14.3 能量的转化和守恒（原卷版）.docxVIP

第十四章内能的利用

第3节能量的转化和守恒

学习目标

学习目标

1.了解能量及其存在的多种形式。

2.知道能量的转移和转化，能解释一些常见现象中能量转化的过程。

3.理解能量守恒定律，有用能量守恒定律的观点分析物理现象的意识，体会能量守恒定律的普适性。

0

02

预习导学

一、能量的转化：

1.能量的转化实例：

实例

能量转化

实例

能量转化

摩擦生热

机械能→内能

光合作用

光能→化学能

发电机发电

机械能→电能

燃料燃烧

化学能→内能

电动机转动

电能→机械能

电池供电

化学能→电能

2.能量的转化和转移区分：

（1）能量的转化：一种能量形式转化为另一种能量形式，比如说光能转化为热能；

（2）能量的转移：是一个物体的能量转移到另一个物体上，能量性质不娈；

3.能量的转移与转化具有方向性：

（1）能量转化和转移其实指的就是热传导，根据热力学第二定律的内容，热传导的过程是有方向性的。这个过程可以向一个方向自发地进行，但是向相反的方向却不能自发地进行，因此能量的的转化和转移具有方向性。

（2）能量转化和转移需要逆向进行时，需要外界的干扰。

例如：热量的传递可以自发的从高温物体传向低温物体，而不能自发的从低温物体传向高温物体。

但是，在外界的作用下，也可以使低温物体的热量传向高温物体。

二、能量守恒定律：

1.能量守恒定律：

能量既不会凭空消灭，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。

2.能量守恒定律是自然界最重要、最普遍的基本定律。

大到天体，小到原子核，也无论是物理学问题还是化学、生物学、地理学、天文学的问题，所有能量转化的过程，都遵从能量守恒定律。

3.永动机：不需要动力就能源源不断地对外做功的机械；

永动机永远不可能实现，因为它违背了能量守恒定律。

0

03

探究提升

知识点一：能量的转化和转移

【探究重点】

1、能量的存在形式：机械能、内能、光能、化学能、电能等。

2、在一定条件下，各种形式的能量是可以相互转化的。例如，摩擦生热：机械能转化为内能；水电站：机械能转化为电能；光合作用：光能转化为化学能；燃料燃烧：化学能转化为内能。

注意2：能量转换装置的效率问题

这个问题属于难点，是与本节有关的拓展性知识。是学生开阔实验，提高物理思维素养的好素材。

能量转换装置的效率等于转换的能量与输入的总能量之比，用百分数表示。根据定义，若W为转换的能量，Q为输入的总能量，η为能量转换装置的效率，则：

【例题精讲】（2022?上海）瀑布从高峰倾泻而下，驱动发动机转动发电，在此过程中能量转化的顺序为（）

A．动能→重力势能→电能 B．重力势能→动能→电能

C．电能→重力势能→动能 D．重力势能→电能→动能

【巩固训练】（2022?益阳）下列能量转化或转移的情景中，属于能量转移的是（）

A．燃料燃烧时发热

B．用热水袋取暖

C．钻木取火

D．电动机带动水泵把地下水送到地面

知识点二：能量守恒定律

【探究重点】

机械能守恒与能量守恒区别：能量守恒定律的成立不需要条件，机械能守恒必须满足物体只存在着动能和势能之间的转化。

2、注意：试论述能量的转化、转移和守恒问题。

（1）在一定条件下各种形式的能都可以相互转化。能量转化反映了各种现象之间的联系，如摩擦生热说明了机械运动和热现象之间存在的联系；电风扇转动说明了电现象和机械运动之间存在的联系。

（2）不同形式的能量通过做功可以相互转化，同种形式的能量之间通过热传递可以进行转移，能量可以从一个物体转移到另一个物体，也可以从物体的一部分转移到另一部分。

（3）能量既不会凭空消灭，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

一个物体转移到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。

根据能量守恒定律，在分析自然现象时，如果发现某种形式的能量减少，一定能找到另一种形式的能量增加;反之，当某种形式的能量增大时，也一定可以找到另一种形式的能量减少。

【例题精讲】（2022?自贡）关于能量守恒定律，下列说法正确的是（）

A．能量可以凭空消失

B．能量可以凭空产生

C．能量在转化和转移过程中，能量的总量保持不变

D．热机在工作的过程中不遵循能量守恒定律

【巩固训练】（2020?湘西州）关于能量守恒定律的下列说法中，正确的是（）

A．能量既可以凭空消失

B．能量也可以凭空产生

C．热机的工作过程不遵循能量守恒定律

D．能量转化和转移过程中，能量的总量保持不变

04

0401

强化训练

1．（2023?长春一模）纯电动汽车在工作时，由电动机为汽车提供动力。下列电器工作时，能量转化与其相同的是（）

A．电灯 B．电风扇 C．电饭煲 D．热水器

2．（2023?崂山区二