能 量
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物理能量知识点总结能量是自然界中非常基本的物理量,它是物体所具有的做功能力或者产生热的能力。
在物理学中,能量的概念是非常重要的,它贯穿于整个自然科学的研究之中。
因此,对能量的理解和掌握对于理解自然界的运行规律和科学技术的发展都至关重要。
一、能量的定义和基本概念能量是一种衡量物体运动和变化能力的物理量,它可以改变物体的状态或者做功。
在物理学中,能量的单位是焦耳(J),它的符号是E。
能量的种类有很多,常见的有机械能、热能、光能、化学能、电能等等。
而根据能量的来源,可以分为动能和势能。
动能是物体由于运动而具有的能量,它与物体的质量和速度相关,可以用公式E=1/2mv^2来表示,其中m是物体的质量,v是它的速度。
而势能是物体由于位置或者形状而具有的能量,常见的有重力势能、弹性势能、化学势能等。
动能和势能之间可以相互转换,它们之和构成了机械能。
能量是守恒的,它可以在不同的形式之间转换,但总能量的量是不变的。
这是能量守恒定律,它是自然界的重要规律之一。
在一个封闭系统中,能量不会凭空产生,也不会消失不见,只是在不同的形式之间进行转换。
二、能量守恒和能量转换能量守恒是能量的一个基本特性,它指的是一个封闭系统中的能量总量是不变的。
无论在一个系统内部发生了怎样的能量转化和交换,总能量的量是不变的。
这是能量守恒定律的基本要义。
能量转换是指能量在不同形式之间进行转化的过程。
能量可以以不同的方式进行转换,如动能可以转换为势能,热能可以转换为机械能,光能可以转换为电能等等。
这些转换过程中,总能量的量是守恒的。
在自然界中,能量的转换是普遍存在的。
例如,当一个物体从高处下落,它的势能会转换为动能;当两个物体相互摩擦,它们的机械能会转换为热能;当太阳光照射到太阳能电池上,光能会转换为电能。
这些都是能量转换的例子,它们展示了能量守恒定律的重要性。
三、能量和力的关系在物理学中,能量和力是两个非常基本的物理量,它们之间有着密切的关系。
太阳能电池发电量的测量方法
太阳能电池发电量的测量方法主要包括以下步骤:
1. 选择合适的测试条件:STC(标准测试条件)是太阳能电池板测试条件的工业标准。
标准测试条件包括电池的温度、太阳辐照度和空气质量。
在标准测试条件下,电池的温度为-25℃,太阳辐照度为每平方米1000瓦特,空
气质量为(AM代表空气质量,即大气层的厚度;在赤道,空气质量=1,
在欧洲约为)。
2. 测量太阳辐照度:使用太阳辐照度计测量在一定时间内,落在一定区域的光能数量。
这个数字指的是在一定时间内,落在一定区域的光能数量。
3. 测量电池板的温度:使用温度计测量太阳能电池板的温度。
请注意,这里的温度指的是太阳能电池本身的温度,而不是周围的温度。
4. 测量输出电压和电流:使用电压表和电流表测量太阳能电池板的输出电压和电流。
5. 计算发电量:根据测量的电压、电流和时间,以及太阳辐照度,计算太阳能电池板的发电量。
公式为:发电量 = 电压× 电流× 时间× 太阳辐照度。
6. 重复测量:在不同的时间和天气条件下重复测量,以获得更准确的平均发电量。
需要注意的是,测量过程中应尽可能减小误差,保证测量的准确性。
同时,太阳能电池板的发电量受到多种因素的影响,如太阳辐照度、温度、空气质量等。
因此,在实际应用中,需要根据具体情况对测量结果进行修正和调整。
用能单位节能量计算方法
能源节约是全球性的问题,通过量化和分析能源使用情况,以及
计算能源效率,我们可以知道要实现能源更高效的具体方法。
因此,
采用能源单位节能量计算方法,就显得非常有必要。
根据国家相关政策,能源单位节能量计算采用能源单位和经济单
位的组合计算方法。
能源单位节能量的计算采用节能量与能源消耗负
荷的比率,其中节能量单位为度、立方米、千克等,能源消耗负荷单
位为电、煤、油等。
能源单位节能量的计算方法可以分为两步:
第一步:求出能源总消耗负荷。
通过收集、整理各种类型的能源
使用数据,计算出总能源消耗负荷。
一般来说,每单位能源消耗负荷
都会加上一个修正因子,这个修正因子代表着给定的环境条件和系统
使用要求下能源消耗负荷的变量性。
第二步:求出能源单位节能量。
根据实际消耗的能源数据,把单
位能源总消耗负荷减去未消耗的能源,也就是多余的能源,可以得到
有效的能源单位节能量。
此外,为了更准确地衡量能源节约效果,能源单位节能量计算方
法还可以结合经济单位的指标。
例如,以钱的形式计算能源消耗成本,也可以对未来能源使用行为作出更好的决策。
能源单位节能量计算方法是一种定量分析和衡量能源节约效果的
重要方法。
它不仅可以反映存在的节能现状,而且可以提供参考,帮
助人们更准确、更有效地控制能源使用,以实现节约能源的目的。
用能单位节能量计算报告2018年《用能单位节能量计算方法》发布,本标准替代了2009年发布的《企业节能量计算方法》。
本标准较之2009年标准发生了较大的变化,重新梳理了用能单位节能量计算方法。
本文重点分析新标准中用能单位节能量的计算方法。
一、节能量计算方法种类根据目的和条件不同,用能单位节能量计算方法可以分为两种:整体法和措施法。
01.定义整体法:考察用能单位总的能源消耗的变化,从而得到用能单位节能量,又称自上而下法。
措施法:将用能单位所有能源绩效改进措施实施后的节能量合计计算,从而得到用能单位节能量,又称自下而上法。
02.适用情形采用整体法的两种情况:(1)由于法律、法规或其他要求定期进行节能量计算时;(2)用来评估用能单位能源管理效果时。
当确定一个或多个能源绩效改进措施对用能单位节能量的影响时,宜采用措施法。
03.准确计算节能量的要求无论采用整体法还是措施法进行节能量计算,在这个计算过程中基期能耗和报告期能耗的确定可能会受到各种因素或者条件的影响。
那么将通过什么方法来保证前后变量对于能耗数值确定的影响呢?1.归一化为了达到满足同等需要或达到相同目的的要求,根据相关变量的变化关系,对能源消耗数据进行修正的过程。
即,通过归一化来剔除基期和报告期运行工况差别对能耗的影响,根据变量的调整,来修正基期或者报告期能耗数据。
2.非常规调整为了达到满足同等需要或达到相同目的的要求,对能源基准的调整。
该调整反映的是相关变量或静态因素的非常规变化,这些变化无法用归一化方法修正。
非常规变化情形:(1)基期之后静态因素发生改变;(2)相关变量在两个周期中至少一个周期发生了异常变化;(3)边界改变。
以上情形的变化,通过归一化方法无法修正能耗数据的准确性,进而无法保证节能量计算数据的准确性。
2.整体法计算节能量图片确定用能单位的边界、能源基准、基期和报告期后,对基期和报告期的能源消耗进行归一化,并根据归一化后的基期能源消耗和报告期能源消耗之差计算用能单位节能量。
能量与能量转换能量是自然界中的一种基本物理量,用于描述物体或系统的运动能力。
能量可以来自多种形式,包括热能、电能、光能、化学能等。
能量可以相互转化,通过各种能量转换过程,能量在不同形式之间进行转换,从而实现能量的传递和利用。
一、能量的形式能量存在于多种形式中,下面简要介绍几种常见的能量形式。
1. 动能:物体由于运动而具有的能量称为动能。
动能与物体的质量和速度有关,计算公式为:动能 = 1/2×质量×速度的平方。
例如,一辆汽车以一定速度前进时具有动能,同样地,运动中的人体也具有动能。
2. 重力势能:物体由于处于某个高度而具有的能量称为重力势能。
重力势能与物体的重量和高度有关,计算公式为:重力势能 = 重量×高度。
例如,抬起一块砖头并将其放在高处,这时砖头具有一定的重力势能。
3. 弹性势能:物体由于形变而具有的能量称为弹性势能。
当物体发生形变时,会储存一定的能量,当形变消失时,这部分能量会释放出来。
例如,弹簧被压缩或拉伸时具有弹性势能。
4. 热能:物体内部分子或原子的运动而产生的能量称为热能。
热能是一种微观粒子的运动能量,能够传递给其他物体或转化为其他形式的能量。
5. 电能:带电体所具有的能量称为电能。
当电荷移动时,会带来电能的转换和传递。
例如,电流通过导线时会产生电能。
6. 化学能:物质内部分子之间的化学结合而具有的能量称为化学能。
在化学反应中,化学能可以转化为其他形式的能量。
二、能量的转换能量可以通过各种形式的相互转换进行利用,下面列举几种常见的能量转换过程。
1. 动能转换:动能可以转化为其他形式的能量。
例如,滑坡下滑时物体的动能可以转化为热能和声能。
2. 重力势能转换:重力势能可以转化为动能或其他形式的能量。
例如,物体从高处自由下落时,其重力势能会逐渐转化为动能。
3. 弹性势能转换:弹性势能可以转化为其他形式的能量。
例如,弹簧伸缩时储存的弹性势能可以转化为动能或热能。
能量方程式是物理学中的一种基本方程式,用于描述物体的能量的变化。
通常表示为:
能量方程式:ΔE = Q + W
其中,ΔE表示物体的能量变化量,Q表示热量的变化量,W表示功的变化量。
根据热力学第二定律,热量的变化量Q和功的变化量W之和等于物体的能量变化量ΔE。
因此,通过测量热量的变化量和功的变化量,就可以求出物体的能量变化量。
在物理学中,能量是描述物体运动或者位置的一个量,是物体拥有的动能或者位能的总和。
常见的能量包括动能、势能、热能和化学能等。
动能是指物体拥有的运动能量,常见的动能包括物体的机械能量和电能等。
势能是指物体拥有的位置能量,常见的势能包括物体的重力位能和电势能等。
热能是指物体拥有的热能,常见的热能包括物体的温度和热流量等。
化学能是指物体拥有的化学能,常见的化学能包括物体的化学反应能量和质子势能等。
通过能量方程式,我们可以知道物体的能量的变化规律,并利用这些规律来解决实际问题。
能量的知识点总结一、能量的定义能量是物体具有的用于做功的物理量,通常用符号E表示,单位是焦耳(J),国际单位制规定1焦耳等于1牛米。
在自然界中,能量以多种形式存在,包括机械能、热能、光能、电能、化学能等。
根据不同的形式,能量分为动能、势能、内能等。
动能是物体由于运动而具有的能量,与物体的质量和速度有关;势能是物体由于位置或高度而具有的能量,例如物体在高空具有重力势能。
内能是物体分子和原子的微观运动所具有的能量,主要体现为物体的温度。
二、能量守恒定律能量守恒是物理学中的重要定律,它指出在封闭系统内,能量总是不会减少或增加,只能从一种形式转化为另一种形式。
这意味着能量是宇宙中永恒不灭的。
在能量转化的过程中,总能量守恒,但各种形式的能量并不完全等量转化,而是在转化的过程中发生一定的损耗。
例如,当物体下落时,它的势能逐渐转化为动能,但在这个过程中一部分能量会被转化为热能散失在周围环境中,从而不能完全恢复为动能。
因此,能量守恒定律在能量转化过程中是有效的,但并不意味着所有形式的能量都可以完全转化为另一种形式。
三、能量与力的关系根据牛顿第二定律,物体的加速度和施加在物体上的力成正比,与物体的质量成反比。
根据这个定律,物体的动能和势能都与力有着密切的联系。
例如,当物体受到力的作用时,会加速运动,从而产生动能;当物体处于高度位置时,受重力作用具有重力势能。
力和能量之间的转化通过功的概念体现,功是力对物体所做的功,可以理解为力对物体施加影响的结果。
对于力做功的物体,它的能量会发生变化,能量被转化为其他形式的能量,或被外界做功。
四、能量转化的方式在自然界中,能量可以通过多种方式进行转化。
最常见的方式是机械能的转化,如弹簧振子的动能和势能的周期性转化,自由落体的势能和动能的转化等。
此外,热能的转化也是常见的,如燃烧产生的热能可以转化为机械能;而物体的摩擦会使机械能转化为热能。
光能和电能的转化也是现代科技中广泛应用的方式,如光能可以转化为电能,从而用于太阳能电池;电能可以转化为机械能,用于电动机驱动机械设备。
【能量】一、能量、能的转化和转移1、自然界存在不同形式的能:机械能(声能),内能,电磁能(光能),核能,化学能(生物质能),潮汐能等.2、能量可以从一个物体转移到另一个物体,不同形式的能量都可以互相转化。
如:晒太阳取暖是太阳的内能通过热传递(辐射)转移到人体;植物的光合作用是将光能转化为化学能。
3、做功的过程就是能量转化或转移的过程。
如:摩擦生热的做功过程是机械能转化为内能的过程;运动的物体撞击静止的物体,使静止的物体运动的做功过程是动能转移的过程。
二、机械能1、机械功的两个必要因素:一个是作用力,一个是作用力方向上物体通过的路程,两者缺一不可。
若物体受到了力的作用,也通过了距离.但移动的距离跟受到力的方向垂直时,该力对物体没有做功.2、功率和功是两个不同的概念,做功多不一定做功快;反之,做功快不一定做功多.从公式P=w/t可知,相同的时间内做功多的,功率大;做相同的功,所用时间少的,功率大.v可知,在功率P一定时,力F与速度V成反比。
如汽车上坡时,从公式P=F˙当功率不变,司机采取换挡减小速度,以获得较大的牵引力;若要保持速度不变,只有加大油门,增大汽车实际功率了。
3、机械效率等于有用功跟总功的比值,η=W有用/ W总<100%。
机械效率与机械是否省力,机械功率的大小,做功的多少是无关的。
4、对于给定的滑轮组,它的机械效率不是固定不变的。
W总= W有用+ W额外,提高机械效率主要措施有:⑴增大提升的物重(不超过绳子所能承受的最大物重),以增大有用功在总功中的比例,提高效率.⑵在滑轮的转轴中加润滑油,减小摩擦阻力;减小动滑轮的自重。
即在有用功一定的情况下,减少额外功,提高效率。
5、物体做功的本领叫做能(或能量),物体能够做多少功,它就具有多少能。
⑴物体由于运动而具有动能,物体的速度v越大,质量m越大,它具有的动能就越大。
⑵物体由于发生弹性形变而具有弹性势能,弹性物体的弹性形变越大,它具有的弹性势能就越大。
⑶物体由于被举高而具有重力势能,物体被举得越高h,质量m越大,它具有的重力势能就越大。
6、动能和势能统称为机械能。
动能和势能在一定条件下可以相互转化,在转化过程中,如果没有其他形式的能产生,则机械能的总量保持不变。
如忽略空气阻力时,空中下落石头,机械能的总量保持不变。
三、内能1、正确区分物体的内能与机械能⑴内能和机械能是两种不同形式的能:机械能是由物体的质量、速度、弹性形变和相对于地面的位置所决定的.内能是由物体内分子的个数,分子的质量,热运动的激烈程度和分子间相对位置所决定的。
⑵物体内部大量分子一直在不停息地做无规则的运动(热运动),所以一切物体都具有内能(热能),但一个物体不一定具有机械能。
如停在水平地面上的汽车,它可以不具有机械能,但一定具有内能。
⑶当物体温度升高时,物体的内能就增加.但物体的机械能不增加.2、温度、内能和热量的区别。
⑴温度表示物体冷热程度,温度是大量分子热运动激烈程度的标志。
⑵内能是一种形式的能。
它是物体内所有分子无规则运动所具有的动能和分子势能的总和。
⑶热量是在热传递过程中转移的内能.不能说“物体的热量是多少”或“物体含有多少热量”。
在热传递过程中,内能总是从高温物体转移到低温物体,直至温度相同,说明内能的转移具有方向性。
⑷温度只能说“升高、降低或不变",内能只能说“具有、增加或减少”,热量只能说“吸收、放出”.⑸热量和温度、内能是实质不同的物理量,它们之间又有一定的联系。
注意:在不发生物态变化时,物体吸收了热量,它的内能增加,表现为分子平均动能增加,温度升高。
在发生物态变化时(熔解或沸腾),它的内能增加,表现为分子势能增加,温度不升高。
3、改变物体内能有两种方式:做功和热传递。
对改变物体的内能,做功和热传递是等效的。
区别:热传递是内能在物体之间转移,内能总量不发生变化;做功是其它形式能与内能的转化,内能总量发生变化。
4、热机是利用燃料燃烧获得的内能转化为机械能的机器.(汽油机有火花塞,柴油机有喷油嘴).⑴汽油机的一个工作循环由吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成,且不断地循环进行。
每个工作循环,活塞往复2次,曲轴旋转2圈,对外做一次功。
在做功冲程中内能转化为机械能。
在压缩冲程中机械能转化为内能。
汽油机启动要靠外力做功,而完成一个循环之后的下一个工作循环的启动,要靠飞轮的惯性来完成.⑵燃料的热值q表示1kg的某种燃料完全燃烧时所放出的热量,单位是。
燃料不完全燃J/kg,(气体常用J/m3)。
燃料完全燃烧所放出的热量:Q qm=放烧所放出的热量:Q qmη(η为燃烧效率)。
=放⑶热机的效率η:η=(用来做有用功的那部分能量)/(燃料完全燃烧所获得的能量)。
5、正确理解比热容的概念⑴比热容是单位质量的某种物质温度升高(降低)1℃所吸收(放出)的热量.是物质的一种热学特性比热容是物质本身的一种属性,不同物质的比热容是不同的,是鉴别物质的方法之一.注意:水的比热容最大;同种物质物态不同,比热容也不同。
如水(4.2×103J/(kg ·℃)和冰(2.1×103J/(kg ·℃). ⑵虽然某种物质的比热容可以用)()(00t t m Q C t t m Q C -=-=放吸或来计算,但某种物质的比热容跟它吸、放热的多少,质量的大小,升温或降温的多少无关。
⑶在没有物态变化时,热量的计算Q 吸=cm △t,说明物体吸收热量的多少跟c 、m 和△t 有关,跟物体的初温t 0或末温t 无关。
四、电磁能1、电源是将其它形式能转化为电能的装置,用电器是将电能转化为其它形式能的装置。
电路连接方式可根据电流的流向来判断:让电流从电源正极流出,经过各用电器回到电源负极。
⑴若只有一条通路经过各用电器,一定是串联;⑵若在某接点处分开有几条通路并列经过各用电器至另接点处汇合,则在两接点间的电路是并联。
电路故障通常是:⑴某处断开,该电路中没有电流;⑵某用电器被短路,该用电器没有电流通过。
2、电流及电流表的使用电流的存在:可以通过电流的热效应、磁效应、化学效应来判定电流的存在.(转换法)⑴电路中电流方向由电源的正极到电源的负极.⑵使用电流表时要注意:①调零;②电流表(内阻极小)必须串联在要测量的那部分导体的电路中,使电流从正接线柱流入,从负接线柱流出;③要选择适当的量程,正确读数。
注意:决不允许把电流表直接连接到电源的两极,造成电源短路,也不能直接接在用电器两端。
3、电压及电压表的使用⑴当导体两端加有电压时,自由移动的电荷在电压作用下定向移动形成电流。
把能提供电压的器件称为电源。
(注意:废电池的回收和利用)⑵使用伏特表时要注意:①调零;②伏特表(内阻极大)必须并联在待测电路的两端,它的正接线柱跟电源正极一端相连,使电流从正接线柱流入,从负接线柱流出;③要选择适当的量程,正确读数。
4、在判断电路连接方式时,有电流表的电路,电流表可看成一根导线.在有伏特表的电路,可看成断路5、电阻及变阻器⑴电阻是表示导体本身对电流的阻碍作用,是导体本身的一种电学特性,金属导体电阻的大小与导体的长度、横截面积、材料和温度有关,与外界其它条件无关(注意:白炽灯的冷态电阻与热态电阻相差很大)。
⑵几种常用的测量定值电阻的电路和测量方法。
(不考虑温度的影响)①“伏安法”:分别测出U x 、I X ,R x =U x / I X 。
②“伏阻法”:R 0与R x 串联,分别测出U 0、U x ,则R x =U x R 0/ U 0。
③“安阻法”:R 0与R x 并联,分别测出I 0、I x ,则R x = I 0 R 0/ I x 。
④“等效法(电阻箱法):替代时保持U 或I 不变,则R x =R 。
注意:在不同电压下测量电灯的电阻值是不相等(因与温度有关),不能用平均值作为电灯的电阻.⑶滑动变阻器是靠改变接入电路中的电阻丝的长度来实现变阻的,正确的接法是“一上、一下”,将滑动变阻器串联在电路中,闭合电路前,一般将阻值调至最大。
电位器也是靠改变接入电路中的电阻的大小来实现变阻的,正确的接法是“一中、一边”。
电阻箱则是靠改变接入电路中的电阻箱内不同阻值的电阻器来实现变阻的,可直接读出阻值大小。
6、正确理解欧姆定律⑴采用控制变量法研究得到I=U/R ,即I 与U 成正比;与R 成反比的关系.(公式R=U/I,不可理解为R 与U 成正比,与I 成反比,因为比值U/I 表示导体本身的一种属性,它的大小与电压、电流大小无关)。
实验电路中滑动变阻器的作用:①当R 不变时,移动滑片P ,可改变V(调节作用),研究I 与U 的关系;②当改变R 后,移动滑片P ,可保持V 不变(控制作用),研究I 与R 的关系。
⑵要特别注意定律叙述中两处出现“这段导体”的文字。
公式I=U/R 所反映的是同一段电路的I 、U 、R 三个量之间的关系,所以解题时必须注意这三个量的“对应”和“同时”关系。
如图甲所示,闭合开关S,滑动变阻器取四个不同阻值时,可以得出电流表和电压表的四组对应的值。
这四组对应的值在图乙的U-I 坐标中分别用a 、b 、c 、d 四个点表示,(坐标原点表示的电压值和电流值均为零)。
由这四个点做出的U-I 图像为一条直线,延长直线交纵轴(U 轴)于E 点,交横轴(I 轴)于F 点,若电源电压为U 0,定值电阻的阻值为R 0,据此分析:(1)E 点表示的电流表为0、电压表的示数为U 0,此时电路处于断路状态。
(2)F 点表示电压表为0,电流表的示数为U 0/ R 0,不为0,此时电路处于通路状态,滑动变阻器的阻值为0。
7、正确分析电路的变化⑴对滑动变阻器滑片的移动,引起的电路变化分析:①滑动变阻器的阻值增大,不管电路是串联还是并联,电路总电阻一定增大;反之减小。
②根据欧姆定律,由于电源电压(即电路总电压)不变,由总电阻的变化可知电路中总电流的变化。
③若有两条支路,先确定电阻“不变”支路的电流、电压变化关系,再确定电阻变化支路的电流、电压变化关系。
⑵由于开关接通、断开改变电路,引起的电路变化时:首先根据题意画出开关状态变化后的“等效”电路图,再确定各用电器的串、并联关系,然后求解。
8、正确理解电功和电功率⑴电功:电流做功的过程就是电能转化为其它形式能(内能、机械能、光能、声能和化学能等)的过程。
注意电流通过用电器做功时,常常同时转化为几种不同形式的能.如电动机中电能转化为机械能和内能电功的计算:公式W=UIt 和W=Pt ,适用于任何用电器或电路。
而推导公式:W=I 2Rt 和W=U 2t/R ,只适用于计算将电能完全转化为内能的用电器或电路(纯电阻电路)。
电功的单位:焦耳(J),实用单位为千瓦时(kW ·h),俗称度.1 kW ·h= 3.6×106J 。