第七章 C 能的转化的方向性能源开发—沪科版（上海）高二物理第一学期（试用版）讲义

第7章 内能 能量守恒定律 C 能的转化的方向性能源开发 一、学习要求 知道自然过程具有方向性，知道能量的耗散与退化；知道能源的种类，认识分类的方法。通过对能源开发等问题的学习和讨论，懂得新能源开发和节能对人类生存和发展的深远意义。 二、要点辨析 1．能的转化的方向性 科学家通过大量事实表明，自然界中的变化过程具有方向性，它们只能自发地朝某个方向发生。能的转化过程同样具有方向性。例如，在热传递过程中，热量只能自发地从高温物体向低温物体传递。又如，在做功产生热的过程中，物体能通过克服摩擦力做功将机械能转变为内能，而不可能自发地将内能转变为机械能。热传递、摩擦生热和气体自由膨胀是物理学中三类典型的单向性过程。正是由于能的转化具有方向性，人类面临着日益严重的能源危机。 2．能源的分类 （1）按能的来源以及可否重复利用分为： 一次能源：直接来自于自然界的能源，如太阳能，石油等。 二次能源：从一次能源转化而来的能源，如电能、热能等。 （2）按能源开发先后和技术成熟程度来分： 常规能源：技术上比较成熟、使用较普遍的能源。 新能源：近几十年开始利用或正在研究开发的能源。 （3）按能源转化利用的方式分： 燃料能源。 非燃料能源。 注意上述能源分类是依据不同的标准来分的，可交叉。 3．一些常见能源的分类 常见能源 类别 一次能源 二次能源 新能源 燃料能源 核能 沼气 非燃料能源 太阳能、风能、海洋能、潮汐能、地热能 常规能源 燃料能源 煤、原油、天然气、油砂、生物燃料 煤气、焦炭、汽油、柴油、甲醇、酒精、丙烷、火药 非燃料能源 水能 电能、热水、蒸汽 4．太阳能与其他能的关系 地球上的大部分能源，如煤炭、石油、天然气和植物等的化学能，以及风能、海洋能（除潮汐能，它是由月球、太阳引力所引起的）、水能等，归根到底均来自于太阳能，是地球上的物体把太阳能转化为其他能后贮藏起来的。而我们现在所讲的新能源的太阳能，是指直接利用辐射到地球上的太阳能。 三、例题分析 【例】某同学设想了一种循环利用能量的方案：如图所示，将汽油燃烧推动内燃机工作，再由它带动发电机发电，电能通过各种用电器转化为内能，将内能收集起来输入内燃机，这样可以用少量汽油就能维持能量的循环使用，你认为这个方案可行吗？ 【解答】这种设计是不可行的，事实上燃料释放的能量，用电器发热后获得