地制造能量，因此第一类永动机是不可能制成的。,二、能量守恒定律,新知讲授,1718世纪许多机械专家就已经论证了永动机是不可能,1.,能量守恒定律同生物进化论、细胞的发现被恩格斯誉为,19,世纪的三个最伟大的科学发现。,2.,能量守恒定律是在无数实验事实的基础上建立起来的，是自然科学的普遍规律之一。,3.,自然界一切已经实现的过程都遵守能量守恒定律。凡是违反能量守恒定律的过程都是不可能实现的，例如“永动机”只能以失败而告终。,4.,机械能守恒定律只是能量守恒定律的特例。,能量守恒定律的意义：,二、能量守恒定律,新知讲授,1.能量守恒定律同生物进化论、细胞的发现被恩格斯誉为19世纪,例,1.,下列对能的转化和守恒定律的认识正确的是（）,A.,某种形式的能减少，一定存在其他形式的能增加,B.,某个物体的能量减少，必然有其他物体的能量增加,C.,不需要任何外界的动力而持续对外做功的机器,永动机是不可能制成的,D.,石子从空中落下，最后静止在地面上，说明机械能消失了,ABC,典例剖析,例1.下列对能的转化和守恒定律的认识正确的是（）,例,2.,一个物体沿粗糙斜面匀速滑下，则下列说法正确的是（）,A,.,物体机械能不变，内能也不变,B,.,物体机械能减小，内能不变,C,.,物体机械能减小，内能增大，机械能与内能总量减小,D,.,物体机械能减小，内能增大，机械能与内能总量不变,D,例2.一个物体沿粗糙斜面匀速滑下，则下列说法正确的是（,思考与讨论,既然能量是守恒的，不可能消灭，,为什么我们还要节约能源？,三、能量转化和转移的方向性,燃料燃烧时一旦把自己的热量释放出去，它就不会再次自动聚集起来供人类重新利用，电池中的化学能转化为电能，它又通过灯泡转化成内能和光能，热和光被其他物质吸收后变为周围环境的内能，我们无法把这些内能收集起来重新利用。这种现象叫做,能量的耗散,。,新知讲授,思考与讨论既然能量是守恒的，不可能消灭，三、能量转化和转移的,三、能量转化和转移的方向性,可以看出，由于取暖和使用电器，室内温度比室外高。热量散失到室外后，不能回收重新利用。,一座房屋的红外线照片,新知讲授,三、能量转化和转移的方向性 可以看出，由于取暖和使用电,三、能量转化和转移的方向性,能量耗散与能量守恒是否矛盾，该怎样理解？,能量耗散和能量守恒并不矛盾，能量耗散表明，在能源利用的过程中，即在能量的转化过程中，能量在数量上并没有减少。但是可利用的品质上降低了，从便于利用变为不便于利用了。这是节约能源的根本原因。,这说明能量的耗散从能量转化的角度反映出自然界中,宏观过程的方向性,。,新知讲授,三、能量转化和转移的方向性 能量耗散与能量守恒是否矛盾,内能总是自发地,从高温物体向低温物体,转移,而不会自发的由低温物体向高温物体转移,三、能量转化和转移的方向性,新知讲授,内能总是自发地从高温物体向低温物体转移三、能量转化和转移的方,机械能可以全部转化为内能,而内能不可全部转化为机械能而不引起其他变化,热机的效率不可能,100%,例如：一辆行驶的小轿车，燃料燃烧产生的内能有,37,%,通过发动机散热系统排除，,37,%,直接由排气管排出，有,26,%,变为发动机输出的机械能。,三、能量转化和转移的方向性,新知讲授,机械能可以全部转化为内能例如：一辆行驶的小轿车，燃料燃烧产生,1.,能量的耗散从能量转化的角度反映出自然界中宏观过程的方向性。,正是因为能量转化的方向性，能量的利用受这种方向性的制约，所以能量的利用是有条件的，也是有代价的。,三、能量转化和转移的方向性,2.,能源危机的含义,在能源的利用过程中，即在能量的转化过程中，能量在数量上,并未减少,，但在可利用的品质上,降低,了，从便于利用的变成,不便于利用,的了,。,3.,能量转化的方向性与节约能源的必要性,能量耗散,反映了能量转化的宏观过程具有方向性，所以能源的利用是有条件的，也是有代价的，所以自然界的能量虽然,守恒,，但还是很有必要节约能源,。,新知讲授,1.能量的耗散从能量转化的角度反映出自然界中宏观过程,（1）从人类开发能源的历史划分,常规能源：如煤、石油、天然气、水能等,新能源：如核能、风能、太阳能、地热能、海洋能等,（2）从使用分类,一次能源：如煤、石油、天然气、水能、风能、生物质能、海洋能等,二次能源：如电能、氢能、焦炭等,四、能源的分类与应用,新知讲授,（1）从人类开发能源的历史划分常规能源：如煤、石油、天然气,（3）从能否再生分类,可再生能源：如水能、风能、潮汐能等,不可再生能源：如石油、煤等,（4）从对环境的影响分类,清洁能源：如太阳能、风能等,非清洁能源：如煤、石油、天然气等,四、能源的分类与应用,新知讲授,（3）从能否再生分类可再生能源：如水能、风能、潮汐能等不,五、能源与社会发展,1.,柴薪时期,出现年代：五六十万年前,火的使用是人类在能源利用上的第一个里程碑，它使人类脱离了茹毛饮血的时代。,人类利用能源大致经历了三个时期，即柴薪时期，煤炭时期，石油时期。,新知讲授,五、能源与社会发展 1.柴薪时期 火的使用是人类,五、能源与社会发展,2.,煤炭时期,出现年代：,2000,年前,蒸汽机的广泛使用，带动了工业革命和资本主义社会的成长。,人类利用能源大致经历了三个时期，即柴薪时期，煤炭时期，石油时期。,新知讲授,五、能源与社会发展 2.煤炭时期 蒸汽机的广泛使,五、能源与社会发展,3.,石油时期,出现年代：,19,世纪,80,年代,内燃机的发展推动了,19,世纪末，,20,世纪初开始的机械化和电气化进程。,人类利用能源大致经历了三个时期，即柴薪时期，煤炭时期，石油时期。,新知讲授,五、能源与社会发展 3.石油时期 内燃机的发展推,科学是可以解答的艺术！,科学是可以解答的艺术！,26,
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