3.8 能量的转化与守恒 课件---2023-2024学年浙教版科学九年级上册

第3章 能量的转化与守恒 第8节 能量的转化与守恒 一、能量的相互转化 动能和势能之间可以相互转化。 那么，其他形式的能量是否也会发生相互转化呢？ 能量有机械能、内能、化学能、电能、核能等多种形式，各种形式的能量不是孤立的，而是相互联系的。 能量的转移和变化 1 将金属勺放入热水中，金属勺和热水的能量怎样变化？ 热水和金属勺具有内能 热水的内能 金属勺的内能 转移 热水温度 金属勺温度 升高 降低 A物体匀速上升，B物体匀速下降。它们的能量怎样变化 ？ B物体的势能 A物体的势能 转移 A物体和B物体具有动能和势能 A物体 B物体 高度减小，势能减小 高度增大，势能增大 发生森林火灾时，能量怎样变化？ 森林具有化学能 化学能 内能 转化 特技跳伞运动员在空中下落，还没有打开降落伞之前，运动员的能量如何变化？ 跳伞运动员具有动能和势能， 势能 动能 转化 运动员的高度 ，势能 减小 减小 运动员的速度 ，动能 增大 增大 能量可以在两个物体之间转移，能量形式也可以转化。 太阳能的转化 2 太阳光照射绿色植物，植物通过光合作用将电磁能（光能）转变为化学能储存在植物里。 太阳光照射到电池板上，将电磁能（光能）转化为电能。 太阳光照射到大气层中，使大气产生对流，将电磁能（光能）转变为空气的动能。 太阳光照射太阳能热水器，使水的温度升高，将电磁能（光能）转变为水的内能。 人体能量的来源及转化 3 人吃进各种食物，食物消化后被吸收的营养物质由血液输送到人体各处。 食物的化学能 转化 人体的内能、电能、机械能等 火力发电的能量转化 4 在火力发电厂中，燃烧煤或者天然气来加热水，水沸腾后产生的蒸汽驱动涡轮机转动，涡轮机带动发电机发电。 煤(天然气)的化学能 转化 内能 转化 机械能 转化 电能 “ 消耗能量”“ 利用能量”或者“ 获得能量”，实质上就是能量相互转化或转移的过程。 各种形式的能量之间的转化是非常普遍的现象，自然界中物质运动形式的变化总伴随着能量的相互转化。 自然界中各种形式的能量都不是孤立的，不同形式的能量之间会发生相互转化，能量也会在不同的物体间相互转移。 光合作用是指植物利用光能， 把二氧化碳和水转化成有机物，并 释放出氧气的过程。植物通过光合 作用把光能转化为化学能。 每年全球光合作用可以产生约1600 亿吨糖类。光合作用不仅为生物体提供食物和能量，也是目前世界上主要动力的源泉。人类利用的煤、石油、天然气等化石能源，是古代植物进行光合作用攒积下来的。光合作用是地球上最主要的能量转化过程。 光合作用 二、能量的转化与守恒定律 实验中，单摆和滚摆能到达的最大高度逐渐降低，最终停在最低点。 实际中，单摆和滚摆克服空气摩擦做功，机械能逐渐转化为内能。减少了多少机械能，就增加了多少内能。 如果没有空气阻力，单摆和滚摆能到达相同的高度。 大量事实告诉我们，在能量的形式发生相互转化的过程中，某种形式的能量减少了多少，另一种形式的能量一定会相应地增加多少。 某种形式的能量增加了多少，另一种形式的能量一定会相应地减少多少，而能的总量保持不变。 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。而在转化和转移的过程中，能的总量保持不变。 ——能量转化和守恒定律 能量转化和守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一。无论是机械运动，还是生命运动；无论是宇宙天体，还是微观粒子，都遵循这个定律。 用电动机提升重物时，电动机消耗的电能，是否都转化为重物的机械能？ 是否还转化为其他形式的能量？ 不是。 电动机消耗的电能一部分转化为重物的机械能，一部分转化为内能。 如果把转化后的各种形式的能量全部加起来跟电动机消耗的电能相等。 如果把转化后的各种形式的能量全部加起来，是否跟电动机消耗的电能相等？ 达·芬奇曾设计了一个“ 永动机”：一只圆轮，里面装有可以自由滚动的重钢球，如图所示。利用隔板的特殊形状，使轮子一边的钢球总是滚到另一边距离轮心远些的地方，这样，在钢球的重力作用下，轮子便会转动不息。这个“ 永动机”能旋转不息吗？为什么？ 永动机：不消耗任何能量和燃料，却源源不断对外做功的机器。 “永动机”不能旋转不息。因为圆轮转动要克服摩擦力和空气阻力消耗能量，即机械能会转化为内能。根据能量的转化和守恒定律可知：机械能逐渐减少，经过足够长时间，机械能会全部转化为内能。 23 三、能量的转移和转化的方向性 永动机”制造一直失败的原因：“永动机”违背了能量的转化和守恒定律。 遵循能量的转化和守恒定律的过程是否一定会发生呢？ 一块炽热的铁块投入水中时能量发生怎样的转移？ 当一块炽热的铁块投入水中时，内能从铁块传递给水，从而使铁块的温度降低，水的温度升高，最后两者达到相同的温度。 相