(讲义)第6章 第1节 能量的多种形式 第2节 能量的转化与守恒 第3节 珍惜大自然-【提分教练】2023-2024学年新教材高中物理必修第三册(鲁科版2019)

第1节　能量的多种形式 第2节　能量的转化与守恒 第3节　珍惜大自然 学习任务 1．知道能量有多种形式，知道能量守恒定律，但转化是有方向性的，了解熵的概念及意义，能解释相关自然现象。 2．能对能源的使用和环境保护提出自己的观点，能做出有依据的推理，能用能量守恒、能量转化方向性相关的证据证明自己关于环境保护的观点，能提出有创意的改进建议。 3．能通过上网查询，提出如何保护环境，节约能源的问题，能完成与能源和可持续发展相关的调研报告并进行交流。 4．知道物理学是人类认识自然的方式之一，能主动关心能源与可持续发展的问题，具有力所能及的节约能源、保护环境的自觉行为。 知识点一　能量的多种形式 1．多种形式的能量 机械能包括动能、重力势能和弹性势能等；内能指分子无规则运动的动能和分子势能的总和；一切物体都具有内能，通常情况下，同一物体温度越高，具有的内能就越大；电能是指电以各种形式做功的能力；化学能是储存在食物或燃料等物质中的能量；核能是由于物质的原子核结构发生变化而释放的能量。 2．可再生能源与不可再生能源 能源可分为一次能源和二次能源。一次能源是指直接取自自然界、未经加工转化的能源，如煤、石油、天然气等；二次能源是指由一次能源加工转化而成的能源产品，如电、煤气、蒸汽及各种石油制品等。一次能源又分为可再生能源和不可再生能源，太阳能、水能、风能、生物质能、海洋能等在自然界可循环再生的能源，称为可再生能源；煤、石油、天然气、油页岩等在自然界中经过亿万年形成，短期内无法恢复的能源，称为不可再生能源。为了解决能源问题，人们正积极开发可再生能源和新能源。 　新能源主要有：太阳能、水能、风能、核能、地热能、生物质能、海洋能等。 1．思考辨析(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)煤和石油属于不可再生能源。 (√) (2)物体的温度越高，机械能一定越大。 (×) 知识点二　能量守恒定律 大量的实验和研究都证明，任何形式的能量在转化和转移的过程中都遵守如下规律：在一个孤立系统里，能量既不能凭空产生，也不能凭空消失，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其他物体，在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变。这就是能量守恒定律。 　能量守恒定律是自然界最普遍、最重要、最可靠的规律之一，物体间可以发生能量的转化或转移，但总能量不变，任何事物都不可能违背能量守恒定律。 2．思考辨析(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)能量是守恒的，既不会增加，也不会减少。 (√) (2)由能量守恒定律可知，能量是取之不尽用之不竭的，不必要节约能源。 (×) 知识点三　自然过程的方向性　熵 1．英国物理学家开尔文及德国物理学家克劳修斯等对有关自然现象和经验事实进行了大量研究，总结出重要的自然规律：自然发生的与热现象有关的一切宏观过程都是有方向性的不可逆过程。机械能可自动转化为内能，反过来，内能不可能自动地、不引起任何变化地完全转化为机械能；在热传递的过程中，内能总是自动地从高温物体向低温物体转移，而不可能自动地、不引起任何变化地从低温物体向高温物体转移。 2．处于不同状态的物体，分子运动的无序程度也不一样，为了描述这种差异，物理学中引入了熵这个物理量。熵越高，就意味着系统越无序；熵越低，就意味着系统越有序。 　与热现象有关的宏观过程，都是其他形式的能转化为内能，但内能不能自发地转化为其他形式的能。 3．思考辨析(正确的打“√”，错误的打“×”) 熵值越大代表着越有序。 (×) 4：选择 如图所示，左边表示高温物体中的分子，右边表示低温物体中的分子，两物体接触后，热量从高温物体向低温物体传递，导致高温物体中的分子运动减慢，低温物体中的分子运动加快，直到两物体达到相同的中间温度为止。这个过程中整个系统的无序程度(　　) A．不变　　　　　 B．变大 C．变小 D．无法判断 B　[热传递是一个不可逆的过程，因此在这个过程中无序程度增加了，故选项B正确，ACD错误。] (1)如图是小型汽油机模型，汽油机在工作过程中能量是怎样转化的？ (2)内燃机工作时可以把内能全部转化为机械能吗？ 提示：(1)汽油燃烧时化学能转化为内能，汽油释放出来的内能转化为飞轮的机械能。 (2)不能，因为内燃机工作时总有内能损失，不可能全部转化为机械能。 考点1　对能量守恒定律的理解 1．适用范围：能量守恒定律是贯穿物理学的基本规律，是各种自然现象中普遍适用的一条规律。 2．对能量守恒定律的理解 某种形式的能减少，一定存在其他形式的能增加，且减少量和增加量一定相等。 某个物体的能量减少，一定存在其他物体的能量增加，且减少量和增加量一定相等。 3．能量守恒定律应用的关键步骤 (1)明确研究对象和研究过程。 (2)找全参与转化或转移的能量，明确哪些能量增加，哪些能量减少。 (3)列出增加