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第十一章 物理学与能源技术
1.能量守恒定律
2.能量转化的方向性和效率
2.从能量转化角度来说,现代化的生活就是以 电能 为中心的能量转化和利用过程,我们生产生活利用的能源,追根溯源,大都来自 太阳 。
3.不同的运动形式对应不同的 能量 ,常见的能量有机械能、 内能 、电能、光能等。
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1.不同形式的能量通过做功可以相互转化,同种形式的能量之间通过热传递可以进行转移。
机械
化学
电
内
电能
太阳
能量
内能
一、能量及其相互转化
1.观察教材图11-1-5,在如图中的横线上填上适当的能量名称。
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二、能量守恒定律和永动机
能量既不能 创造 ,也不会 消灭 ;当能量从一个物体 转移 到其他物体或从一种形式 转化 为其他形式时,总量 不变 ,这称为能量守恒定律。任何机器运转都需要 能量 ,故而永动机是 不可 能实现的。现的
实现的实
2.自然界的一切变化过程,小到原子核,大到宇宙天体,只要有能量的变化,都无一例外地遵循能量守恒定律。
3.永动机违背了能量守恒定律,任何一部机器,只能使能量从一种形式转化为另一种形式,而不能无中生有地制造能量。
创造
消灭
转移
转化
不变
能量
不可能
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三、能量转化的方向性
如果某个过程中涉及了 热量 ,能量的转化(和转移)就无法自发地沿反方向发生,除非我们耗费 额外 的能量提供帮助。
四、能量转化中的效率
1.输入能量等于输出 有效 能量和输出 无效 能量之和。
2.能量转化效率η= ;在任何情况下η总是 小于 1。
热量
额外
有效
无
效
小于
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知识点一:能量转化和守恒定律
【典题1】根据能量守恒定律,下列说法正确的是( C )
A.发电机可以产生电能
B.电动机工作时消灭了电能
C.发电机和电动机都是转化能量的机器
D.自然界中各种能量在不断地相互转化,人类在不断地消耗各种能量,所以总能量在不断减少
解析:发电机并非产生了电能,而是将机械能转化为电能;电动机工作时将电能转化为机械能,用来做功,不是消灭了电能,由此知道发电机和电动机都是转化能量的机器,故A、B项错误,C项正确;自然界中各种能量在不断地相互转化,但能的总量保持不变,D项错误。
C
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名师点睛
正确理解能量守恒定律
(1)自然界中有许多不同形式的能,各种形式的能都可以相互转化,所有能量转化的过程都服从能量守恒定律。
(2)能量可以在不同物体或同一物体不同部分间发生转移,所有能量转移的过程都遵守能量守恒定律。
(3)能量守恒定律反映了自然现象的普遍联系,是人类认识自然、利用自然、保护自然的有力武器。
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【变式1】有人设想的“永动机”如图所示。下列对该装置开始转动后的分析正确的是( B )
A.装置所具有的机械能始终不变
B.如果没有能量补充,装置最终会停下来
C.根据能量守恒定律,装置可以一直转动下去
D.装置中小球的动能和重力势能不会相互转化
B
【变式2】根据能量守恒定律,下列情形可能发生的是( B )
A.随着科学技术的不断发展和提高,永动机是可以制成的
B.两个斜面相对连接,小球从左斜面滚下后冲上右斜面
C.电水壶里的水沸腾后断电,水的沸腾却一直持续下去
D.出枪膛的子弹射穿木板后,以更快的速度继续运动
B
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知识点二:能量转化的方向性和效率
【典题2】下列说法中,能表示能量转化或转移具有“方向性”的是( B )
A.电能可以转化为机械能,机械能也可以转化为电能
B.热量可以自发地从高温物体传递给低温物体,但却不能自发地从低温物体传递到高温物体
C.动能可以和重力势能相互转化
D.电能可以转化为内能,内能也可以部分地转化为电能
解析:电能和机械能之间能相互转化;动能可以和重力势能相互转化;电能可以转化为内能,内能也可以