w能量转化与守恒定律能源开发与利用.pptx

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1、能量形式能量形式能量形式能量形式涵涵涵涵 义义义义实实实实 例例例例机械能机械能机械能机械能机械能是与物体的运动或位置的机械能是与物体的运动或位置的高度、形变相关的能量，表现为高度、形变相关的能量，表现为动能和势能。动能和势能。流动的河水、被拉开流动的河水、被拉开的弓、声音等的弓、声音等内能内能内能内能内能是组成物体的分子的无规则内能是组成物体的分子的无规则运动所具有的动能和势能的总和运动所具有的动能和势能的总和一切由分子构成的物一切由分子构成的物质质电能电能电能电能电能是与电有关的能量电能是与电有关的能量电器设备所消耗的的电器设备所消耗的的能量都是电能能量都是电能电磁能电磁能电磁能电磁能电磁

2、能是以各种各样的电磁波的电磁能是以各种各样的电磁波的形式传播的能量形式传播的能量可见光、紫外线、微可见光、紫外线、微波和红外线等波和红外线等核能核能核能核能核能是一种储存在原子核内部的核能是一种储存在原子核内部的能量，原子核发生核反应时，会能量，原子核发生核反应时，会释放出巨大的能量释放出巨大的能量核潜艇、核电站、核核潜艇、核电站、核武器等武器等化学能化学能化学能化学能化学能是指储存在化合物的化学化学能是指储存在化合物的化学键里的能量键里的能量化合物巧克力、燃料化合物巧克力、燃料等都储存有化学能等都储存有化学能一一一一.各种各样的能量各种各样的能量各种各样的能量各种各样的能量第1页/共32页1

3、.汽艇在海上行驶汽艇在海上行驶化学能转化为机械能化学能转化为机械能2.用电照明用电照明电能转化为光能（电磁能）电能转化为光能（电磁能）3.篝火燃烧篝火燃烧化学能转化为内能和光能化学能转化为内能和光能4.原子弹爆炸原子弹爆炸核能转化为机械能和内能核能转化为机械能和内能仔细观察下面的图片，说明它们具有那种形式的能？涉及仔细观察下面的图片，说明它们具有那种形式的能？涉及仔细观察下面的图片，说明它们具有那种形式的能？涉及仔细观察下面的图片，说明它们具有那种形式的能？涉及哪些形式能量之间的转化？哪些形式能量之间的转化？哪些形式能量之间的转化？哪些形式能量之间的转化？二二二二.能量之间的转化能量之间的转化

4、能量之间的转化能量之间的转化第2页/共32页不同形式的能量之间的转化不同形式的能量之间的转化不同形式的能量之间的转化不同形式的能量之间的转化二、能量之间的转化二、能量之间的转化二、能量之间的转化二、能量之间的转化【讨论讨论讨论讨论】请你说说自己一天的生活、学习中会与哪些能量及请你说说自己一天的生活、学习中会与哪些能量及其转换有关？其转换有关？第3页/共32页二、能量之间的转化二、能量之间的转化二、能量之间的转化二、能量之间的转化请在下图的箭头旁边填上能量转化的装置或过程请在下图的箭头旁边填上能量转化的装置或过程请在下图的箭头旁边填上能量转化的装置或过程请在下图的箭头旁边填上能量转化的装置或过程

5、电动机电动机电动机电动机发电机发电机发电机发电机生生生生物物物物做做做做功功功功光合作用光合作用光合作用光合作用燃烧物质燃烧物质燃烧物质燃烧物质电电电电 灯灯灯灯光光光光电电电电效效效效应应应应太阳照射太阳照射太阳照射太阳照射炽热发光炽热发光炽热发光炽热发光电加热电加热电加热电加热地热发电地热发电地热发电地热发电摩擦生热摩擦生热摩擦生热摩擦生热蒸汽机蒸汽机蒸汽机蒸汽机放热反应放热反应放热反应放热反应吸热反应吸热反应吸热反应吸热反应第4页/共32页 我们所消耗的能量，无论是食物还是电，大部分是太我们所消耗的能量，无论是食物还是电，大部分是太阳能辐射到地球后转化而来的。阳能辐射到地球后转化而来的。

6、太阳能与其他形式的能量转化关系图太阳能与其他形式的能量转化关系图太阳能与其他形式的能量转化关系图太阳能与其他形式的能量转化关系图二、能量之间的转化二、能量之间的转化二、能量之间的转化二、能量之间的转化第5页/共32页三三三三.能量转化与守恒定律能量转化与守恒定律能量转化与守恒定律能量转化与守恒定律1.定定律律：能能量量既既不不会会凭凭空空产产生生，也也不不会会凭凭空空消消失失，它它只只能能由由一一种种形形式式转转转转化化化化为为另另一一种种形形式式，或或者者从从一一个个物物体体转转转转移移移移到到另另一个物体，在转化或转移的过程中其总量保持不变。一个物体，在转化或转移的过程中其总量保持不变。2

7、.定律的表达式：定律的表达式：E1=E2 3.用能量守恒定律解题的步骤用能量守恒定律解题的步骤 (1)分清有多少种形式的能在变化；分清有多少种形式的能在变化；(2)分别列出减少的能量分别列出减少的能量E E1 1和增加的能量和增加的能量E E2 2(3)(3)列恒等式列恒等式E E1 1=E E2 2第6页/共32页三三三三.能量转化与守恒定律能量转化与守恒定律能量转化与守恒定律能量转化与守恒定律【说明说明说明说明】1.1.能量守恒定律是最基本、最普遍、最重要的自然规律之一。能量守恒定律是最基本、最普遍、最重要的自然规律之一。任任何何形形式式的的能能量量之之间间都都可可以以转转化化，但但转转化

8、化过过程程并并不不减减少少它它们的总量。们的总量。2.2.分分析析物物理理过过程程、求求解解实实际际问问题题时时，对对减减少少的的某某种种能能量量，要要追踪它的去向；对增加的能量，要能查寻它的来源。追踪它的去向；对增加的能量，要能查寻它的来源。可以按照可以按照“总的减少量总的减少量总的减少量总的减少量=总的增加量总的增加量总的增加量总的增加量”列出数学方程。列出数学方程。第7页/共32页【问题问题问题问题1 1】人们为了满足生产对动力日益增多的需要，幻想制造一人们为了满足生产对动力日益增多的需要，幻想制造一种机器，它不需要任何动力和燃料，却能不断地对外做功，种机器，它不需要任何动力和燃料，却能

9、不断地对外做功，这种机器称为这种机器称为“第一类永动机第一类永动机”。你认为这样的永动机可以制造成功吗？你认为这样的永动机可以制造成功吗？你认为这样的永动机可以制造成功吗？你认为这样的永动机可以制造成功吗？【问题问题问题问题2 2】初中物理中曾学过初中物理中曾学过“效率效率”的概念。的概念。试举例说明在利用能量的过程中，试举例说明在利用能量的过程中，试举例说明在利用能量的过程中，试举例说明在利用能量的过程中，“效率效率效率效率”涵义？涵义？涵义？涵义？【问题问题问题问题3 3】在自然界，有许多现象的自然发生、发展都有方向性。在自然界，有许多现象的自然发生、发展都有方向性。例如例如“水往低处流水

10、往低处流”。你认为能量的转化和转移是否也具有方向性呢？你认为能量的转化和转移是否也具有方向性呢？你认为能量的转化和转移是否也具有方向性呢？你认为能量的转化和转移是否也具有方向性呢？第8页/共32页四、能量转化和转移的方向性四、能量转化和转移的方向性四、能量转化和转移的方向性四、能量转化和转移的方向性碗中的热水会自动变凉，你见过碗中的冷水会自动变热吗？碗中的热水会自动变凉，你见过碗中的冷水会自动变热吗？碗中的热水会自动变凉，你见过碗中的冷水会自动变热吗？碗中的热水会自动变凉，你见过碗中的冷水会自动变热吗？1.1.能量的转化和转移是具有方向性的（不可逆性）能量的转化和转移是具有方向性的（不可逆性）

11、能量的转化和转移是具有方向性的（不可逆性）能量的转化和转移是具有方向性的（不可逆性）如果使能量转化沿反方向进行，则必须做功。如果使能量转化沿反方向进行，则必须做功。如果使能量转化沿反方向进行，则必须做功。如果使能量转化沿反方向进行，则必须做功。例：电冰箱将箱内食品的热转移给空气，就必须消耗电能。例：电冰箱将箱内食品的热转移给空气，就必须消耗电能。例：电冰箱将箱内食品的热转移给空气，就必须消耗电能。例：电冰箱将箱内食品的热转移给空气，就必须消耗电能。2.2.第二类永动机是不可能的第二类永动机是不可能的第二类永动机是不可能的第二类永动机是不可能的有人想设计一台机器，能自动地从低温热源吸收内能，向高

12、温有人想设计一台机器，能自动地从低温热源吸收内能，向高温有人想设计一台机器，能自动地从低温热源吸收内能，向高温有人想设计一台机器，能自动地从低温热源吸收内能，向高温热源释放，高温热源将得到的内能对外做功，这样不需要其他热源释放，高温热源将得到的内能对外做功，这样不需要其他热源释放，高温热源将得到的内能对外做功，这样不需要其他热源释放，高温热源将得到的内能对外做功，这样不需要其他动力机械，不消耗其他任何能源，整个循环可永远进行下去。动力机械，不消耗其他任何能源，整个循环可永远进行下去。动力机械，不消耗其他任何能源，整个循环可永远进行下去。动力机械，不消耗其他任何能源，整个循环可永远进行下去。没违

13、背能量守恒定律，但违背了能量转化和转移的不可逆性。没违背能量守恒定律，但违背了能量转化和转移的不可逆性。没违背能量守恒定律，但违背了能量转化和转移的不可逆性。没违背能量守恒定律，但违背了能量转化和转移的不可逆性。第9页/共32页【例例例例6-16-1】一质量为一质量为2 kg的物块从离地的物块从离地80 m高处自由落下，高处自由落下，测得落地速度为测得落地速度为30 m/s，求下落过程中产生的内能，求下落过程中产生的内能.(g10 m/s2)【思路思路思路思路】下落过程中减少的机械能变成了内能。下落过程中减少的机械能变成了内能。【答案答案答案答案】E=E=700700J J第10页/共32页

14、【例例6-26-2】热力学第二定律常见的表述有两种:第一种表述：不可能使热量由低温物体传递到高温物体，而不引起其他变化；第二种表述：不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其他变化。图（a）是根据热力学第二定律的第一种表述画出的示意图：外界对制冷机做功，使热量从低温物体传递到高温物体。请你根据第二种表述完成示意图（b）。根据你的理解，热力学第二定律的实质是_。制冷机低温物体高温物体WQ1Q2图（a）热机低温物体高温物体图（b）第11页/共32页 热力学第二定律的实质是：自然界中进行的与热现象有关的宏观物理过程都具有方向性。热机低温物体高温物体图（b）WQ1Q2第12页/共32页【例

15、例例例6-36-3】如如图图，一一固固定定的的楔楔形形木木块块，其其斜斜面面的的倾倾角角为为300，另另一一边边与与地地面面垂垂直直，顶顶上上有有一一定定滑滑轮轮，一一柔柔软软的的细细线线跨跨过过定定滑滑轮轮两两端端分分别别与与物物块块A和和B连连接接，A的的质质量量为为4m，B的的质质量量为为m开开始始时时将将B按按在在地地上上不不动动，然然后后放放开开手手，让让A沿沿斜斜面面下下滑滑而而B上上升升。物物块块A与与斜斜面面间间无无摩摩擦擦，设设当当A沿沿斜斜面面下下滑滑s距距离离后后，细细线突然断了。求物块线突然断了。求物块B上升的最大高度。上升的最大高度。【答案答案答案答案】【思路思路思路

16、思路】物物块块A下下滑滑时时，减减少少的的重重力力势势能能有有三三个个去去处处：使使自自己己的的动动能能增增加加，使物块使物块B的动能、重力势能都增加。的动能、重力势能都增加。第13页/共32页1.1.能源能源能源能源能够提供可利用能量的物质叫能源。能够提供可利用能量的物质叫能源。能够提供可利用能量的物质叫能源。能够提供可利用能量的物质叫能源。能能源源是是人人类类社社会会发发展展进进步步的的物物质质基基础础。能能能能源源源源、信信信信息息息息、材材材材料料料料一一起起构构成成了了现现代代文文明明的的三三大大支支柱柱。每每一一种种新新能能源源的的开开发发利利用用和和能能源源利利用用方方式式的的变

17、变革革都都极极大大地地促促进进下下生生产产力力的的发发展，并引发社会变革，使人类文明前进一大步。展，并引发社会变革，使人类文明前进一大步。第八节第八节 能源的开发和利用能源的开发和利用一一一一.能源及其分类能源及其分类能源及其分类能源及其分类第14页/共32页 人类对于能源的开发利用大致经历了四个历史时期：人类对于能源的开发利用大致经历了四个历史时期：古代柴草时期古代柴草时期古代柴草时期古代柴草时期；新石器时代晚期的煤炭时期新石器时代晚期的煤炭时期新石器时代晚期的煤炭时期新石器时代晚期的煤炭时期；1919世纪中叶的石油时期世纪中叶的石油时期世纪中叶的石油时期世纪中叶的石油时期；始于本世纪中叶的

18、新能源时期始于本世纪中叶的新能源时期始于本世纪中叶的新能源时期始于本世纪中叶的新能源时期。一一一一.能源及其分类能源及其分类能源及其分类能源及其分类第15页/共32页 2.2.能源的分类能源的分类能源的分类能源的分类 能源的分类方法很多。能源的分类方法很多。来自自然界、没有经过加工或转换的能源叫做来自自然界、没有经过加工或转换的能源叫做一次能源一次能源一次能源一次能源；从一次能源直接或间接转化而来的能源叫做从一次能源直接或间接转化而来的能源叫做二次能源二次能源二次能源二次能源 。一次能源又可分为一次能源又可分为可再生能源可再生能源可再生能源可再生能源和和不可再生能源不可再生能源不可再生能源不可

19、再生能源两大类。两大类。另外能源也可分为另外能源也可分为常规能源常规能源常规能源常规能源和和新能源新能源新能源新能源。此外，能源还可分为此外，能源还可分为燃料能源燃料能源燃料能源燃料能源和和非燃料能源非燃料能源非燃料能源非燃料能源等。等。新能源的共同特点是资源丰富、可以再生、没有污染或很新能源的共同特点是资源丰富、可以再生、没有污染或很少污染，可以说是远有前景、近有实效的能源。少污染，可以说是远有前景、近有实效的能源。应优先开发利用的六种新能源：应优先开发利用的六种新能源：应优先开发利用的六种新能源：应优先开发利用的六种新能源：太阳能、风能、地热能、波浪能太阳能、风能、地热能、波浪能(潮汐能潮

20、汐能)、氢能、核能、氢能、核能第16页/共32页【例题例题例题例题】把下列把下列14种能源按要求分类。种能源按要求分类。煤煤 石油石油 水力水力 汽油汽油 核能核能 太阳能太阳能 酒精酒精 天然气天然气 液化气液化气 地热地热 煤气煤气 潮汐能潮汐能 风力风力 电电 属于一次能源的是：属于一次能源的是：属于二次能源的是：属于二次能源的是：属于可再生能源的是：属于可再生能源的是：属于不可再生能源的是：属于不可再生能源的是：属于常规能源的是：属于常规能源的是：属于新能源的是：属于新能源的是：属于燃料能源的是：属于燃料能源的是：属于非燃料能源的是：属于非燃料能源的是：、第17页/共32页【例例例例8

21、-18-1】某某地地强强风风风风速速v20m/s，设设空空气气密密度度=1.3kg/m3，如如果果通通过过横横截截面面积积为为S=20m2的的风风的的动动能能全全部部转转化化为为电电能能，则则用用上上述述已已知知量量计计算算电电功功率率的的公公式式应应为为P=，大大小小约为约为 W(取一位有效数字取一位有效数字)。【答案答案答案答案】第18页/共32页二二二二.能源危机与环境污染能源危机与环境污染能源危机与环境污染能源危机与环境污染1.1.为什么人类社会发展会有能源危机的发生？为什么人类社会发展会有能源危机的发生？为什么人类社会发展会有能源危机的发生？为什么人类社会发展会有能源危机的发生？常规

22、能源储量有限，开发不合理，浪费严重；常规能源储量有限，开发不合理，浪费严重；人类社会发展对能源的需求日益增加；人类社会发展对能源的需求日益增加；新能源的开发和利用需要解决一系列技术问题。新能源的开发和利用需要解决一系列技术问题。2.2.能源的大量使用给人类的生存环境带来了哪些问题？能源的大量使用给人类的生存环境带来了哪些问题？能源的大量使用给人类的生存环境带来了哪些问题？能源的大量使用给人类的生存环境带来了哪些问题？酸雨酸雨 温室效应温室效应 臭氧层的破坏臭氧层的破坏 土壤酸性化土壤酸性化 生态平衡的破坏生态平衡的破坏 能能能能源源源源危危危危机机机机和和和和能能能能源源源源利利利利用用用用对

23、对对对环环环环境境境境所所所所造造造造成成成成的的的的污污污污染染染染与与与与破破破破坏坏坏坏已已已已成成成成为为为为人类共同关注的世界性问题。人类共同关注的世界性问题。人类共同关注的世界性问题。人类共同关注的世界性问题。第19页/共32页 1.白俄罗斯切尔诺贝利核电站事故。白俄罗斯切尔诺贝利核电站事故。20年来损失年来损失2350亿美元。亿美元。三三三三.能源利用的忧患能源利用的忧患能源利用的忧患能源利用的忧患 2.俄罗斯库尔斯克号核潜艇事故俄罗斯库尔斯克号核潜艇事故 第20页/共32页 新能源是相对于传统的能源来说的，根据联合国新能源是相对于传统的能源来说的，根据联合国1981年内罗毕会议

24、精神，年内罗毕会议精神，新能源可定义为：新能源可定义为：新能源可定义为：新能源可定义为：以新技术和新材料以新技术和新材料以新技术和新材料以新技术和新材料为基础，系统开发利用的能源为基础，系统开发利用的能源为基础，系统开发利用的能源为基础，系统开发利用的能源。在新能源的开发中，重点在于开发太阳能、风能、地在新能源的开发中，重点在于开发太阳能、风能、地热能、波浪能、氢能和生物质能等热能、波浪能、氢能和生物质能等.它们的共同特点是资源丰富、可以再生、没有污染或它们的共同特点是资源丰富、可以再生、没有污染或很少污染，可以说是远有前景、近有实效的能源。很少污染，可以说是远有前景、近有实效的能源。四四四四

25、.未来的能源未来的能源未来的能源未来的能源第21页/共32页第八节第八节第八节第八节 能源的开发和利用能源的开发和利用能源的开发和利用能源的开发和利用火火火火 电电电电 厂厂厂厂第22页/共32页第八节第八节第八节第八节 能源的开发和利用能源的开发和利用能源的开发和利用能源的开发和利用长江三峡水利工程长江三峡水利工程长江三峡水利工程长江三峡水利工程第23页/共32页第八节第八节第八节第八节 能源的开发和利用能源的开发和利用能源的开发和利用能源的开发和利用运行中的秦山核电站运行中的秦山核电站运行中的秦山核电站运行中的秦山核电站运行中的广东大亚湾核电站运行中的广东大亚湾核电站运行中的广东大亚湾核电

26、站运行中的广东大亚湾核电站 即将动工建设的即将动工建设的即将动工建设的即将动工建设的浙江三门核电站浙江三门核电站浙江三门核电站浙江三门核电站核能的开发与利用核能的开发与利用核能的开发与利用核能的开发与利用核电站核电站核电站核电站第24页/共32页第八节第八节第八节第八节 能源的开发和利用能源的开发和利用能源的开发和利用能源的开发和利用建设中的江苏连云港建设中的江苏连云港建设中的江苏连云港建设中的江苏连云港田湾核电站田湾核电站田湾核电站田湾核电站核能的开发与利用核能的开发与利用核能的开发与利用核能的开发与利用核电站核电站核电站核电站我国最大的核电站：阳江核电站我国最大的核电站：阳江核电站第25页

27、/共32页第八节第八节第八节第八节 能源的开发和利用能源的开发和利用能源的开发和利用能源的开发和利用新疆达板城风力发电厂新疆达板城风力发电厂新疆达板城风力发电厂新疆达板城风力发电厂第26页/共32页第八节第八节第八节第八节 能源的开发和利用能源的开发和利用能源的开发和利用能源的开发和利用新疆达板城风力发电厂新疆达板城风力发电厂第27页/共32页第八节第八节第八节第八节 能源的开发和利用能源的开发和利用能源的开发和利用能源的开发和利用太阳能的利用太阳能的利用太阳能的利用太阳能的利用第28页/共32页第八节第八节第八节第八节 能源的开发和利用能源的开发和利用能源的开发和利用能源的开发和利用地热能地热能第29页/共32页第八节第八节第八节第八节 能源的开发和利用能源的开发和利用能源的开发和利用能源的开发和利用潮汐电站潮汐电站第30页/共32页第八节第八节第八节第八节 能源的开发和利用能源的开发和利用能源的开发和利用能源的开发和利用第31页/共32页感谢您的观看！第32页/共32页