能的转化与守恒学案.docx

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1、能的转化与守恒学案高一化学教案：能的转化和守恒定律教学设计 高一化学教案：能的转化和守恒定律教学设计 教学目的 了解各种形式的能可以相互转化，了解能量守恒定律。对学生进行节约能源的教化。 教学过程 (一)能的转化和守恒定律 我们知道，在机械能的范围内，动能和势能之间可以相互转化。 通过学习变更物体内能的方法有做功和热传递，我们又知道了机械能和内能之间也可以相互转化。这样，能的转化的范围便由机械能的狭小范围扩大到机械能和内能的较大范围。 过去我们还学习过电能可以转化为热能(即内能)，例如电灯和电热器。电能也可以转化为机械能，例如电风扇。电池能供应电流，说明化学能可以转变成电能。这些事例都说明白自

2、然界中的现象相联系，电现象和热现象相联系，化学现象和电现象相联系。今后我们还要学习电现象和机械运动现象相联系等等。这些错综困难的联系之中，都伴随着能的转化。也可以说，能的转化的规律将自然界中的各种现象联系在一起。在19世纪确立了自然界的一个最普遍的定律棗能的转化和守恒定律。 在外界对物体做功的状况下，机械能转化为内能。外界对物体做了多少功，就有多少机械能转化为等量的内能。 物体对外做功，内能转化为机械能。物体对外做了多少功，就有多少内能转化为等量的机械能。 电流做功时，电流做了多少功，就有多少电能转化为等量的其他形式的能。电流通过电热器，完成了电能向喧闹能的转化;电流通过电动机，完成了电能向机

3、械能的转化。 所以说，做功才实现了能的转化，能的转化是通过做功才实现的。 能的转化是非常普遍的。 大量的试验事实证明，任何一种形式的能在转化为其他形式的能的过程中，消耗了多少某种形式的能，就得到多少其他形式的能，而能的总量保持不变。 能量既不能歼灭，也不能创生，它只能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，而能的总量保持不变。 这个规律叫能的转化和守恒定律，是自然界最普遍、最重要的基本定律之一。从物理、化学到地质、生物，大到天体宇宙，小到原子核内部，只要有能的转化，就肯定遵从能量守恒定律。在工程技术、科学探讨究中，这一规律都发挥着重要的作用。 (二)留意按客观规律办事 人们利

4、用各种能源，都是通过能的转化来实现的。利用电能是把电能转化为机械能带动各种机器工作;把电能转化为热能，炼钢、烧饭;把电能转化为化学能对金属进行电镀等等。我们只有驾驭了规律，按规律办事，而规律是不能随人们的意志转移的。过去，曾有人试图制造一种所谓“永动机”，这种机器一经推动，便可以不再接着补充能量就可以做功，而且恒久做功。这种违反科学规律的设想始终没有胜利，缘由是机器做功时，机械能要传化为其他形式的能，消耗的机械能必需时时须要补充，应由其他物体的能量转化而来。只消耗能量，没有得到其他形式的能量补充，就不能恒久工作。 我们驾驭能的转化和守恒定律，应当懂得我们所做工作是将一种形式的能转化为其他形式的

5、能，或是运用能由一个物体转移到另一个物体，利用能的转化或转移的过程做功，而不是创建能。 但是自然界还隐藏着大量的能源尚待我们开发，人们不仅应当留意合理地运用能，开发新的能源，也同时应当留意节约能源。 说明： 一、能的转化和守恒定律是自然界中的基本定律，也是物理学中的一个重要定律。但是能的概念比较抽象，这就为教学增加了难度，建议老师除课本内容外，努力补充大量的实例。使学生能了解这肯定律。 二、能的转化只有通过做功才能完成，做功实现了能的转化。能是表示物体状态的，做功是物体的状态发生变更的过程。这个思想贯穿物理学的始终，老师应在教学中有意识地进行渗透，但是要求不宜过高。 三、本节课内容不多，还可以

6、支配部分时间进行全章的总结或复习。 高三物理功和能转化公式总结 高三物理功和能转化公式总结 1.功：W=Fscos(定义式)W:功(J)，F:恒力(N)，s:位移(m)，:F、s间的夹角2.重力做功：Wab=mghabm:物体的质量，g=9.8m/s210m/s2，hab：a与b高度差(hab=ha-hb)3.电场力做功：Wab=qUabq:电量(C)，Uab:a与b之间电势差(V)即Uab=a-b4.电功：W=UIt(普适式)U：电压(V)，I:电流(A)，t:通电时间(s)5.功率：P=W/t(定义式)P:功率瓦(W)，W:t时间内所做的功(J)，t:做功所用时间(s)6.汽车牵引力的功率

7、：P=Fv;P平=Fv平P:瞬时功率，P平:平均功率7.汽车以恒定功率启动、以恒定加速度启动、汽车最大行驶速度(vmax=P额/f)8.电功率：P=UI(普适式)U：电路电压(V)，I：电路电流(A)9.焦耳定律：Q=I2RtQ:电热(J)，I:电流强度(A)，R:电阻值()，t:通电时间(s)10.纯电阻电路中I=U/R;P=UI=U2/R=I2R;Q=W=UIt=U2t/R=I2Rt11.动能：Ek=mv2/2Ek:动能(J)，m：物体质量(kg)，v:物体瞬时速度(m/s)12.重力势能：EP=mghEP:重力势能(J)，g:重力加速度，h:竖直高度(m)(从零势能面起)13.电势能：E

8、A=qAEA:带电体在A点的电势能(J)，q:电量(C)，A:A点的电势(V)(从零势能面起)14.动能定理(对物体做正功,物体的动能增加)：W合=mvt2/2-mvo2/2或W合=EKW合:外力对物体做的总功，EK:动能改变EK=(mvt2/2-mvo2/2)15.机械能守恒定律：E=0或EK1+EP1=EK2+EP2也可以是mv12/2+mgh1=mv22/2+mgh216.重力做功与重力势能的改变(重力做功等于物体重力势能增量的负值)WG=-EP注:(1)功率大小表示做功快慢,做功多少表示能量转化多少;(2)O090O做正功;90O180O做负功;=90o不做功(力的方向与位移(速度)方

9、向垂直时该力不做功);(3)重力(弹力、电场力、分子力)做正功，则重力(弹性、电、分子)势能削减(4)重力做功和电场力做功均与路径无关(见2、3两式);(5)机械能守恒成立条件：除重力(弹力)外其它力不做功，只是动能和势能之间的转化;(6)能的其它单位换算:1kWh(度)=3.6106J，1eV=1.6010-19J;*(7)弹簧弹性势能E=kx2/2，与劲度系数和形变量有关。 氢能的开发与利用学案 第四单元太阳能、生物质能和氢能的利用氢能的开发与利用【我思我学】想一想：.用传统的煤、石油、自然气作为燃料，其主要缺点是什么？国际上认为“氢能源将是21世纪中后期最志向的能源”。你怎么理解这一说法

10、？.在生活和实际生产中大量应用氢能源，首先要解决哪些问题？.什么是储氢材料？查一查：目前，有哪些使水分解生成氢气的好方法？有哪些储氢好材料？【同步导学】一、评价要点1.氢气作为能源的优点全部元素中氢气质量最轻全部气体中氢气导热性最好氢是自然界存在的最普遍的元素燃烧性能好氢本身无毒是最干净的能源氢的燃烧值大氢能利用形式多氢可以以气态、液态、固态的氢化物出现，能适应不同的要求2.氢能利用的关键制备氢气的耗能问题氢气的储运和运输问题3.氢能的开发和利用的方式干脆燃烧法制作氢氧燃料电池二、方法指引让每一个学生以轻松开心的心情去相识多姿多彩、与人类休戚相关的新能源的开发和利用，尤其是氢能源的利用。三、典

11、型例题1.“可燃冰”又称“自然气水合物”，它是在海底的高压、低温条件下形成的，外观像冰。体积“可燃冰”可存储100-200体积的自然气。下面关于“可燃冰”的叙述不正确的是（）A可燃冰”有可能成为人类将来的重要能源B“可燃冰”是一种比较干净的能源C“可燃冰”供应了水可能变油的例证D“可燃冰”的主要可燃成分是甲烷解：本题考查了将来能源“可燃冰”的开发利用的问题，体现了化学与科技生活相联系的理念。由“可燃冰”又称“自然气水合物”，可知“可燃冰”的可燃成分是甲烷，由于甲烷中不含N、S等可产生大气污染的元素，故“可燃冰”可作为清洁能源；又由体积“可燃冰”可存储100-200体积的自然气，可知它有可能成为

12、人类将来的重要能源；从以上分析可知“可燃冰”不是由水改变而来。答案：C【随堂检学】一、选择题：1.旨在限制发达国家温室气体排放量.抑制全球范围内气候持续变暖的京都议定书已于今年2月16日正式生效。我国二氧化碳的排放量位居世界其次，为削减二氧化碳这种温室气体的排放，下列措施不切实际的是()A大力开发氢能源B充分利用太阳能C不运用含碳能源D提高能源利用率2.关于用水制取二级能源氢气，以下探讨方向不正确的是（）A构成水的氢和氧都是可以燃烧的物质，因此可探讨在水不分解的状况下，使氢成为二级能源B设法将太阳光聚焦，产生高温使水分解产生氢气C找寻高效催化剂，使水分解产生氢气D找寻特别化学物质，用于开发廉价

13、能源，以分解水制取氢气3.“绿色商品”是指对环境无污染的商品。下列商品不能称为“绿色商品”的是（）A.无铅汽油B.无磷洗涤剂C.无氟冰箱D.无碘食盐4.能源与人类的生活和社会发展亲密相关，下列关于能源开发和利用的说法不正确的是()A用酒精代替汽油作汽车燃料B随着科技的发展，氢气将会成为主要能源C在农村提倡利用沼气作生活燃料D人类利用的能源都是通过化学反应获得的5.能源可划分为一级能源和二级能源。自然界中以现成形式供应的能源称为一级能源，需依靠其它能源间接制取的能源称为二级能源。氢气是一种高效而没有污染的二级能源，它可以由自然界中大量存在的水来制取：2H2O(l)=2H2(g)O2(g)下列叙述

14、正确的是（）A电能是一级能源B水力是二级能源C自然气是一级能源D干馏煤气是一级能源6.氢能源是21世纪极其具发前景的新能源之一，它既是绿色能源，又可循环运用。请在下图的两个空格中填上循环过程中反应物和生成物的分子式，以完成志向的氢能源循环体系图（循环中接受太阳能的物质在自然界中广泛存在）。从能量转换的角度看，过程上主要是（） A.氢能转化为化学能B.化学能转化为电能C.太阳能转化为热能D.电能转化为化学能 【活学活用】1.下表：几种常见燃料的热值燃料主要成分酒精焦炭（C）自然气（主要是CH4）氢气汽油（C8H18为例）热值（kJmol）13673008962865472回答：（1）由表分析，是

15、一种志向的燃料。（2）试简述这种志向能源的主要优点。；。 2.氢气可能是一种志向的新能源，假如已知下列两个热化学方程式：2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)H=-563.6kJ/mol2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)H=-571.5kJ/mol计算：燃烧多少千克氢气生成液态水放出的热量，跟燃烧5.60kg一氧化碳生成二氧化碳放出的热量相等。 参考答案1.C2.A3.D4.D5.C6.B活学活用：（1）H2（2）清洁无污染等质量的燃料H2放出的热量最多氢是自然界存在的最普遍的元素计算：解：n(CO)=200molQ=200mol563.6kJ/mol2=5636kJn(H2)1000

16、（571.5kJ/mol2）=5636kJ得：n(H2)=197molm(H2)=394g=394Kg 高三物理功和能转化公式总结 高三物理功和能转化公式总结 1.功：W=Fscos(定义式)W:功(J)，F:恒力(N)，s:位移(m)，:F、s间的夹角2.重力做功：Wab=mghabm:物体的质量，g=9.8m/s210m/s2，hab：a与b高度差(hab=ha-hb)3.电场力做功：Wab=qUabq:电量(C)，Uab:a与b之间电势差(V)即Uab=a-b4.电功：W=UIt(普适式)U：电压(V)，I:电流(A)，t:通电时间(s)5.功率：P=W/t(定义式)P:功率瓦(W)，W

17、:t时间内所做的功(J)，t:做功所用时间(s)6.汽车牵引力的功率：P=Fv;P平=Fv平P:瞬时功率，P平:平均功率7.汽车以恒定功率启动、以恒定加速度启动、汽车最大行驶速度(vmax=P额/f)8.电功率：P=UI(普适式)U：电路电压(V)，I：电路电流(A)9.焦耳定律：Q=I2RtQ:电热(J)，I:电流强度(A)，R:电阻值()，t:通电时间(s)10.纯电阻电路中I=U/R;P=UI=U2/R=I2R;Q=W=UIt=U2t/R=I2Rt11.动能：Ek=mv2/2Ek:动能(J)，m：物体质量(kg)，v:物体瞬时速度(m/s)12.重力势能：EP=mghEP:重力势能(J)

18、，g:重力加速度，h:竖直高度(m)(从零势能面起)13.电势能：EA=qAEA:带电体在A点的电势能(J)，q:电量(C)，A:A点的电势(V)(从零势能面起)14.动能定理(对物体做正功,物体的动能增加)：W合=mvt2/2-mvo2/2或W合=EKW合:外力对物体做的总功，EK:动能改变EK=(mvt2/2-mvo2/2)15.机械能守恒定律：E=0或EK1+EP1=EK2+EP2也可以是mv12/2+mgh1=mv22/2+mgh216.重力做功与重力势能的改变(重力做功等于物体重力势能增量的负值)WG=-EP注:(1)功率大小表示做功快慢,做功多少表示能量转化多少;(2)O090O做

19、正功;90O180O做负功;=90o不做功(力的方向与位移(速度)方向垂直时该力不做功);(3)重力(弹力、电场力、分子力)做正功，则重力(弹性、电、分子)势能削减(4)重力做功和电场力做功均与路径无关(见2、3两式);(5)机械能守恒成立条件：除重力(弹力)外其它力不做功，只是动能和势能之间的转化;(6)能的其它单位换算:1kWh(度)=3.6106J，1eV=1.6010-19J;*(7)弹簧弹性势能E=kx2/2，与劲度系数和形变量有关。 第11页 共11页第 11 页 共 11 页第 11 页 共 11 页第 11 页 共 11 页第 11 页 共 11 页第 11 页 共 11 页第 11 页 共 11 页第 11 页 共 11 页第 11 页 共 11 页第 11 页 共 11 页第 11 页 共 11 页