第二节 能量守恒定律及其应用（教学课件）物理粤教版选择性必修第三册

第二节 能量守恒定律及其应用 粤教版（2019）高中物理选择性必修第三册 第三章 热力学定律 @HY 复习回顾 能量守恒定律 能量守恒定律应用 第一类永动机 ΔU=Q+W 物体内能增加量ΔU等于物体吸收的热量Q和外界对物体做的功W之和 做功和热传递提供给一个物体多少能量，这个物体内能就改变多少， 能量在转化和转移过程中守恒。 热力学第一定律 符号 ΔU Q W + - 内能增加 内能减少 物体吸收热量 物体放出热量 外界对物体做功 物体对外界做功 复习回顾 能量守恒定律 能量守恒定律应用 第一类永动机 下列事例中，各种能量如何转化？ 复习回顾 能量守恒定律 能量守恒定律应用 第一类永动机 能量守恒定律 内容：能量既不会＿＿＿＿，也不会＿＿＿＿， 它只能从一种形式＿＿为另一种形式，或者从一个物体＿＿到别的物体，在转化或转移的过程中其总量＿＿＿＿。 凭空产生 凭空消失 转化 转移 保持不变 复习回顾 能量守恒定律 能量守恒定律应用 第一类永动机 1.对能量守恒定律的理解 (1)某种形式的能量减少，一定有其他形式的能量增加，且减 少量和增加量一定 . (2)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 . 2.能量的存在形式及相互转化 各种运动形式都有对应的能：机械运动有机械能，分子的热 运动有内能，还有诸如电磁能、化学能、原子能等. 各种形式的能通过某种力做功可以相互转化. 相等 相等 复习回顾 能量守恒定律 能量守恒定律应用 第一类永动机 例题 一天，小程浏览到了一则关于“节能电热水器”的广告，对于广告中提到的“用一小时热水仅耗一度电”的宣传产生了怀疑，如何验证这则广告的真实性? 你能够利用所学知识进行判断吗? [水的比热容 c 约为 4.2 kJ/(kg·℃ )] 解：用一小时热水耗一度电，说明电热水器的功率为 1kW， 即每秒提供 W=1 kJ 的电功。 而以一般热水器出水量为 0.1L /s、水温提升 10℃计算，则每秒流出的水所需吸收的热量为 Q = cmΔt =4. 2 × 0.1 × 10 kJ =4.2 kJ 显然 Q>W，故该广告为虚假广告。 复习回顾 能量守恒定律 能量守恒定律应用 第一类永动机 如图3-2-2所示是一台“永动机”构想图， 其设计思想如下：在水轮上方的水箱内装入一定量的水，水流下时冲动水轮转动，水轮通过皮带带动抽水机不断地把水从下方的水池中抽到上方水箱中，这样，水不停地循环，水轮机将永久地转动下去。 思考：这样的“永动机”能实现吗？为什么？ 历史上提出“永动机”设想的人， 他们对能量守恒定律的发现有何贡献？ 第一类永动机：不需要任何动力或燃料却能不断对外做功。 复习回顾 能量守恒定律 能量守恒定律应用 第一类永动机 【思考问题】 请利用热力学第一定律分析，为什么第一类永动机是不可能制成的？ 根据热力学第一定律，如果物体不与外界传热： 如果物体对外界做功： 则必有： 这表明，物体对外做功必须以减小内能为代价。 如果不消化内能： 这表明，物体必须从外界吸收热量，才能对外做功。 不消化任何能量，却可以源源不断对外做功的第一类永动机是不可能制成的。 第一类永动机违背了 . 能量守恒定律 1.有关能量的转化和守恒定律，下列说法正确的是( ) A.只适用于机械能与内能的相互转化 B.只适用能量转化过程 C.“摩擦生热”是创造了热，它不符合能量守恒定律 D.根据能量守恒定律，宇宙中的能量总和不变 2.第一类永动机违反了什么而不能制成( ) A.违反了热力学第一定律 B.违反了机械能守恒定律 C.违反了能量守恒定律 D.以上说法都不对 D C 课堂练习 3.如图所示为冲击摆实验装置，一飞行子弹射入沙箱后与沙箱合为一体，共同摆起一定高度，则下面有关能的转化的说法中正确的是( ) A.子弹的动能转变成沙箱和子弹的内能 B.子弹的动能转变成了沙箱和子弹的势能 C.子弹的动能转变成了沙箱和子弹的动能 D.子弹的动能一部分转变成沙箱和子弹的内能，另一部分转变成沙箱和子弹的机械能 D 课堂练习 4.有人设计了如图所示的永动机，靠磁铁的吸引使车辆获得行驶的能量.但是这类永动机没有制成，是因为( ) A.不符合机械能守恒定律 B.违背了能量守恒定律 C.做功产生的热不符合热功当量 D.找不到合适的材