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自然界中存在著各種各樣的能量，它們之間在一定條件下會發生相互轉化，能量的轉化遵循怎樣的規律呢？
第三節
第3節 能量的轉化和守恒
第十四章 內能的利用
1.了解各種形式的能量是可以相互轉化的。
2.掌握在轉化的過程中，能量的總量是保持不變的。
3.能夠舉出日常生活中能量守恒的實例。
4.具有用能量守恒的觀點分析物理現象的意識。
學習目標
拉長的橡皮筋
　　你能說出下面物體都具有什么形式的能量嗎？
山巔的危石
運動的足球
西藏羊八井地熱池
食 物
太陽光
彈性勢能
重力勢能
動能
內能
化學能
太陽能
常見的能量形式有：
機械能、內能、電能、光能、太陽能、生物能、原子能等。
水能
電能
化學能
煤炭、液化石油氣
奔騰的江河
電流
知識點 1 能量的轉化和轉移
1. 能量的存在形式
能量有多種存在形式，如機械能，內能，電能，化學能，光能，核能，潮汐能等。
機械能
內能
化學能
太陽能
電能
物體具有的動能和勢能之和
電所具有的能做功的能
物體內所有分子動能和分子勢能的總和
機械能
電能
內能
能量的常見存在形式
化學能
光能
其他能量的形式
物質發生化學變化時釋放出來的能量
光所具有的能量
如：風能、核能、潮汐能等
2. 能量的轉化
植物吸收太陽光進行光合作用
水電站里水輪機帶動發電機發電
機械能轉
化為電能
電閃雷鳴
太陽能轉
化為化學能
電能轉化為機械能、光能
光能轉化為電能
電能轉化為內能
風能轉化為電能
光伏發電
微波爐
風力發電
電能轉化為化學能
核能轉化為機械能
手機充電
核電站
原子彈爆炸
核能轉化為電能
2. 能量的轉化
在一定條件下，一種形式的能量轉化成另一種形式的能量，這種現象叫做能量的轉化。
自然界中各種形式的能，在一定條件下都可以相互轉化。
電動機
發電機
光合作用
燃燒物質
太陽照射
熾熱發光
電加熱
地熱發電
摩擦生熱
蒸汽機
放熱反應
吸熱反應
燃料燃燒是將________轉化為______。
化學能
內能
鉆木取火是將________轉化為______。
機械能
內能
植物吸收太陽光進行光合作用是______轉化為________。
化學能
光能
水電站利用水輪機帶動發電機是將________轉化為______。
機械能
電能
觀察實驗發生的現象，討論發生了哪些能量轉化？
(1)來回迅速摩擦雙手；
手會發熱，機械能轉化為內能；
(2)黑塑料袋內盛水，插入溫度計后系好袋口，放在陽光下；
一會兒溫度計示數升高，光能轉化為內能；
(3)．將太陽能電池連在小電扇上，并使它對著陽光；
小電扇會轉動起來，光能轉化為電能再轉化為機械能；
(4)．用鋼筆桿在頭發或毛衣上摩擦后再靠近細碎的紙片。
鋼筆會發熱，并同時吸引小紙片，機械能轉化為電能及內能;
壺中水溫度升高，內能變大，其能量直接來源于哪里？
3. 能量的轉移
能量可以從一個物體轉移到另一個物體，也可以從物體的一部分轉移到另一部分。
例如，在熱傳遞過程中，內能從高溫物體轉移到低溫物體或從物體的高溫部分轉移到低溫部分，這屬于能量的轉移。
水的機械能轉移到了水車上，
能量的形式沒有變化
4. 能量的轉化與轉移有本質區別
（雙選）下列現象中，發生能量轉化的是（ ）
A．壺蓋被水蒸氣推得上下跳
B．往熱水里加冷水
C．用熱水袋焐手
D．用電熱水壺燒水
A D
內能轉化為機械能
能量的轉移
電能轉化為內能
知識點 2 能量守恒定律
1. 能量守恒定律
掉落的彈性小球會
跳起，但是越跳越低
停止用力，秋千會
越擺越低
它們的高度降低，說明機械能減少了，但能量并沒有丟失，實際上是由于克服空氣阻力做功，把一部分機械能轉化為了內能。
（1）內容：能量既不會憑空消滅，也不會憑空產生，它只會從一種形式轉化為其他形式，或者從一個物體轉移到其他物體，而在轉化和轉移的過程中，能量的總量保持不變。
能量守恒定律
（2）理解：
①能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一，所有能量轉化的過程，都服從能量守恒定律。
②能量守恒定律包括“能量轉化”和“能量轉移”兩個方面。
根據能量守恒定律，在分析自然現象時，如果發現某種形式的能量減少，一定能找到另一種形式的能量增加；反之，當某種形式的能量增大時，也一定可以找到另一種形式的能量減少。
如圖是一種設想中的永動機，它通過高處的水流沖擊葉片，葉片的轉動用來對外做功，同時帶動抽水器從低處將水抽到高處，從而循環工作。
物理現象（摘取原文） 物理知識
① 重力勢能轉化為動能
② 人們利用打磨輪打磨工件
（1）按要求填寫表中空白。
水流下來沖擊葉輪轉動
機械能轉化為內能
2. 永動機
如圖是一種設想中的永動機，它通過高處的水流沖擊葉片，葉片的轉動用來對外做功，同時帶動抽水器從低處將水抽到高處，從而循環工作。
（2）這個設想曾得到不少人的贊許，并把這個
裝置譽為“永動機”。那么，這個裝置真的能“永動”嗎？為什么？
（2）不能；不遵循能量守恒。
設想中的永動機
能量守恒定律使人們認識到：
任何一部機器，只能使能量從一種形式轉化為其他形式，而不能無中生有地制造能量。因此，根本不可能制造出永動機。
實際上，這種永動機 （選填“能夠”或“不能夠”）永遠工作下去。因為能量既不會憑空消滅，也不會憑空產生，它只會從一種形式 ______為其他形式，或者從一個物體 到其他物體，而在這兩個過程中，能量的總量保持不變。
永動機真的存在嗎？有人設計出如圖所示的“永動機”。
不能夠
轉化
轉移
3. 能量轉移和轉化的方向性
有人認為：既然能量是守恒的，那我們既沒有必要節約能源了，因為能量的總和不會變少
1. 下列事例中只有能量轉移的是（　?。?br/>A．人在火爐旁取暖
B．滾動的鉛球在地面上慢慢停下來
C．火藥燃燒
D．運載衛星的火箭由地面起飛
A
鉛球停下來是因為受到摩擦力的作用，克服摩擦力做功，把機械能轉化為內能，屬于能的轉化
化學能轉化內能
燃料燃燒的化學能轉化為內能再轉化為機械能
2. （黑龍江中考）生活中能量轉化的實例很多，下列描述中正確的是（　　）
A．摩擦生熱是把內能轉化為機械能
B．燃料燃燒放熱是把內能轉化為化學能
C．電動機帶動水泵把水送到高處是把電能轉化為機械能
D．摩擦起電是把電能轉化為機械能
C
機械能轉化為內能
化學能轉化為內能
機械能轉化為內能
3. 下列關于能量轉化的說法中不正確的是（　?。?br/>A．洗衣機工作時，電能主要轉化為機械能
B．汽車勻速下坡時，重力勢能轉化為動能
C．綠色植物的光合作用將光能轉化為化學能
D．太陽能電池板將太陽能轉化為電能
B
4.（湘西州中考）關于能量守恒定律的下列說法中，正確的是（　?。?br/>A．能量既可以憑空消失
B．能量也可以憑空產生
C．熱機的工作過程不遵循能量守恒定律
D．能量轉化和轉移過程中，能量的總量保持不變
D
能量之間可以相互轉化
轉移和轉化的過程中，能量的總量是守恒的
依據能量守恒定律，永動機不可能實現
教材習題
1.一支向高空瞄準的步槍，扣動扳機后射出一顆子彈，子彈沒有擊中目標，最后下落陷在土地中。請你說出以上過程中發生了哪些能量轉化？
步槍發射子彈時，火藥燃燒，將化學能轉化為內能；然后內能再轉化為子彈的機械能，使子彈獲得很大的速度；子彈在空中飛行過程中，子彈與空氣摩擦，克服摩擦力做功，將機械能轉化為內能；子彈陷入土地的過程中，克服阻力做功，將機械能轉化為內能。
教材習題
2.請從能量轉化的角度具體說明以下效率的意義。
●某太陽能電池工作的效率是16%
●某電動機工作的效率是83%
●某鋰電池充電時的效率是99%
●某柴油機工作的效率是35%
●某電熱水器工作的效率是87%
（1）太陽能電池工作時所吸收的太陽能有16%轉化為電能；
（2）電動機工作時所消耗電能的83%轉化為機械能使電動機轉動；
（3）鋰電池充電時所消耗電能的99%轉化為化學能儲存在電池中；
（4）柴油機工作時，柴油完全燃燒放出熱量的35%被有效利用，轉化為機械能；
（5）電熱水器工作時消耗電能的87%轉化為內能，使水的溫度升高。
教材習題
3.小華家使用的是天然氣熱水器，該熱水器的銘牌標明了它的熱效率，表示該熱水器工作時，天然氣完全燃燒所消耗的化學能，有多大比例轉化為水的內能。小華嘗試估測該熱水器的熱效率，以核對銘牌上的數值是否準確。他把家里自動洗衣機的‘水量”設置為40L，用熱水器輸出的熱水注入洗衣機，當注入水的體積達到40 L時洗衣機便會自動停止注水。已知當時自來水的溫度是15。C，熱水器輸出熱水的溫度為40°C，注水前天然氣表的示數是2365.89 m',注水后變為2 366.05 m'，天然氣的熱值為3.2x107J/m'。請你估測該熱水器的熱效率。
82%
解析：洗衣機中注入熱水的質量m=ρV=1.0×103 kg/m3×40×10-3 m3=40 kg，將自來水加熱過程中水吸收的熱量Q吸=cm(t-t0)=4.2×103 J/(kg·℃)×40 kg×(40 ℃-15 ℃)=4.2×106 J；在此過程中消耗天然氣的體積V=V2-V1=2 366.05 m3-2 365.89 m3=0.16 m3，天然氣完全燃燒放出的熱量Q放=qV=3.2×107 J/m3×0.16 m3=5.12×106 J，則該熱水器的熱效率約為η=Q吸Q放=4.2×106 J5.12×106 J≈82%。
教材習題
4.釋放化學能的過程不斷地發生在你的體內。食物也是一種“燃料”，營養成分在人體細胞里與氧結合，提供細胞組織所需的能量。這種過程沒有火焰，但化學能同樣可以轉化為內能，因此人的體溫保持在37 °C左右。從能量守恒的角度說說，食物提供的化學能還轉化為哪些能量 人體攝入的能量(營養師常稱之為熱量)過多或過少，都有損于健康。對于正在長身體的初中學生，每天應該攝入多少能量 應該如何調整飲食 查閱資料、進行調長身體的初中學生，每天應該攝入多少能量 應該如何調整飲食 查閱資料、進行調查，寫一篇科學報告，并與同學交流。
能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一。人吃食物，把食物儲藏的能量轉化為人的內能，使人保持體溫；內能轉化為機械能，使人能夠進行日?；顒?，能夠走、跑、跳，能夠說話、唱歌，維持呼吸、心跳、血液流動等。人的一切生理活動都需要能量，沒有食物提供的能量，人就無法生存。

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