内容正文:
我们已经重点研究了机械能。除此而外能量还有内能、电磁能、光能、化学能、核能、生物能等多种形式。
能量概念的重要性,就表现在能量不仅可以相互转化,而且在转化过程中总是守恒的。
今天我们来研究能量的转化问题。我们从小汽车的能量转化入手来研究。
小汽车的部分结构示意图
车灯
发动机
蓄电池
发电机
电动机
空 调
音响
排气管
核 爆 炸
核 能
光、热辐射
冲击波
人类的食物
动植物体的
化学能
人体内的化学能
雷 电
电 能
光能
声能
太阳能热电站的光反射板
塔式太阳能热电站
光能
热能
(内能)
电能
迈尔(1814-1878)
迈 尔 的 研 究
能量守恒定律的确立
德国医生迈尔分析了25种能量的转化和守恒现象,成为世界上首先阐述能量守恒思想的人。
焦耳(1818-1889)
焦耳的研究
英国物理学家焦耳研究了电流的热效应等,为能量守恒定律的发现奠定了坚实的实验基础
亥姆霍兹的研究
德国学者亥姆霍兹在《论力的守恒》中,总结了许多人的工作,分析了化学,机械,电磁,光等不同形式能的转化和守恒,坚信“永动机”是不可能实现的。
在论文中,他把能量概念从机械运动推广到热、电、磁、乃至生命过程,提出了普遍的能量守恒原理,对能量守恒做了清晰、全面的论述,为人们深入的理解自然界的统一性提供了有力武器。他的思想用现代的话来概括,就是:
能量既不能凭空产生,也不能凭空消失,它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,在转化或转移的过程中其总量不变。
上面这段话后来被称为能量守恒定律。
二:能量守恒定律
能量守恒定律的表达式:
(1):从不同状态看,
(2)从能量的转化角度看
(3)从能量的转移角度看
能量转化与守恒定律是19世纪最伟大的发现之一。它不仅适用于无机界,也适用于生命过程,是自然界中最基本,最普遍的规律。
利用能量守恒定律解题的基本思路:
(1):某种形式的能量减少,一定存在其他形式的能量增加,且减少量一定和增加量相等。
(2):某个物体的能量减少,一定存在其他物体的能量增加,且减少量和增加量一定相等。
利用能量守恒定律解题的步骤:
(1):确定研究对象和过程,分清有多少种形式的能量在变化(如:机械能,动能,势能等)
(2):分别列出减少的能量 和增加的能量