3.3 能量守恒定律 课件 -湖南省长沙市长郡中学2021-2022学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第三册

湖南长郡卫星远程学校 录制 2022年上学期 制作 10 长沙市长郡中学 瞿成建 让"饮水小鸭""喝"完一口水后，直立起来。直立一会儿，又会慢慢俯下身去，再"喝"一口，然后又会直立起来。如此循环往复、、、、、 这种"饮水小鸭"玩具是一架永动机吗? 问题导入 湖南长郡卫星远程学校 录制 2022年上学期 制作 10 长沙市长郡中学 瞿成建 一、探索能量守恒的足迹 1. 人类对能量的认识 能量的概念是人类在对物质运动规律进行长期探索中建立起来的。所有自然现象都涉及能量，不同形式的运动都可以用能量来描述。 内能 机械能 光能 湖南长郡卫星远程学校 录制 2022年上学期 制作 10 长沙市长郡中学 瞿成建 要用联系的观点去观察自然，我们可以用能量的观念把热、电、光、磁等都统一起来描述。各种能量之间是可以相互转化的。 机械能转化 电磁转化 热电转化 湖南长郡卫星远程学校 录制 2022年上学期 制作 10 长沙市长郡中学 瞿成建 2. 能量守恒观念的形成 盖斯 迈尔 焦耳 亥姆霍兹 化学反应放出的热量与反应步骤无关 功热等价 提出能量 守恒的思想 概括和总结 能量守恒定律 湖南长郡卫星远程学校 录制 2022年上学期 制作 10 长沙市长郡中学 瞿成建 二、能量守恒定律 能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变。 ①热力学领域：ΔU=Q+W 热传递：能量的转移 做功：机械能和内能的转化 热力学第一定律其实就是能量守恒定律在热学中的体现 湖南长郡卫星远程学校 录制 2022年上学期 制作 10 长沙市长郡中学 瞿成建 ②在力学中：机械能守恒定律 ③在电学中：闭合电路欧姆定律 ④在电磁学中：楞次定律 能量守恒定律的具体体现 所以说能量守恒定律是自然界最普遍、最和谐、最可靠的自然规律。 湖南长郡卫星远程学校 录制 2022年上学期 制作 10 长沙市长郡中学 瞿成建 能量守恒定律说明： ①自然界存在着多种不同形式的运动，每种运动对应着一种形式的能量。 机械运动———机械能 热运动———内能 化学运动——化学能 电荷运动——电能 生物运动——生物能 原子核内部的运动——原子能 ②不同形式的能量之间可以相互转化。 ③能量守恒定律适用于任何物理现象和物理过程。 湖南长郡卫星远程学校 录制 2022年上学期 制作 10 长沙市长郡中学 瞿成建 三、永动机不可能制成 正是因为小鸭头部"饮水"后水不断蒸发，吸收了察觉不到的空气的热量，重心不断的转移，才使小鸭能够持续工作下去。 湖南长郡卫星远程学校 录制 2022年上学期 制作 10 长沙市长郡中学 瞿成建 思考与讨论 17～18世纪，许多人致力于制造一种机器，它不需要任何动力或燃料，却能不断地对外做功，史称"第一类永动机"。图3.3-2展示了其中的一种设计。然而，为此目的的任何尝试都失败了。这是为什么呢? 湖南长郡卫星远程学校 录制 2022年上学期 制作 10 长沙市长郡中学 瞿成建 任何动力机械的作用都是把其他形式的能转化为机械能。 化学能→内能→机械能 电能→机械能 永动机的思想违背了能量守恒定律，所以是不可能制成的。 湖南长郡卫星远程学校 录制 2022年上学期 制作 10 长沙市长郡中学 瞿成建 一个热力学系统的内能变化量等于外界向他传递的热量与外界对他所做的功的和。这就是著名的热力学第一定律。 ΔU=W+Q 物理量 符号 意义 符号 意义 W + 外界对系统做功 － 系统对外界做功 Q + 物体吸热 － 物体放热 ΔU + 内能增加 － 内能减少 课堂小结 湖南长郡卫星远程学校 录制 2022年上学期 制作 10 长沙市长郡中学 瞿成建 能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变。 1. 能量守恒定律： ①自然界存在着多种不同形式的运动，每种运动对应着一种形式的 能量。 ②不同形式的能量之间可以相互转化。 ③能量守恒定律适用于任何物理现象和物理过程。 2. 永动机不可能制成，违背了能量守恒定律。 湖南长郡卫星远程学校 录制 2022年上学期 制作 10 长沙市长郡中学 瞿成建 例1. 对一定量的气体，下列说法正确的是( ) A. 在体积缓慢地不断增大的过程中，气体一定对外界做功 B. 在压强不断增大的过程中，外界对气体一定做功