[精品]2019高中物理第十章热力学定律6能源和可持续发展课堂互动学案新人教版选修3_8

6 能源和可持续发展[学习目标] 1.了解能量耗散现象.2.了解能源的开发现状，及能源开发对环境的影响．一、能量耗散和品质降低[导学探究] 流动的水带动水磨做功，由于磨盘和粮食之间的摩擦和挤压，使磨盘和粮食的温度升高，水流的一部分机械能转变成了内能，这些内能最终流散到周围的环境中，我们没有办法把这些流散的内能重新收集起来加以利用．可见，内能与机械能相比，哪种能量的品质低？答案内能品质较低[知识梳理](1)能量耗散：有序度较高(集中度较高)的能量转化为内能，流散到环境中无法重新收集起来加以利用的现象．(2)各种形式的能量向内能的转化，是无序程度较小的状态向无序程度较大的状态的转化，是能够自动发生、全额发生的．(3)能量耗散从能量转化的角度反映出自然界中的自发变化过程具有方向性．(4)能量耗散虽然不会导致能量总量的减少，却会导致能量品质的降低，它实际上是将能量从高度有用的高品质形式降级为不大可用的低品质形式．二、能源与人类社会发展[导学探究] 如图1所示是两幅宣传节约能源的图片．请问：既然能量是守恒的，我们为什么还要节约能源？图1答案由于能源耗散，会导致能量的品质降低，随着人类社会的发展，煤、石油、天然气等高品质能源越来越少．[知识梳理](1)常规能源：人们把煤、石油、天然气等化石能源叫做常规能源，人类消耗的能源主要是常规能源．(2)新能源：主要有太阳能、生物质能、风能、水能、核能等．(3)环境问题：化石能源的大量消耗带来的环境问题有温室效应、酸雨、光化学烟雾等.一、能量耗散例1下列关于能量耗散的说法中正确的是( )A．能量耗散使能量的总量减少，违背了能量守恒定律B．能量耗散是指散失在环境中的内能再也不能收集起来被人类利用C．各种形式的能量向内能的转化，是能够自动发生、全额发生的D．能量耗散导致能量品质的降低答案BCD例2下列现象属于能量耗散的有( )A．利用水能发电转化为电能B．电能通过灯泡中的电阻丝转化为光能C．电池的化学能转化为电能D．火炉把房子烤暖答案 D解析能量耗散是指其他形式的能转化为内能，最终流散在周围环境中无法重新收集并加以利用的现象，能够重新收集并加以利用的能不能称为能量耗散．本题中的电能、光能都可以重新收集并加以利用，如用光作能源的手表等．只有当用电灯照明时的光能被墙壁吸收之后变为周围环境的内能，才无法重新收集并加以利用，但本题没有指明该光能用来做什么，故不能算能量耗散．火炉把房子烤暖后使燃料的化学能转化成内能并流散在周围的环境中，无法重新收集并加以利用，属于能量耗散．二、能源和可持续发展1．能源开发和利用加强新能源，特别是清洁能源的开发和利用，控制化石能源开采，提高能源的利用率，降低对环境的污染．2．能源对环境的影响(1)常规能源对环境的影响：石油和煤燃烧产生的二氧化碳增加了大气中二氧化碳的含量，产生了“温室效应”，引发了一系列问题，如两极的冰雪融化、海平面上升，海水倒灌、耕地盐碱化……这些都是人类过度开发自然所产生的严重问题．(2)做好环境保护工作：目前的任务是采用能源新技术，解决突出的环境污染问题．例如，城市生活垃圾问题，变垃圾为能源；提高汽车发动机效率，解决尾气问题，达到废气“零”排放；环境污染的综合治理问题，解决废物、废水、废气等，变废为宝．例3关于能源的开发和节约，你认为下列哪些观点是错误的( )A．常规能源是有限的，无节制地利用常规能源，如石油之类，是一种盲目的短期行为B．根据能量守恒定律，担心能源枯竭是一种杞人忧天的表现C．能源的开发和利用，必须要同时考虑其对环境的影响D．通过核聚变和平利用核能是目前开发新能源的一种新途径答案 B解析能量虽然守恒，但能量耗散导致能量的品质降低即不可再利用，也往往对环境产生破坏，从而应开发新型的清洁型的能源，故B选项错．例4以下说法正确的是( )A．煤、石油、天然气等燃料的最初来源可追溯到太阳能B．汽油是一种清洁能源C．水能是可再生能源D．煤、石油等常规能源是取之不尽、用之不竭的答案AC解析煤、石油、天然气等是动、植物转化成的，其来源可追溯到太阳能，A对；汽油燃烧会引起一些化合物的产生，导致有毒气体的产生，B错；水能是可再生能源，C对；煤、石油等存储量是有限的，是不可再生能源，D错.1．(能量耗散)热现象过程中不可避免地出现能量耗散的现象．所谓能量耗散是指在能量转化的过程中无法把流散的能量重新收集、重新加以利用．下列关于能量耗散的说法中正确的是( )A．能量耗散说明能量不守恒B．能量耗散不符合热力学第二定律C．能量耗散过程中能量仍守恒D．能量耗散是从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性答案CD解析能量耗散说明能量转化的宏观过程具有方向性，符合热力学第二定律，B错误，D正确；能量耗散过程中，能量并没有消失，能量仍然守恒，A错误，C正确．2．(能源的利用)能源利用的过程实质上是( )A．能量的消失过程B．能量的创造过程C．能量的转化和转移过程D．能量的转化、传递并且逐渐消失的过程答案 C解析能源利用的过程是做功或热传递的过程，前者是能量的转化，后者是能量的转移．3．(可持续发展)下列供热方式最有利于环境保护的是( )A．用煤做燃料供热B．用石油做燃料供热C．用天然气或煤气做燃料供热D．用太阳能灶供热答案 D解析煤、石油、天然气等燃料的利用，使人类获得大量的内能．但由于这些燃料中含有杂质以及燃烧的不充分，使得废气中含有的粉尘、一氧化碳、二氧化硫等污染了大气．而太阳能是一种无污染的能源，应大为推广，故答案应选D.4．(环境保护与可持续发展)酸雨对植物的正常生长影响很大，为了减少酸雨的影响，应采取的措施是( )①少用煤作燃料②燃料脱硫③在已经酸化的土壤中加石灰④多种植美人蕉、银杏等植物⑤开发新能源⑥多种植法国梧桐、柠檬等植物A．①②④⑤ B．①②⑤⑥C．①②③④⑤ D．①②③⑤⑥答案 A解析酸雨主要是由煤、石油等燃料燃烧所释放的SO2和氮氧化物在降水过程中溶入雨水形成的．因而为减少酸雨的影响，少用煤作燃料和燃料脱硫是有效的方法．开发新能源也是减少煤使用量的方法，另外美人蕉和银杏对SO2有较强的吸收能力，所以①、②、④、⑤正确，应选A.5．(环境保护与可持续发展)CO2气体有个“怪脾气”，它几乎不吸收太阳的短波辐射，大气中CO2浓度增加，能使地表温度因受太阳辐射而上升；另外，它还有强烈吸收地面红外热辐射的作用，阻碍了地球周围的热量向外层空间的排放，使整个地球就像一个大温室一样．因此，大气中CO2浓度的急剧增加已导致气温的逐步上升，使全球气候变暖．(1)这种大气中以CO2为主的气体产生的效应称为( )A．光热效应B．光电效应C．光气效应D．温室效应(2)导致大气中CO2浓度增加的主要原因是( )A．大量植物和生物物种灭绝B．大量燃料如石油、煤炭、天然气等的燃烧C．人口剧增，呼出的二氧化碳增多D．自然因素破坏了地球环境生态平衡(3)为了减缓大气中CO2浓度的增加，可以采取的措施有( )A．禁止使用煤、石油和天然气B．开发使用核能、太阳能C．将汽车燃料由汽油改为液化石油气D．植树造林答案(1)D (2)B (3)BD解析大气中CO2浓度的增加，导致了温室效应；为了缓解这种局面，一方面要尽量少使用煤、石油等常规能源，另一方面要开发利用新能源并植树造林改善环境．。

人教版高中物理目录高中物理新课标教材•必修1物理学与人类文明第一章运动的描述1质点参考系和坐标系2时间和位移3运动快慢的描述——速度4实验：用打点计时器测速度5速度变化快慢的描述——加速度第二章匀变速直线运动的研究1实验：探究小车速度随时间变化的规律2匀变速直线运动的速度与时间的关系3匀变速直线运动的位移与时间的关系4匀变速直线运动的速度与位移的关系5自由落体运动6伽利略对自由落体运动的研究第三章相互作用1重力基本相互作用2弹力3摩擦力4力的合成5力的分解第四章牛顿运动定律1牛顿第一定律2实验：探究加速度与力、质量的关系3牛顿第二定律4力学单位制5牛顿第三定律6用牛顿运动定律解决问题（一）7用牛顿运动定律解决问题（二）学生实验课题研究课外读物高中物理新课标教材•必修2第五章曲线运动1.曲线运动2.平抛运动3.实验：研究平抛运动4.圆周运动5.向心加速度6.向心力7.生活中的圆周运动第六章万有引力与航天1.行星的运动2.太阳与行星间的引力3.万有引力定律4.万有引力理论的成就5.宇宙航行6.经典力学的局限性第七章机械能守恒定律1.追寻守恒量一一能量2.功3.功率4.重力势能5.探究弹性势能的表达式6.实验：探究功与速度变化的关系7.动能和动能定理8.机械能守恒定律9.实验：验证机械能守恒定律10.能量守恒定律与能源高中物理新课标教材•选修1-1第一章电场电流一、电荷库仑定律二、电场三、生活中的静电现象四、电容器五、电流和电源六、电流和热效应第二章磁场一、指南针与远洋航海二、电流的磁场三、磁场对通电导线的作用四、磁场对运动电荷的作用五、磁性材料第三章电磁感应一、电磁感应现象二、法拉第电磁感应定律三、交变电流四、变压器五、高压输电六、自感现象涡流七、课题研究：电在我家中第四章电磁波及其应用一、电磁波的发现二、电磁波谱三、电磁波的发射和接收四、信息化社会五、课题研究：社会生活中的电磁波附录课外读物推荐高中物理新课标教材•选修1-2致同学们第一章分子动理论内能一、分子及其热运动二、物体的内能三、固体和液体四、气体第二章能量的守恒与耗散一、能量守恒定律二、热力学第一定律三、热机的工作原理四、热力学第二定律五、有序、无序和熵六、课题研究：家庭中的热机第三章核能一、放射性的发现二、原子与原子核的结构三、放射性衰变四、裂变和聚变五、核能的利用第四章能源的开发与利用一、热机的发展与应用二、电力和电信的发展与应用三、新能源的开发四、能源与可持续发展五、课题研究：太阳能综合利用的研究高中物理新课标教材•选修2-1第一章电场直流电路第1节电场第2节电源第3节多用电表第4节闭合电路的欧姆定律第2章磁场第1节磁场磁性材料第2节安培力与磁电式仪表第3节洛伦兹力和显像管第3章电磁感应第1节电磁感应现象第2节感应电动势第3节电磁感应现象在技术中的应用第4章交变电流电机第1节交变电流的产生和描述第2节变压器第3节三相交变电流第5章电磁波通信技术第1节电磁场电磁波第2节无线电波的发射、接收和传播第3节电视移动电话第4节电磁波谱第6章集成电路传感器第1节晶体管第2节集成电路第3节电子计算机第4节传感器高中物理新课标教材•选修2-2第1章物体的平衡第1节共点力平衡条件的应用第2节平动和转动第3节力矩和力偶第4节力矩的平衡条件第5节刚体平衡的条件第6节物体平衡的稳定性第2章材料与结构第1节物体的形变第2节弹性形变与范性形变第3节常见承重结构第3章机械与传动装置第1节常见的传动装置第2节能自锁的传动装置第3节液压传动第4节常用机构第4章热机第1节热机原理热机效率第2节活塞式内燃机第3节蒸汽轮机燃气轮机第4节喷气发动机第5章制冷机第1节制冷机的原理第2节电冰箱第3节空调器高中物理新课标教材•选修2-3第一章光的折射第1节光的折射折射率第2节全反射光导纤维第3节棱镜和透镜第4节透镜成像规律第5节透镜成像公式第2章常用光学仪器第1节眼睛第2节显微镜和望远镜第3节照相机第3章光的干涉、衍射和偏振第1节机械波的衍射和干涉第2节光的干涉第3节光的衍射第4节光的偏振第4章光源与激光第1节光源第2节常用照明光源第3节激光第4节激光的应用第5章放射性与原子核第1节天然放射现象原子结构第2节原子核衰变第3节放射性同位素的应用第4节射线的探测和防护第6章核能与反应堆技术第1节核反应和核能第2节核裂变和裂变反应堆第3节核聚变和受控热核反应高中物理新课标教材•选修3-1第一章静电场1电荷及其守恒定律2库仑定律3电场强度11电势能和电势12电势差6电势差与电场强度的关系7静电现象的应用8 电容器的电容9带电粒子在电场中的运动第二章恒定电流1电源和电流2电动势3欧姆定律4串联电路和并联电路5焦耳定律6导体的电阻7闭合电路的欧姆定律8多用电表的原理9实验：练习使用多用电表10实验：测定电池的电动势和内阻11简单的逻辑电路第三章磁场1磁现象和磁场2磁感应强度3几种常见的磁场4通电导线和磁场中受到的力5运动电荷在磁场中受到的力6带电粒子在匀强磁场中的运动高中物理新课标教材•选修3-2第四章电磁感应1划时代的发现2探究感应电流的产生条件3楞次定律4法拉第电磁感应定律5电磁感应现象的两类情况6互感和自感7涡轮流、电磁阻尼和电磁驱动第五章交变电流1交变电流2描述交变电流的物理量3电感和电容对交变电流的影响4变压器5电能的输送第六章传感器1传感器及其工作原理2传感器的应用3实验：传感器的应用附录一些元器件的原理和使用要点课题研究普通高中课程标准实验教科书物理选修3-3第七章分子动理论1物体是由大量分子组成的2分子的热运动3分子间的作用力4温度和温标5内能第八章气体1气体的等温变化2气体的等容变化和等压变化3理想气体的状态方程4气体热现象的微观意义第九章固体、液体和物态变化1固体2液体3饱和汽与饱和汽压4物态变化中的能量交换第十章热力学定律1功和内能2 热和内能3热力学第一定律能量守恒定律4热力学第二定律5热力学第二定律的微观解释6能源和可持续发展课题研究普通高中课程标准实验教科书物理选修3-4第十一章机械振动1简谐运动2简谐运动的描述3简谐运动的回复力和能量4单摆5外力作用下的振动第十二章机械波1波的形成和传播2波的图象3波长、频率和波速4波的衍射和干涉5多普勒效应6惠更斯原理第十三章光1光的反射和折射2全反射3光的干涉4实验：用双缝干涉测量光的波长5光的衍射6光的偏振7光的颜色色散8激光第十四章电磁波1电磁波的发现2电磁振荡3电磁波的发射和接收4电磁波与信息化社会5电磁波谱第十五章相对论简介1相对论的诞生2时间和空间的相对性3狭义相对论的其他结论4广义相对论简介课题研究高中物理新课标教材•选修3-5第十六章动量守恒定律1实验：探究碰撞中的不变量2动量和动量定理3动量守恒定律4碰撞5反冲运动火箭第十七章波粒二象性1能量量子化2光的粒子性3粒子的波动性4概率波5不确定性关系第十八章原子结构1 电子的发现2原子的核式结构模型3氢原子光谱4玻尔的原子模型第十九章原子核1原子核的组成2放射性元素的衰变3探测射线的方法4放射性的应用与防护5核力与结合能6重核的裂变7核聚变8粒子和宇宙。

能源环境和可持续发展教学目的：1、了解什么是能源，了解什么是常规能源，了解常规能源的储备与人类需求间的矛盾2、了解常规能源的使用与环境污染的关系3、了解哪些能源是清洁能源，哪些能源可再生。

4、要求就能源与环境问题开展研究性学习。

教学重点与难点：常规能源与新能源，能源与环境。

研究性学习的课题选择及材料的收集教学方法：学生课堂自学结合讨论归纳教学过程：一、能源１、常规能源与新能源；常规能源有：煤、石油、天然气等新能源有：风能、潮汐能、太阳能、原子能、沼气等。

２、常规能源的储备与利用间的关系：３、常规能源的利用与环境污染环境污染的种类：大气污染、水污染、噪声污染具体有：温室效应、酸雨、光化学污染４、环境污染的防止二、研究性学习课题总课题：能源与环境子课题：1、研究“温室效应”的形成（起因、结果）与防止。

2、简易太阳灶的制作。

3、家用太阳能热水器的工作原理。

4、煤和石油中的能从何而来？三、能源与环境保护教育能源与环境人类的生活离不开能源。

如果没有能源，人就得吃生米、生菜、生肉，这对原始人来说，可以，对现代人来说，那不可想像。

要把饭菜烧熟，就得能源。

照明需要能源，坐汽车、火车、轮船、飞机也需要能源，炼钢炼铁、开动机器都得有能源。

人类能源的总来源是太阳。

这就是说，不仅风能、水力能、海浪能、生物质能、太阳能等自然能源来自太阳，就是矿物燃料煤、石油、天然气也来自太阳。

以上这些属于一次能源，由一次能源生产的电力属于二次能源。

目前在人类能源当中挑大梁的一次能源是煤、石油、天然气这些矿物燃料。

矿物燃料的大量使用，给环境带来十分广泛的影响：矿物燃料的开采要毁掉一些土地，有时不可避免地要占用一部分农田。

矿物燃料的运输也会带来环境问题，如海上石油运输，经常发生事故，泄漏的原油污染大片海域；就是不发生事故，压舱水的排放也常常在小范围内使海域受到污染。

矿物燃料的燃烧，对环境产生的影响最大。

其中硫氧化物、氮氧化物等各种有害气体污染空气，已经使人们难以忍受，因为矿物燃料的燃烧总是要排放出非常多的二氧化碳，甚至达到改变空气成分的比例的程度，使地球的气温升高，这已经成了全世界格外关注、十分头疼的一个环境问题。

6 能源和可持续发展一览众山小诱学·导入材料：能量在被利用过程中总存在一定的损失，不可能100%地被利用，如现在大量使用在汽车中的内燃机，效率不超过30%，也就是说，由燃烧而产生的内能，转化为有用的机械能的总量不超过30%.煤炭的开采会造成耕地减少和水资源污染，煤炭的不当使用还会对空气和环境造成严重污染.例如，酸雨已毁灭了大片的森林，温室效应将在全球范围内对气候、海洋、农业、林业、生态平衡和人类健康等方面带来巨大的影响.由能源问题带来的环境问题已成为全球广为关注的焦点之一.人类要一代一代继续生存下去，我们今天所做的任何一项重大决定，都要考虑到既能满足当代人的需求，又不给子孙留下后患，这才是真正负责的态度.随着人们对社会发展、全球环境等问题认识的加深，可持续的能源生产和消费，已成为人类社会可持续发展的重要前提之一.图10-6-1 佛罗里达州被酸雨毁坏的森林问题看了这则材料你作何感想？导入：伴随着能源的大量消耗，不知不觉中已经给我们赖以生存的环境造成了严重的破坏.发展的需求与环境问题的矛盾让人们产生了深深的忧虑与困惑.能源问题对社会发展和人类的居住环境影响巨大，我们要注意节约能源，开发利用新能源.温故·知新1.请举例说明能量转化和转移的不可逆性.答:例如汽车由飞驰到静止，其动能转化成内能散发到周围的空间中，这些散发出去的内能不可能自动全部聚集起来，使汽车重新开动.荡来荡去的秋千，如果不能持续得到外加的能量，空气阻力及秋千受到的摩擦力就会使秋千逐渐减小摆动的幅度，直到最终停摆.在这个过程中秋千原有的机械能最终都转化为内能，这些内能同样不可能自发地完全回收，并全部再变为机械能，使秋千恢复到原来的摆动幅度.2.既然能量是守恒的，不可能消灭，为什么还要节约能源？答:尽管能量是守恒的，但能量的转化和转移是具有方向性的，也就是说是不可逆的.我们目前利用的能源主要是不可再生能源.地球能源仓库库存的这些能量是有限的，所以我们要厉行节约、避免浪费.。

第六节能源和可持续发展名师导航知识梳理1.能源是指________.2.常规能源有________、________、________.3.能源的分类：_______如_______、_______、_______等_______；如_______、_______等.4.人类历史进程的各个阶段，如石器时代、铁器时代、蒸气时代、电气时代等各个时代的主要动力来源分别是________、________、________、________.疑难突破如何认识能源对人类发展的重要性以及能源消耗给我们带来的负面影响？剖析：能源是指能够提供利用能量的物质，为人类提供衣、食、住、行物质基础，在人类各行各业中都需要消耗能量.能源分为常规能源和新能源，常规能源有：煤、石油、天然气、水力、风力.新能源有：核能和太阳能等.在人类社会发展中，能源过度开发利用会引起资源短缺和大气污染等负面影响.大气污染对人体健康的危害很大，主要表现在呼吸道疾病，除此之外，空气污染物会对植物、动物、农作物、气候都产生有害的影响.问题探究问题：未来理想能源所具备的条件是什么？探究：未来的理想能源要能够大规模替代石油、煤炭和天然气等常规能源，它必须满足以下几个条件：第一，必须足够丰富，可以保证长期使用；第二，必须足够便宜，可以保证多数人用得起；第三，相关的技术必须成熟，可以保证大规模使用；第四，必须足够安全、清洁，可以保证不会严重影响环境.同学们，你们的责任重大，希望你们成为未来理想的探索者，为人类的文明作出自己的贡献！典题精讲【例题】 CO2气体有个“怪脾气”，它几乎不吸收太阳的短波辐射，大气中CO2浓度增加能使地表温度因受太阳辐射而上升；另外，它还有强烈吸收地面红外热辐射的作用，阻碍了地球周围的热量向外层空间的排放，使整个地球就像一个大温室一样.因此，大气中二氧化碳气体浓度的急剧增加已导致气温的逐步上升，使全球气候变暖.这种大气中以CO2为主的气体产生的效应称为( )A.光热效应B.光电效应C.光气效应D.温室效应思路解析：CO2气体具有很强的吸收红外热辐射作用，使全球的气候变暖，这样的效应称为温室效应，故选D.答案：D知识导学学习本节知识主要是要求学生了解能源现状与社会可持续发展的关系，要了解什么是能源，什么是常规能源，了解常规能源的储量与人类需求的矛盾，了解常规能源的使用与环境污染的关系.了解哪些是清洁能源，哪些是可再生能源.怎样合理利用和开发现有资源，要知道怎样处理能源与环境之间的关系.疑难导析人类的生活、生产、学习、研究都离不开能源.人类在能源革命的进程中给自己带来了便利，同时也带来了一系列的危机.大量化石能源的使用造成了空气污染和温室效应的加剧.一些欠发达国家过分依靠柴薪能源，加剧了水土流失和沙漠化.总之，人类不应当无限制地向大自然索取，我们必须在提升物质文明的同时，保持与自然、环境的和谐与平衡.问题导思要找到未来理想能源，主要考虑现有常规能源的缺点，即现有的常规能源的不可再生，使用常规能源对环境的污染太大，价格昂贵，对人类健康影响太大，分散性大，不能合理调配等，这些缺点使得我们不得不寻找新的理想能源.典题导考绿色通道：解此类题应注意题中所提供的信息，筛选有效信息，综合讨论得出最佳答案. 【典题变式】导致大气中CO2浓度增加的主要原因是( )A.大量植物和生物物种灭绝B.大量燃料如石油、煤炭、天然气等的燃烧C.人口剧增，呼出的二氧化碳增多D.自然因素破坏了地球环境生态平衡典题变式答案【典题变式】答案：B。

1 功和内能互动课堂疏导引导1.物体的内能及内能的转变物体的内能是指物体内所有分子的平均动能和势能之和，在微观上由分子数和分子热运动猛烈程度和彼此作使劲决定，宏观上表现为物体的物质的量、温度和体积，因此物体的内能是一个状态量.当物体温度转变时，分子热运动猛烈程度发生改变，分子平均动能转变.物体体积转变时，分子间距转变，分子势能发生转变.因此物体内能转变只由初末状态决定，与中间进程及转变方式无关.2.做功与内能的转变做功改变物体内能的进程是将其他形式的能（如机械能）与内能彼此转化的进程，做功使物体内能发生转变时，内能改变了多少用做功的数值来量度.外界对物体做多少功，物体的内能就增加多少；物体对外界做多少功，物体的内能就减少多少.紧缩气体，外界对气体做了功，气体的内能增加，气体内能的增加量等于外界对气体做的功；气体膨胀，是气体对外界做功，气体内能减少，气体内能的减少量等于气体膨胀对外做的功.3.物体内能和机械能的区别与联系（1）描述的对象不同：内能是描述物体热学状态的量，机械能是描述物体机械运动状态的量.（2）对应的运动形式不同：内能对应的是热运动，机械能对应的是机械运动.（3）决定因素不同：内能由物体所含物质的量、温度和体积决定，机械能由物体宏观运动的速度、质量、零势能面的选取等因素决定.（4）内能和机械能在必然条件下能够彼此转化，在转化进程中，能的总量维持不变.（5）一个物体具有机械能，同时也具有内能；一个物体的机械能可为零，但内能不可能为零.4.功和内能的区别功是能量转化的量度，与内能转变相联系，是进程量；而内能是状态量，只有在内能转变进程中才有功.物体内能大，并非意味着做功多，只有内能转变大，才可能做功多.活学巧用1.下列关于系统的内能的说法正确的是（）A.系统的内能是由系统的状态决定的B.分子动理论中引入的系统内能和热力学中引入的系统内能是一致的C.做功能够改变系统的内能，但单纯地对系统传热不能改变系统的内能D.气体在大气中做绝势膨胀时做了功，但气体的内能不变解析：系统的内能是一个只依赖于系统自身状态的物理量，所以是由系统的状态决定的.A 对.正因为内能是由系统的状态决定的，所以分子动理论中引入的内能和热力学中引入的内能是一致的，B对.做功和热传递都能够改变系统的内能，C错.气体做绝势膨胀时对外界做了功，又因为与外界没有热互换，所以系统的内能要减小，故D错.答案：AB2.绝热进程中，外界紧缩气体做功20 J，下列说法中正确的是（）A.气体内能必然增加20 JB.气体内能增加一定小于20 JC.气体内能增加可能小于20 JD.气体内能可能不变解析：绝热进程中，做功的进程是能量转化的进程，做了多少功，就有多少内能发生转变.答案：A3.关于物体的内能，以下说法不正确的是（）A.一架飞机以某一速度在空中飞行，由于组成飞机的所有分子都具有这一速度，所以分子具有动能，又由于所有分子都在高处，所有分子具有势能，所以上述分子的动能与势能的总和就是物体的内能B.当物体的机械能为零时，其内能必然为零C.温度是分子平均动能的标志D.内能指某个分子的动能和势能之和解析：本题考查的是内能与机械能的区别.物体内能是所有分子无规则热运动所具有的分子总动能和分子彼此作用所具有的分子总势能之和，内能和物体有无机械能没有关系.因此，选项A、B不正确.温度是分子平均动能的标志.所以选项C正确.内能是物体所有分子动能和势能的总和，所以选项D不正确.答案：ABD4.在给自行车轮胎打气时，会发觉胎内空气温度升高，这是因为（）A.胎内气体压强不断增大，而容积不变B.轮胎从外界吸热C.外界空气温度本来就高于胎内气体温度D.打气时，外界不断地对胎内气体做功解析：给自行车轮胎打气，人对胎内气体做功，气体内能增加，所以温度升高.答案：D。

文档来源为:从网络收集整理.word版本可编辑.欢迎下载支持.1 功和内能课堂互动三点剖析1.物体内能的改变与做功(1)物体内能的改变从宏观上看，物体温度和体积发生改变.物体的内能可能发生改变，从微观角度看，分子间的距离发生变化和分子热运动的剧烈程度发生变化，物体的内能可能发生变化.(2)做功与内能变化做功改变物体内能是其他形式的能与内能的转化过程.(3)内能与机械能物体的内能和机械能是两个不同的物理概念.内能和机械能在一定条件下可以相互转化. (4)功是能量转化的量度.即做了多少功,就有多少某种形式的能转化为等量的另一种形式能.2.内能和其它形式的能的转化首先判断物体的内能是否发生了转化.若内能增加了,就有可能是其他形式的能转化为内能.若内能减小了,就有可能是内能转化为其他形式的能.其次看其他形式的能是否发生了变化.若绝热，物体内能变化则一定是做功引起的.各个击破【例1】用下列方法改变物体的内能,属于做功的方式是( )A.搓搓手会感到手暖和些B.汽油机汽缸压缩气体C.车刀切下炽热铁屑D.物体在阳光下被晒热解析：搓手时克服摩擦力做功，机械能转化为内能.汽缸压缩气体，对气体做功.车刀切削钢件，机械能转化为内能，使切下的铁屑温度升高.物体在阳光下被晒热，不是外力做功，改变物体内能.答案：ABC类题演练切割机切割水泥路面时,不断洒水,为什么?解析：切割机切割水泥路面时,摩擦力做功,刀片内能增加,温度迅速上升,加快对刀片的磨损,因此要洒水降温.答案:见解析【例2】绝热过程中,外界压缩气体做功20 J,下列说法中正确的是( )A.气体内能一定增加20 JB.气体内能增加必定小于20 JC.气体内能增加可能小于20 JD.气体内能可能不变解析:绝热过程中,做功的过程是能量转化的过程,做了多少功,就有多少内能发生变化.答案：A。

第六节能源和可持续发展【素养目标定位】※了解什么是能量耗散和品质降低※了解能源与人类社会、环境的关系※了解几种新能源的发展【素养思维脉络】课前预习反馈知识点1 能量耗散和品质降低1．能量耗散系统的内能流散到__周围环境中__，没有办法把这些内能__收集__起来加以利用，这种现象叫作能量耗散。

2．品质降低能量从高度有用的形式降级为__不大可用__的形式叫品质降低。

能量在利用过程中，总是由高品质的能量最终转化为__低品质__的能量。

知识点2 能源与人类社会发展、环境1．能源能源是指能够提供__可利用能量__的物质，它是现代社会生活的重要物质基础。

2．常规能源常规能源是指__已被广泛应用__的能源，如煤、石油、天然气、水力等。

3．能源危机按目前的消耗量，石油、天然气最多只能维持半个世纪，煤炭尚可维持一二百年。

4．环境污染能源利用的过程也直接污染着地球环境，主要有__温室效应__、__酸雨污染__、__臭氧层__的破坏等。

辨析思考『判一判』(1)石油、天然气都属于新能源。

(×)(2)能量耗散不遵循能量守恒定律。

(×)(3)能量耗散会导致能量品质的降低。

(√)(4)为了可持续发展，必须节约能源。

(√)(5)石油和煤炭的燃烧增加了大气中二氧化碳的含量，由此产生了“温室效应”。

(√)(6)能量耗散现象反映了在一些特殊过程中能量并不守恒，从而导致能源不可再生。

(×)『选一选』在研究性学习的过程中，同学们提出了以下四个活动方案，哪些从理论上讲是可行的( D )A．制作一个内能回收器，将散失在周围环境中的内能全部收回再利用B．发明一种制冷设备，使温度降至绝对零度C．汽车尾气中各类有害气体排入大气后严重污染了空气，想办法使它们自发地分离，既清洁了空气，又变废为宝D．将房屋顶盖上太阳能板，可直接用太阳能来解决照明和热水问题解析：系统的内能流失到周围环境中，不可能全部收回再利用，A错；温度不能无限降低，绝对零度不可能达到，B错；扩散现象具有方向性，逆过程不可能自发进行，C错；太阳能可以用来发电和进行加热，D正确。

高中物理第十章热力学定律3热力学第一定律能量守恒定律互动课堂学案新人教版选修3_3互动课堂疏导引导1.对热力学第一定律的理解做功和热传递都能改变物体的内能，因此物体内能的改变量ΔU，必与功W和热量Q有关：（1）如果单纯通过做功改变物体的内能，内能的变化可以用做功的多少来量度，这时，物体内能的增加（或减小）量ΔU就等于外界（或物体对外界）所做的功W的数值，即ΔU=W.（2）如果单纯通过热传递来改变物体的内能，内能的变化便可用传递热量的多少来量度.物体内能的增加（或减少）量ΔU应等于从外界吸收（或向外界放出）热量Q的数值，即ΔU=Q.（3）在做功和热传递同时存在的过程中，物体内能的变化则由做功和所传递的热量共同决定.在这种情况下，物体内能的增加量就应等于外界对物体所做的功W和物体从外界吸收的热量Q之和.即ΔU=W+Q.（4）若过程的始末状态物体的内能不变，即ΔU=0，则W+Q=0或W=-Q，外界对物体做的功等于物体放出的热量.2.热力学第一定律的应用（1）热力学第一定律不仅反映了做功和热传递这两种改变内能的方式是等效的，而且给出了内能的变化量和做功与热传递之间的定量关系.此定律是标量式，应用时热量的单位应统一为国际单位制中的焦耳.（2）应用热力学第一定律时，必须明确研究对象，搞清它与周围物体的做功关系和热传递关系.（3）为正确应用热力学第一定律，应注意以下符号法则：外界对物体做功，W取正值，W＞0；物体对外界做功，W取负值，W＜0；物体吸收热量，Q取正值，Q＞0；物体放出热量，Q取负值，Q＜0；物体内能增加，ΔU取正值，ΔU＞0；物体内能减少，ΔU取负值，ΔU＜0.3.能量守恒定律（1）能量的存在形式及相互转化各种运动形式都有对应的能：机械运动有机械能，分子的热运动有内能，还有诸如电磁能、化学能、原子能等.各种形式的能，通过某种力做功可以相互转化，例如：利用电炉取暖或烧水，电能转化为内能；煤燃烧，化学能转化为内能；列车刹车后，轮子温度升高，机械能转化为内能.（2）能量守恒定律的内容能最既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为别。

高三物理选修3-3第十章热力学定律第六节能源和可持续发展导学案【教学目标】1．能利用熵增加原理认识自然界能量转化的方向性。

2．能从熵增加的角度认识当前环境问题，增强环保意识和可持续发展意识。

【教学重点】利用熵增加原理认识自然界能量转化的方向性【教学难点】熵与能量退降【自主学习】一、能量耗散和品质降低1．能量在数量上虽然守恒，但其转移和转化却具有方向性。

2．在取暖照明、耕田犁地、车钻磨锻、开车驾船……各种各样的活动中，机械能、电能、光能、声能、化学能、核能、生物能……最终都转化成内能，流散到周围的环境中。

机械能、电能、化学能都是集中度较高因而也是有序度较高的能量，当它们变为环境的内能后，就成为更加分散因而也是无序度更大的能量。

分散在环境中的内能不管数量多么巨大，它也不过能使地球、大气稍稍变暖一点，却再也不能驱动机器做功了。

这样的转化过程叫做“能量耗散”。

各种形式的能量向内能的转化，是无序程度较小的状态向无序程度较大的状态的转化，是能够自动发生、全额发生的。

然而，反过来的转化总是不自发的。

3．热机中的确进行着内能向机械能的转化，但我们由热力学第二定律知道，这种转化是有条件的，即环境中必须存在着温度差，而且内能不能全额转化为机械能。

因此，从可被利用的价值来看，内能较之机械能、电能等，是一种低品质的能量。

由此可知，能量耗散虽然不会使能的总量减少，却会导致能量品质的降低，它实际上将能量从高度有用的形式降级为不大可用的形式。

煤、石油、天然气等能源储存着高品质的能量，在利用它们的时候，高品质的能量释放出来并最终转化为低品质的内能。

二、能源与人类社会发展1．能源是社会存在与发展永远不可或缺的必需品，是国民经济运行的物质基础。

它与材料、信息构成现代社会的三大支柱。

能源科技的每一次突破，都带来了生产力的巨大飞跃和社会的进步。

2．能源（1）定义：凡是能够提供能量的物质资源都叫做能源。

石油、天然气在燃烧时可以提供能量，它们是能源。