内容正文:
第3节 能量的转化和守恒
双基过关
知识点一、能量的转化和转移:
1.自然界中的能量
自然界中的各种现象相互关联,可以从能量的角度反映这种关联。常见的能量有以下几种:
(1)机械能:物体具有的动能和势能之和;
(2)内能:物体内所有分子热运动的动能和分子势能的总和;
(3)化学能:物质发生化学变化时释放出来的能量;
(4)电能:电具有的能量;
(5)光能:光所具有的能量;
(6)其他形式的能:风能、核能、潮汐能等。
2.各种形式能的相互转化
(1)现象探究
①燃料燃烧 化学能→内能
②手来回摩擦生热 机械能→内能
③热机正常运行 化学能→内能→机械能
④水在太阳下暴晒升温 光能→内能
⑤电灯发热发光 电能→光能和内能
⑥电动机正常运行 电能→机械能
⑦风力发电 风能→电能
⑧水力发电 水能→电能
⑨植物光合作用 光能→化学能
⑩摩擦起电 机械能→电能
⑪钻木取火 机械能→内能和光能
⑫运动员撑杆跳高的过程 化学能→动能(助跑过程)→弹性势能(压缩杆的过程)→重力势能(杆恢复运动员上升过程)→动能(运动员下降过程)→弹性势能(落到弹簧垫的过程)
(2)归纳现象,得出结论
①不同形式的能量可以在一定条件下相互转化;
②能量的转化过程是一种形式的能转化为其他形式。
3.能量的转移
能量从一个物体转移到另一个物体,也可以从物体的一部分转移到另一部分,在这个过程中,能的形式没有发生变化。如热传递等。
基础自测:
1.我们的生产与生活总离不开能量及其转化,下列说法正确的是( )
A.提高能量利用中的转化效率是节能问题的核心
B.全自动洗衣机工作时.电能全部转化为机械能
C.吊装码头上,只要货物受到的合力为0,它的能量就不变
D.用燃气灶烧水,只要调大火力,燃气灶的加热效率就提高
【答案】A
【解析】A,正确。B,电能转化为机械能和内能。C,货物所受合外力为0的,可能处于匀速直线上升或静止状态,当匀速上升时,能量增加。D,加大火力,机械效率不会增加,还可能降低。
2.下列过程,属于内能转化为机械能的是( )
A B C D
A.从滑梯上滑下时臀部发热 B. 电热水壶烧水
C.内燃机的做功冲程 D.向下压活塞引燃棉花
【答案】C
【解析】
A、小朋友从滑梯上滑下,身体与滑梯接触部分感觉发热,是摩擦做功,将机械能转化为内能,不符合题意;
B、电热水壶烧水时,电流做功,将电能转化为内能,不符合题意;
C、内燃机的做功冲程,是利用高温高压燃气做功,将内能转化为机械能,符合题意;
D、下压活塞时,活塞对封闭气体做功,机械能转化为内能,不符合题意。
故选:C。
改变内能的方式有两种,做功和热传递。对物体做功,通常是机械能转化为内能,物体对外做功,通常是内能转化为机械能。
机械能与内能的转化主要是通过做功实现的,对物体做功,机械能转化为内能;气体对外做功,内能转化为机械能。
3.如图是汽车四冲程发动机的一个冲程示意图,下列说法正确的是( )
A.该冲程是做功冲程 B.该冲程机械能转化为内能
C.这种汽车对环境没有污染 D.此发动机的效率可达90%
【答案】A
【解析】对于汽油机的四个冲程要加深理解,并且知道从图像上辨别对应冲程。压缩冲程:机械能转化为内能。做功冲程:内能转化为机械能。热机对环境有一定污染,比如废气污染。废气会带走大量的能量,因此热机的效率不可能达到90%。
4.如图所示是演示点火爆炸的实验装置,按动电火花发生器的按钮,点燃盒内酒精,盒盖迅速飞出,这个过程与四冲程汽油机中的哪一个冲程的能量转化相同( )
A.吸气冲程 B.压缩冲程 C.做功冲程 D.排气冲程
【答案】C
【解析】点燃盒内酒精,盒盖被打出去,这是因为酒精燃烧产生的燃气对外做功,燃气的内能转化为盒盖的机械能,故是将内能转化为机械能的过程;做功冲程也是将内能转化为机械能的过程,故选C。
知识点二、能量守恒定律
1.内容:能量既不会凭空消灭,也不会凭空产生,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其他物体,而在转化和转移的过程中,能量的总量保持不变。
2.永动机
(1)概念:不需要动力就能源源不断地对外做功的机器。
(2)从能量转化和守恒定律的角度分析永动机不可能实现的原因
①从能量转化的角度:在能