
第三节 能源:危机与希望

知识点一 能量转化与守恒定律 精练版P42
1.能量的转移
物理现象
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现象分析
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特征
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运动的球拍把球击飞
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球拍的动能转移为球的动能
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能量的形式保持不变
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用冰块给发烧病人降温
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人体的内能转移为冰块的内能
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探究归纳:像上面能量的形式没有变化,能量从一个物体传递给另一个物体的过程叫能量的转移。
2.能量的转化
物理现象
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能的转化
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水烧开后,水蒸气把壶盖顶起来
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内能转化为机械能
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水力发电
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水能转化为电能
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用电炉烧水
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电能转化为内能
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电灯发光
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电能转化为内能和光能
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蜡烛燃烧
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化学能转化为内能和光能
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给蓄电池充电
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电能转化为化学能
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来回迅速摩擦双手
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机械能转化为内能
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采集地热使汽轮机转动
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地热能转化为机械能
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运转中的电风扇
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电能绝大部分转化为机械能
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探究归纳:各种形式的能,在一定条件下可以互相转化,能量由一种形式转化为另一种形式的过程,叫能量的转化。
3.能量转移与转化的区别
若能量的形式没有发生改变,只是从一个物体传递给另一个物体,或者从同一物体的一部分传递到另一部分的过程是能量的转移,如:在热传递过程中,内能从高温物体转移到低温物体,或者从同一物体的高温部分转移到低温部分;水流推动水轮机转动,水的机械能转移到了水轮机上。若前后能的形式发生变化,则这个变化的过程就叫能量的转化,如:电动机工作时,把电能转化为机械能等。
4.能量转化与守恒定律
能量既不会凭空消失,也不会凭空产生,它只会从一种形式转化为其他形式,或者从一个物体转移到其他物体,而在转化和转移的过程中,能量的总量保持不变。这就是能量转化与守恒定律。
无论发生能量转化还是转移,能量的总量是不变的。例如:汽车在刹车时,汽车的速度逐渐减小并最终停止,它的机械能减少了,但总的能量并没有消失。汽车能够刹车是由于与地面间存在摩擦,在刹车过程中,由于摩擦生热,使轮胎温度升高。内能增加,也就是汽车在刹车时,它的机械能转化成了内能,轮胎内能增大后,温度升高,高于周围空气温度,轮胎对空气放热,轮胎上的部分内能又转移到空气中,直至轮胎温度与空气温度相同。
5.能量转移和转化的方向性
(1)电影、电视根据剧情的需要,可以通过技术处理使植物生长、开花的次序逆向,但在现实中这是不可能的。自然界中各种事物的发展过程是有方向性的。
(2)冬天,我们利用暖气取暖,内能从暖气中的热水转移到室内空气,但是我们却无法使内能从室内空气再转移到热水中。一般情况下,内能只能自发地从高温物体转移到低温物体,不能反向进行。否则就会引起其他的变化,消耗别的能。
(3)汽车制动时,汽车的动能转化为轮胎、地面和空气的内能,这些能量能够自发地用来再次驱动汽车吗?显然不能,这些能量虽然没有消失,但是我们却不能再利用它。
结论:能量的转移和转化具有方向性。
6.永动机是不可能制成的,永动机是一种可以不消耗能量,就可以永远地运动下去,并连续不断地做功的机器,它的设计与制作尽管十分巧妙,但由于违背科学规律,一个个都失败了,永动机的失败从反面证明了能量转化与守恒定律的正确性。
例1 关于能量的转化和转移,下列说法错误的是( )
A.电池充电,电能转化为化学能
B.暖瓶塞被热气冲开,机械能转化为内能
C.电动机工作,电能转化为机械能
D.摩擦生热,机械能转化为内能
解析:暖瓶塞被热气冲开,是暖瓶内空气受热膨胀对瓶塞做功,把内能转化为机械能,故B选项错误,A、C、D选项都正确。
答案:B
知识点二 能量与能源 精练版P42
1.自然界中的能量
(1)能量的存在形式:能量是与物质及其运动相联系的。对应于不同形式的运动,有不同形式的能量,根据其特点可大致分为机械能、电磁能、内能和化学能等。
(2)能量可以从一个物体转移到另一个物体,也可以从一种形式转化成另一种形式。
2.能源危机