143_能量的转化与守恒-讲义课件(PPT·精·选)

能量守恒定律：从经典力学到量子力学，能量守恒定律 是自然界的普适规律。 能量转换过程中，总量保持不变。
热力学第一定律：能量守恒定律在封闭系统中的表现；
能量形式多样性；
能量转换与传递：各种能量形式之间可以相互转化和传 递，不同形式的能量转换和传递规律也不同。 热力学第二定律：能量转换过程中，熵增加原理。
医学应用
在医学领域，能量守恒定律也有着广泛的应用，例如通过能量守恒定律可以制定合理的治 疗方案，控制炎症、肿瘤等疾病的发展，提高治疗效果。
生态应用
在生态领域，能量守恒定律的应用同样重要，例如通过能量守恒定律可以研究生态系统的 能流和物质循环，揭示生态系统的平衡和稳定机制，为生态环境的保护和修复提供科学依 据。
这个公式表示，在封闭系统中，熵（无序度）只能增加或保持不变，而不能减少 。这是因为系统总是朝着熵增加的方向演化，也就是向着更加无序、更加混乱的 方向演化。
热力学第二定律的应用
热力学第二定律在工程和科技领域有广泛的应用 ，例如在制冷技术、热机设计和能源利用等方面 。
在热机设计方面，热力学第二定律指导了如何提 高热机的效率，例如通过优化循环过程和减少热 量损失等方式。
02
能量的概念及其转化
能量的定义和类型
定义
能量是物质所具有的基本物理属性，是物质运动和转化的量度。
类型
机械能、热能、电能、化学能、核能等。
能量的转化过程
转化形式
能量可以从一种形式转化为另一种形式，如机械能可以转化为热能、电能等。
转化原理
能量守恒定律，即能量不会凭空产生或消失，只能从一种形式转化为另一种形式 。
《能量的转化和守恒》精 品课件ppt
xx年xx月xx日
目 录
• 课程简介 • 能量的概念及其转化 • 能量守恒定律及应用 • 热力学第一定律 • 热力学第二定律 • 能源的利用及节能措施 • 总结与展望

用电动机提升重物时，电动机消耗的 电能是否都转化为重物的机械能？
不是。 是否还转化为其他情势的能量？
电动机消耗的电能一部分转化为重物的机械能，一部分转 化为内能。
如果把转化后的各种情势的能量全部加 起来，是否跟电动机消耗的电能相等？
如果把转化后的各种情势的能量全部 加起来跟电动机消耗的电能相等。
演员的重 转化 手和竹竿
力势能
的内能
相反的过程不会自发地产生，即手和竹 竿不可能自发地降低温度，而使人的位 置升高。
能量的转化和转移有一定的方向性。符合能量转化和守恒定 律的过程不一定都能产生。 内能总是自发地从高温物体转移到低温物体，而不能自发地 从低温物体转移到高温物体；机械能可以自发地转化为内能， 而内能不能自发地转化为机械能。 人们是在能量转化或转移过程中利用能量的。利用能量是有 代价的，也是有条件的，所以要勤俭能源。
机械能 转化
电能
青蛙从地上跃起捕捉害虫。在这个过程中，青蛙消耗了什么 能？这些能量到哪里去了？青蛙获得了什么能？这些能量来 自哪里？
青蛙从地上跃起捕捉害虫。在这个过程 中，青蛙消耗了化学能，这些能量转化 为机械能；青蛙获得了机械能，这些能 量来自食物的化学能。
6. 能量转移和转化具有普遍性
（1）自然界中各种情势的能量不是孤立的，不同情势的 能量可以在一定条件下相互转化，也可以在不同的物体 间相互转移。 （2）能量的转化是普遍现象，自然界中物质运动情势的 变化总伴随着能量的相互转化。“消耗能量”“ 利用能 量”或者“ 获得能量”，实质上就是能量相互转化或转 移的过程。
光合作用是指植物利用光能， 把二氧化碳和水转化成有机物，并 释放出氧气的过程。植物通过光合 作用把光能转化为化学能。
每年全球光合作用可以产生约1600 亿吨糖类。光合作用不 仅为生物体提供食物和能量，也是目前世界上主要动力的源泉。 人类利用的煤、石油、天然气等化石能源，是古代植物进行光合 作用攒积下来的。光合作用是地球上最主要的能量转化过程。

能量的转移和转化的方向性——永动机
达·芬奇的永动机模型
无法实现的“永动机”
1.“永动机“：不消耗任何能量和燃料，却源源不断对外做 功的机器。
2.由能量守恒定律知：无法实现。
3.工程技术的任务，在于设法找出合理利用能源的途径，并 减少机器运转过程中不必要的能量损耗，而不是去研制永远 无法实现的“永动机”。
读图:
根据能量转化的顺序，分别将下面两组图串联
成一个能量转化的故事。
树木
太阳
燃煤电厂
剃须刀（正在充电）
太阳 太阳能
剃须刀 化学能
（正在充电）
树木 化学能 燃煤电厂 电能
读图:
根据能量转化的顺序，分别将下面两组图串联 成一个能量转化的故事。
小麦 太阳
人(进食) 自行车
太阳 太阳能
小麦 化学能
自行车 机械能
2.电风扇工作时，消耗 的电能与电动机获得的 机械能相等吗？那其余 的电能哪里去了？
3.我国有句俗语： “既要马儿跑，又要 马儿不吃草。”你认 为这可能吗？为什么？
能量守恒定律
•能量既不会消灭，也不会创生， •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。
①机械能从一个物体转移到另一个物体的实例 两小球相撞，使静止的小球具有了初速度
②电能从一个物体转移到另一个物体的实例 发电机发电使电灯发亮
③内能从一个物体转移到另一个物体的实例 靠近火炉取暖
小结： 在一定条件下，各种形式的能量可以相互转化和
转移。
1.一杯放在桌上的热 水冷却，此过程有能 的转化吗？热水的热 能消失了吗？
课堂小结：
•能量守恒定律： •能量既不会消灭，也不会创生， •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。

大
宇
千
宙
世
万
界
？
物
纳米层次上实现将
现
光能转化为机械能
能
象
量
相
转
互
化
联
守
系
充电机
恒
电池
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。
方法点拨：
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。
量的总量也越来越少。
（ ×）
练习题
▪ 1、下列过程中，属于内能转化为机械能的是（ D ） A．寒冷天气快速搓手，手会感到暖和 B．水轮机带动发电机发电 C．烧红的铁块放入水中，冷水变热 D．壶中的水沸腾时，壶盖不断地在跳动
▪ 2、能量转化与守恒是自然界的基本规律之一，下列过程中 机械能转化为电能的是（ C ） A．干电池放电 B．给蓄电池充电 C．风力发电 D．电动机带动水泵抽水
钉子的内能
增（加填“减少”“不变”
或“增加”），这是通过 做功 方法
改变了它的内能。
2、冰块沿地面滑动，往往会逐渐融化， 在这一过程中是 机械 能转化为 内 能,
但能量的总量__不_变____。
三、判断题
1.煤的燃烧过程中，煤的化学能转化为内能，
但能量的总量不变。
（√ ）
2.在荡秋千时，停止用力，秋千越摆越低，能
结束语（Complimentary Close）
署名（Signature）

达芬奇设计的永动机
17～18世纪许多机械专家就已经论证了永 动机是不可能的。 法国科学院在1775年就正式决定，不再研 究和试验任何永动机。
自然规律之一
能量守恒定律的建立过程，是人类认识自然的一次 重大的飞跃，是哲学和自然科学长期发展和进步的结 果。它是最普遍、最重要、最可靠的自然规律之一，而 且是大自然普遍和谐性的一种表现形式。 和谐美是科 学的魅力所在。 恩格斯曾经把能量转化和守恒定律称为“伟大的运 动基本规律”，认为它的发现是19世纪自然科学的三 大发现之一 (另两个发现是细胞学说，达尔文的生物 进化论) 。
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风能转化为电能
各种形式的能是可以相互转化的
重力势能转化为电能
电能转化为机械能
各种形式的能是可以相互转化的
电能转化为内能
太阳能转化为电能
各种形式的能是可以相互转化的
光能转化为化学能
化学能转化为电能
水果电池
机械能转 化为内能
摩擦生热
电能转化为 机械能
电动机
电能转化为 光能
灯 泡 发 光 电 解 池
B.动能、势能、电能 D.动能、电能、势能
3.小刘同学分析了四个常见事例中的能量转化，其中不
正确的是
A.在汽油机的做功冲程中，内能转化为机械能 B.摩擦生热，机械能主要转化为内能 C.电热水器工作过程中，电能转化为内能
（D ）
D.跳水运动员在空中下落的过程中,动能转化为重力势
能
4.如图所示四种情景中，能说明电能转化为机械能的是（
为了解释β衰变过程中“消失掉”的那一部分 能量，W.泡利提出，必然还有一种未被认识的 粒子。后来E.费米把这种粒子命名为中微子， 把那一部分“消失掉”的能量又找了回来