18.4能量转化的基本规律 -2023-2024学年苏科版物理九年级下学期

四、能量转化的基本规律 第十八章 能源与可持续发展 人们是怎么利用能量的？ 能源的利用 太阳能热水器 水果电池 能源的利用 人们是怎么利用能量的？ 能源的利用实质是能量的转移和转化过程 能源的利用 活动 演示实验 滴水装置 从能量的角度分析一下该种永动机不成功的原因吗？ 有没有不消耗能量而自动运转的机器（永动机） 永动机是一类所谓不需外界输入能源、能量或在仅有一个热源的条件下便能够不断运动并且对外做功的机械。不消耗能量而能永远对外做功的机器，它违反了能量守恒定律，故称为"第一类永动机"。在没有温度差的情况下，从自然界中的海水或空气中不断吸取热量而使之连续地转变为机械能的机器，它违反了热力学第二定律，故称为"第二类永动机"。这两类永动机是违反当前客观科学规律的概念，是永远不能够被制造出来的。 能量从一种形式转变到另一种形式时，绝对不可能100%转变成这种形式。比如物质之间相互摩擦产生的热能。1775年法国科学院通过决议，宣布永不接受永动机。 有人设计了如图装置，当上面的水流下来冲击涡轮，带动砂轮和抽水机工作，这样砂轮可以打磨工件，同时下面的水就可以被抽到上面的容器从而不需要消耗其它能量装置却可以连续工作。 高处水槽中的水的势能共转化哪几种形式的能？这个机器能永远运动下去吗？ 思考 永动机方案图 永动机方案违反了能量转化和守恒定律，所以是不可能实现的。 能量转化和守恒定律 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另一种形式,或者从一个物体转移到另一个物体,而在转化或转移的过程中,其总量保持不变.这就是能量的转化和守恒定律. 能量转移和转化的方向性 瀑布中的水，它下落的过程，是自发的过程，水能否自发地从低处流往高处？ 能量转移和能量转化的方向性 能量的转化和转移是有______的，在能量的转化和转移的过程中__________，因此不是什么能量都可以利用，能量的利用是有_______的，也是有_____的。 方向性 能量守恒 条件 代价 既然自然界的能量是守恒的，那么，为什么还会产生能源危机？为什么还经常说要节约能源呢？ 原来，有的能量便于利用，有的能量不便于利用．例如，流动的水带动水磨做功，由于磨盘之间的摩擦、磨盘和粮食之间的摩擦和挤压，使磨盘、粮食的温度升高，水流的一部分机械能转变成了内能．这些内能最终流散到周围的环境中，我们没有办法把这些流散的内能重新收集起来加以利用，这种现象叫做能量的耗散．电池中的化学能转变成电能，电能又在电灯中转变成光能．光能变成周围环境的内能，我们无法把这些内能收集起来重新利用．火炉把屋子烤暖，这时高温物体的内能变成低温物体的内能，谁也不能把这些散失的能量重新收集到火炉中再次用来取暖． 如海水和空气中的内能就很难或无法再被利用。 ×100％ = 10％ ×100％ = 15％ 能量的转化与效率 ×100％ 能量转化与效率 白炽灯正常工作的效率仅10% 小轿车的效率仅15% 蒸汽机 6%～15% 汽油机 20%～30% 柴油机 30%～45% 喷气发动机 50%～60% 热机的效率 能源与可持续发展 2、我国的能源结构以化石燃料为主,这必然使我们面临着两个严峻的问题: 一是化石燃料的蕴藏量有限,社会对能源的大量需求导致能源的枯竭; 二是大量化石燃料的生产和消费导致严重的环境污染和生态破坏. 3、能源与可持续发展要求: 依靠科技进步改变能源结构、开发和推广清洁的可再生能源、提高能源利用效率、减少环境污染。 水力发电 $$