7.10能量守恒定律与能源 分享资料
- 格式:ppt
- 大小:822.50 KB
- 文档页数:24
《能量守恒定律与能源》知识清单一、能量守恒定律能量守恒定律是自然界的基本定律之一,它指出在一个封闭系统中,能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,只会从一种形式转化为另一种形式,或者从一个物体转移到另一个物体,而总的能量保持不变。
这个定律具有极其广泛的应用和重要意义。
比如,在机械运动中,动能和势能可以相互转化,但总能量不变。
当一个物体从高处下落时,重力势能逐渐减小,而动能逐渐增加,在不考虑空气阻力的情况下,势能的减少量等于动能的增加量。
在热学领域,热能和其他形式的能量也遵循能量守恒定律。
例如,燃料燃烧时,化学能转化为热能,如果用这些热能来驱动机器做功,一部分热能又会转化为机械能。
能量守恒定律还可以解释许多日常生活中的现象。
比如,我们使用的电灯,电能转化为光能和热能;汽车的发动机,燃料的化学能转化为机械能和热能。
二、能源的定义与分类能源,简单来说,就是能够为人类提供能量的物质或资源。
按照能源的形成和来源,可以分为以下几类:1、一次能源:直接来自自然界,未经加工转换的能源。
比如,煤炭、石油、天然气、风能、水能、太阳能等。
2、二次能源:由一次能源经过加工转换以后得到的能源。
例如,电能、汽油、柴油、氢能等。
按照能源能否再生,又可以分为:1、可再生能源:在自然界中可以不断再生、永续利用的能源。
像太阳能、风能、水能、生物质能等。
2、不可再生能源:在自然界中经过亿万年形成,短期内无法恢复且随着大规模开发利用,储量越来越少总有枯竭一天的能源。
典型的有煤炭、石油、天然气等化石能源。
三、常见能源的特点1、煤炭煤炭是一种重要的化石能源,具有储量丰富、分布广泛的特点。
但煤炭的使用会带来严重的环境污染,如产生大量的二氧化碳、二氧化硫等有害气体。
2、石油石油是现代工业的“血液”,广泛用于交通运输、化工等领域。
然而,石油资源的分布不均,且开采和使用过程中也会对环境造成污染。
3、天然气相对煤炭和石油,天然气是一种较为清洁的化石能源,燃烧产生的污染物较少。
《能量守恒定律与能源》讲义一、能量守恒定律的发现与发展在探索自然界的奥秘中,能量守恒定律无疑是一座重要的里程碑。
这一定律的发现并非一蹴而就,而是经过了众多科学家的不懈努力和逐步积累。
早在 19 世纪,科学家们就开始对各种形式的能量进行研究。
迈尔医生通过对人体新陈代谢的观察,提出了能量转化与守恒的思想。
焦耳则通过一系列精确的实验,定量地证明了电能与热能之间的转化关系,为能量守恒定律提供了坚实的实验基础。
亥姆霍兹在总结前人工作的基础上,系统地阐述了能量守恒定律。
他指出,能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,它只会从一种形式转化为另一种形式,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。
能量守恒定律的发现,彻底改变了人们对自然界的认识。
它揭示了自然界中各种现象之间的内在联系,使得物理学的各个分支得以统一。
二、能量守恒定律的内涵能量守恒定律是自然界最基本的定律之一,它具有极其丰富的内涵。
首先,能量的形式多种多样,如机械能、内能、电能、光能、化学能等等。
这些不同形式的能量可以相互转化。
例如,当物体下落时,重力势能转化为动能;燃料燃烧时,化学能转化为内能。
其次,能量的转化和转移是有方向性的。
例如,热传递过程中,热量只能自发地从高温物体传递到低温物体,而不能反向传递。
这就导致了在实际的能量利用过程中,总会存在能量的损耗和浪费。
再者,能量守恒定律适用于一切宏观和微观的物理过程。
无论是宇宙天体的运行,还是原子、分子内部的微观粒子运动,都遵循着能量守恒定律。
三、能量守恒定律的应用能量守恒定律在生活和科学技术中有着广泛的应用。
在工程领域,例如汽车发动机的设计,就需要考虑燃料燃烧产生的能量如何有效地转化为机械能,以提高发动机的效率。
在能源开发方面,对太阳能、风能、水能等可再生能源的利用,也是基于能量守恒定律。
通过将这些能源转化为电能或其他形式的可用能源,为人类的生产和生活提供动力。
在日常生活中,我们使用的各种电器设备,如电灯、空调、冰箱等,其工作原理都离不开能量守恒定律。
能量守恒定律与能源知识点一、能量的转化与守恒1.化学能:由于化学反应,物质的分子结构变化而产生的能量。
2.核能:由于核反应,物质的原子结构发生变化而产生的能量。
3.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另一种形式,或者从一个物体转移到另一个物体,而能的总量保持不变。
●内容: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。
即E机械能1+E其它1=E机械能2+E其它2●能量耗散:无法将释放能量收集起来重新利用的现象叫能量耗散,它反映了自然界中能量转化具有方向性。
二、能源与社会1.可再生能源:可以长期提供或可以再生的能源。
2.不可再生能源:一旦消耗就很难再生的能源。
3.能源与环境:合理利用能源,减少环境污染,要节约能源、开发新能源。
三、开发新能源1.太阳能2.核能3.核能发电4、其它新能源:地热能、潮汐能、风能。
能源的分类和能量的转化能源品种繁多,按其来源可以分为三大类:一是来自地球以外的太阳能,除太阳的辐射能之外,煤炭、石油、天然气、水能、风能等都间接来自太阳能;第二类来自地球本身,如地热能,原子核能(核燃料铀、钍等存在于地球自然界);第三类则是由月球、太阳等天体对地球的引力而产生的能量,如潮汐能。
【一次能源】指在自然界现成存在,可以直接取得且不必改变其基本形态的能源,如煤炭、天然气、地热、水能等。
由一次能源经过加工或转换成另一种形态的能源产品,如电力、焦炭、汽油、柴油、煤气等属于二次能源。
【常规能源】也叫传统能源,就是指已经大规模生产和广泛利用的能源。
表2-1所统计的几种能源中如煤炭、石油、天然气、核能等都属一次性非再生的常规能源。
而水电则属于再生能源,如葛洲坝水电站和未来的三峡水电站,只要长江水不干涸,发电也就不会停止。
煤和石油天然气则不然,它们在地壳中是经千百万年形成的(按现在的采用速率,石油可用几十年,煤炭可用几百年),这些能源短期内不可能再生,因而人们对此有危机感是很自然的。
7.10能量守恒定律与能源【自主学习】1.能量守恒定律:(1)导致能量守恒定律最后确立的两类重要事实是:确认了永动机的不可能性和发现了各种自然现象之间的和转化;(2)内容:能量既不会凭空,也不会凭空,它只能从一种形式为另一种形式,或者从一个物体到别的物体,在转化或转移的过程中,能量的总量。
2.能源和能量耗散:(1)人类对能源的利用大致经历了三个时期,即时期、时期、时期。
自工业革命以来,和成为人类的主要能源;(2) 和环境恶化已经成为关系到人类社会能否持续发展的大问题;(3)燃料燃烧时,一旦把热量释放出去,就不会再次聚集起来供人类重新利用。
电池中的化学能转化为电能,电能又通过灯泡转化为内能和光能,热和光被其他物质吸收之后变成周围环境的内能,我们无法把这些内能收集起来重新利用,这种现象叫做能量耗散;(4)能量耗散表明,在能源的利用过程中,即在能量的转化过程中,能量在数量上,但在可利用的品质上了,从便于利用的变成的了。
这是能源危机的深层次的含意,也是“自然界的能量虽然守恒,但还是要节约能源”的根本原因;(5)能量耗散从能量转化的角度反映出自然界中宏观过程的。
【课堂探究】一、能量守恒定律1.在验证机械能守恒定律的实验中,重物带着纸带下落时,计算结果发现,减少的重力势能的值大于增加的动能的值,即机械能的总量在减少。
原因是纸带和打点计时器之间的摩擦力和空气阻力对实验器材的作用。
这是否说明有一部分能量消失了呢?2.生活中还有很多能量转化或转移的例子,请同学们举出几例,并说明其中的能量转化或转移过程?3.历史上曾有人设想制造一种不需要消耗任何能源就可以不断做功的机器,即永动机,这样的机器能不能制成?为什么?4.能量守恒定律说明:能量守恒定律的建立,是人类认识自然的一次重大飞跃,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。
该定律是贯穿整个物理学的基本规律之一。
《能量守恒定律与能源》讲义一、能量守恒定律的基本概念能量守恒定律是自然界中最基本、最普遍的定律之一。
它指出,在一个封闭系统中,能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,只能从一种形式转化为另一种形式,或者从一个物体转移到另一个物体,而能量的总量保持不变。
这个定律就像是一个永不失衡的天平,无论系统内发生怎样的变化,能量的总和始终维持恒定。
比如说,当一个物体从高处下落时,它的重力势能逐渐转化为动能,但其总能量(重力势能与动能之和)始终不变。
为了更好地理解能量守恒定律,我们可以想象一个简单的例子:有一个封闭的箱子,里面有一个弹簧和一个小球。
当我们压缩弹簧时,弹簧储存了弹性势能。
当我们松开弹簧,弹性势能就转化为小球的动能,使小球运动起来。
在整个过程中,箱子内的总能量没有发生变化。
二、能量守恒定律的发现历程能量守恒定律的发现并非一蹴而就,而是经过了众多科学家的不懈努力和探索。
在 18 世纪末 19 世纪初,许多科学家分别在不同的领域做出了重要的贡献。
焦耳通过实验精确地测定了热功当量,表明了机械能和热能之间的转化关系。
迈尔从生理学的角度出发,通过对人体新陈代谢的研究,提出了能量守恒的思想。
亥姆霍兹则在理论上对能量守恒定律进行了系统的阐述和总结。
这些科学家的工作相互补充和印证,最终使能量守恒定律得到了广泛的认可和确立。
三、能量守恒定律的应用能量守恒定律在物理学的各个领域都有着广泛的应用。
在力学中,当物体在各种力的作用下运动时,动能和势能之间不断地相互转化,但总能量始终不变。
在热学中,热量的传递和转化遵循能量守恒定律。
例如,在热机中,燃料燃烧产生的内能一部分转化为机械能对外做功,另一部分以废热的形式散失。
在电学中,电能和其他形式的能量相互转化时,总能量也保持不变。
比如,电动机将电能转化为机械能,发电机则将机械能转化为电能。
能量守恒定律还在化学、天文学等领域发挥着重要的作用。
它为我们分析和解决各种物理问题提供了有力的工具。
§7.10 能量守恒定律与能源《§710 能量守恒定律与能源》在我们生活的这个世界里,能量守恒定律是一条极其重要的基本法则。
它就像一个无处不在的“监督者”,掌控着能量在各种形式之间的转换。
什么是能量守恒定律呢?简单来说,就是在一个封闭的系统中,能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,它只会从一种形式转化为另一种形式,或者从一个物体转移到另一个物体,而总的能量始终保持不变。
想象一下,你把一个球从高处扔下来。
在高处时,球具有重力势能。
随着球往下落,重力势能逐渐减少,而速度越来越快,动能逐渐增加。
当球落地的瞬间,重力势能几乎降为零,而动能达到最大值。
整个过程中,能量的总量没有发生变化,只是重力势能转化成了动能。
再比如,一辆汽车在行驶中,燃料燃烧产生的化学能转化为热能和机械能,推动汽车前进。
当汽车刹车时,机械能又通过摩擦力转化为热能。
能量守恒定律的意义深远而广泛。
它帮助我们理解自然界中各种各样的现象和过程。
从微观的原子、分子层面,到宏观的天体运动,能量守恒定律都在发挥着作用。
在日常生活中,能量守恒定律也与我们息息相关。
比如,我们使用的各种电器,电能转化为光能、热能、机械能等,为我们的生活带来便利。
然而,在人类社会的发展过程中,能源问题一直是一个备受关注的焦点。
能源,是能够提供能量的资源。
我们常见的能源有煤炭、石油、天然气等化石能源,还有水能、风能、太阳能等可再生能源。
化石能源在过去的几个世纪里为人类社会的进步做出了巨大的贡献。
但随着时间的推移,它们带来的问题也逐渐显现出来。
首先,化石能源是有限的,它们的储量在不断减少。
按照目前的开采和使用速度,总有一天会枯竭。
其次,使用化石能源会产生大量的污染物,对环境造成严重的破坏,导致气候变化、空气污染等问题。
为了解决这些问题,人们越来越重视可再生能源的开发和利用。
水能是一种比较常见的可再生能源,通过建造水电站,利用水的势能转化为电能。
风能则是依靠风力发电机,将风的动能转化为电能。
《能量守恒定律与能源》知识清单一、能量守恒定律能量守恒定律是自然界最基本的定律之一。
它指出,在一个封闭系统中,能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,只能从一种形式转化为另一种形式,或者从一个物体转移到另一个物体,而总的能量保持不变。
例如,当我们把一个球从高处扔下,球的重力势能逐渐转化为动能。
在这个过程中,能量的总量始终不变。
又比如,在一个电路中,电能可以转化为热能、光能等形式,但整个电路中的能量总和始终保持不变。
能量守恒定律的意义非常重大。
它让我们能够理解和预测各种自然现象和物理过程中的能量变化。
同时,也为我们开发和利用能源提供了重要的理论依据。
二、能源的分类能源按照不同的标准可以分为多种类型。
1、按照来源分类(1)来自太阳的能源:太阳能是地球上最主要的能源来源之一。
包括直接的太阳能辐射,以及由太阳能间接产生的风能、水能、生物质能等。
(2)来自地球内部的能源:如地热能,是由地球内部的放射性元素衰变产生的热量所形成的能源。
(3)来自天体引力的能源:潮汐能就是由于天体之间的引力作用产生的能源。
2、按照能否再生分类(1)可再生能源:太阳能、风能、水能、生物质能等,这些能源在自然界中可以不断地再生。
(2)不可再生能源:如煤炭、石油、天然气等化石能源,以及核能中的核燃料,它们在地球上的储量是有限的,一旦消耗完就很难在短期内恢复。
3、按照使用方式分类(1)一次能源:直接从自然界获取的能源,如煤炭、石油、天然气、水能等。
(2)二次能源:由一次能源经过加工转换得到的能源,如电能、汽油、柴油等。
三、常见能源的特点和利用1、煤炭煤炭是一种重要的化石能源,具有储量丰富、分布广泛等特点。
但煤炭的使用会带来严重的环境污染,如产生大量的二氧化碳、二氧化硫等气体。
2、石油石油是现代工业的“血液”,广泛用于交通运输、化工等领域。
然而,石油的开采和使用也会对环境造成一定的影响,并且其储量有限。
3、天然气天然气是一种相对清洁的化石能源,燃烧产生的污染物较少。