資源簡介

第3章能量的轉化與守恒
3.1能量的相互轉化
學習指要
一、知識要點
1．各種形式的能量：電能、熱能、化學能、生物能、機械能(包括動能和勢能)、光能、太陽能、水能、風能、核能、地熱能、潮汐能等。
2．能量的相互轉化實質上是能量的轉移或轉化過程，包括“消耗能量”“利用能量”和“獲得能量”。
二、重要提示
1．能量的轉化是普遍存在的，如動能可以轉化為勢能，化學能可以轉化為電能，生物能可以轉化為勢能，電能可以轉化為光能和熱能等。
2．常見物質中，溶解時溶液溫度升高的有氫氧化鈉、濃硫酸等，溶解時溶液溫度降低的有氯化銨、硝酸銨等。
科學廣場
向地球要熱
地球是一個巨大的熱庫。地球中心——地核的溫度在3700℃～4500℃之間，如果人們真的能乘坐地下火箭”去地核探險，必須穿上絕熱材料制作的防護衣并且戴上深色墨鏡。因為那里可以說是一片火海了。
地球內部的熱量主要是地球內放射性元素衰變時釋放出來的。這些放射性元素每年要放出27.3萬億億焦耳的熱。但是，地殼是熱的不良導體，阻礙著地熱外流，每年平均只有8.4萬億億焦耳的熱散發到宇宙空間，其余的內能就儲存在巨大的地下熱庫里了。
有人估計，僅陸地部分地面以下3千米之內的地殼，它的地熱能儲量大約相當于l40萬億噸標準煤，是全世界煤炭遠景儲量的13倍以上。我國已經發現的溫泉有兩千多處，地下熱水溫度大多在60℃以上。個別地方甚至達到l00℃～l40℃呢!
利用地熱發電，是開發地熱的好辦法。在我國的西藏高原，有一個羊八井地熱區，地熱電廠擔負著拉薩市一部分電力供應。電廠用過的熱水冷卻后可以游泳。遠處是白色的雪山，近處是熱氣騰騰的溫泉浴池，看起來別有一番感受，如圖3—1所示。
直接把地下熱水取來供暖，也是開發地熱的一種好辦法。北京市區已經開發了多處地熱井，直接用來冬季供暖。
地熱是一種新能源，怎樣利用地熱，還是一個正在探索的重大課題。
解題指導
【例l】請將對應的能量轉化情況(前端用字母表示)的字母填在相應的現象(前端用數字表示)后的橫線上。
(1)水力發電 ；(2)電動水泵抽水到屋頂 ；(3)利用火箭發射人造衛星 ；(4)萬物生長靠太陽 。
A．太陽能(光能)轉化為化學能
B．化學能轉化為熱能再轉化為機械能
C．水能(機械能)轉化為電能
D．電能轉化為水能(機械能)
【解析】水力發電是利用水流來推動水輪機及發電機，消耗了水能(機械能)，得到了電能。電動水泵抽水到屋頂是利用電流通過水泵，促使風葉運轉，帶動水流運動，消耗了電能，得到了水能(機械能)。利用火箭發射人造衛星時，火箭里的燃料燃燒，產生了大量的熱，化學能減少，熱能增加；劇熱的氣體將推動火箭向上運動，熱能減少，機械能增加。萬物生長靠太陽，消耗了太陽能(光能)，發生了光合作用，獲得了化學能。
【答案】 (1)C (2)D (3)B (4)A
【例2】下列關于能量轉化的實例和分析，你認為正確的是 ( )
A．水輪機帶動發電機發電——電能轉化為機械能
B．燃料燃燒——化學能轉化為內能
C．鉆木取火——內能轉化為機械能
D．給蓄電池充電——化學能轉化為電能
【解析】發電機發電是將機械能轉化為電能；鉆木取火是將機械能轉化為內能；蓄電池充電是將電能轉化為化學能儲存起來。燃料具有化學能，燃燒時將化學能轉化為內能。
【答案】B
同步訓練 A組
1．長江三峽水電站建成后裝機容量將達到l820萬千瓦，這些電能最終來源于 ( )
A．水的勢能 B．水的動能 C．太陽能 D．水本身具有的能量
2．自然界中，各種形式的能量都不是孤立的，不同形式的能量會發生轉化和轉移。下列過程是能量轉化還是轉移?請在括號內注明。
(1)金屬湯匙插入開水中，金屬柄會燙手。 ( )
(2)用煤氣灶燒水，水被燒開。 ( )
(3)冬天在戶外曬太陽，全身會熱起來。( )
(4)手電筒開關打開，電燈發光。 ( )
3．小明的爸爸有一把能充電的剃須刀，充電時能轉化為 能，當小明的爸爸在使用
剃須刀時 能轉化為 能。
4．“神舟八號”飛船于2011年11月17日晚返回地面，為防止飛船從太空返回地面的過程中因高溫而損壞，飛船的表面層用耐高溫材料制成。飛船表面層溫度升高，你認為其中發生的能量轉化主要是 ( )
A．化學能轉化為內能 B．機械能轉化為化學能
C．內能轉化為機械能 D．機械能轉化為內能
5．2011年9月29日21時16分3秒，“天宮一號”在酒泉衛星發射中心成功發射，這是中國第一個目標飛行器。火箭發射時燃氣燃燒產生的熱能轉化為火箭的 能，“天宮一號”與火箭分離后，便打開了太陽能電池帆板，太陽能電池帆板是為“天宮一號”提供能源的裝置，它的作用是將 能直接轉化為 能。
6．小明同學將能量的轉化及常見的例子進行連線，其中錯誤的一組是 ( )
A．機械能轉化為內能——用磨刀石磨刀
B．光能轉化為化學能——植物的光合作用
C．電能轉化為內能——電爐工作
D．機械能轉化為電能——電動機
7．如圖所示是一種在陽光下能不斷搖擺的塑料小花。花盆表面的太陽能電板在光照下，產生電流驅動電動機，使小花左右擺動。下列有關該小花擺動過程中能量轉化的描述正確的是 ( )
A．葉片將光能轉化為化學能
B．電動機將機械能轉化為電能
C．太陽能電池板將太陽能轉化為電能
D．小花將動能轉化為化學能
8．日常生活中常見的用電設備有：電茶壺、白熾燈、電風扇、洗衣機、電飯鍋等。請你從中選出能量轉化形式不同的兩種用電器，并填入下表：
用電器名稱
主要的能量轉化
9．請分析回答下列有關能量形式的問題：
(1)某品牌變色眼鏡(如圖①)的鏡片在強光下會變成暗棕色，當光線變暗時，鏡片幾乎變成無色透明。原來，變色眼鏡是在普通鏡片中加入了適量的 溴化銀和氧化銅的微晶粒。當強光照射時，溴化銀分解為銀和溴，使鏡片呈現暗棕色。此過程中，光能轉化成 能。
(2)干電池是生活中常用的電池，它是把能轉化成電能。
(3)如圖②所示為一輛行駛中的太陽能汽車，該車的頂部裝有由硅晶制成的太陽能電池板，它將太陽能轉化為電能，電能再轉化為 能。
同步訓練 B組
10．市面上出售一種裝有太陽能電扇的帽子(如圖所示)。在陽光的照射下，小電扇快速轉動，能給炎熱的夏季帶來一絲涼意。該裝置的能量轉化情況是 ( )
A．太陽能一電能一機械能 B．太陽能一機械能一電能
C．電能一太陽能一機械能 D．機械能一太陽能一電能
11．閱讀下面的短文，然后回答問題。
光電池是一種將光能轉化為電能的電池。硅光電池(如圖甲)是一種典型的光電池，它的主要部分用硅制成。這種電池性能穩定，使用壽命長，已廣泛應用在電子計算器(如圖乙)、收音機、玩具等小型電器中。在人造衛星和其他太空儀器上也常用硅光電池作為電源。但由于目前生產光電池的成本高，而且能量轉化效率較低，這些原因都限制了它的應用范圍。
(1)光電池是一種將 能轉化為能的電池。
(2)硅光電池的優點是 ；不足之處是 。
(3)與普通化學電池相比，你認為光電池還有什么優點?
參考答案
第3章能量的轉化與守恒
3.1 能量的相互轉化
1．C 2．(1)能的轉移 (2)能的轉化 (3)能的轉移 (4)能的轉化 3．電化學化學動 4．D 5．機械 太陽 電 6．D 7．C 8．略 9．(1)化學 (2)化學 (3)機械 l0．A[解析：因受到陽光照射，說明利用了太陽能，通過太陽能電池板將太陽能轉化為電能，而電動機將電能轉化為機械能。] 11．(1)光 電 (2)性能穩定、使用壽命長成本高、能量轉化率低 (3)廢棄的光電池不會污染環境

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