6.1 能量的多种形式 6.2能量的转化与守恒 6.3珍惜大自然 课件 -2024-2025学年高一下学期物理鲁科版（2019）必修第三册

第六章 能源与可持续发展 第1~3节 作者编号：43999 1.机械能:包括动能、重力势能和弹性势能等。 2.电能是指电以各种形式做功的能力。 3.光能是光具有的能量。 4.化学能是储存在食物或燃料等物质中的能量。 5.核能是由于物质的原子核结构发生变化而释放的能量。 知识点一：多种形式的能量 新知学习 作者编号：43999 知识点二：能源的分类与应用 1.能源：凡是能够提供可利用能量的物质统称为能源。 2.一次能源：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。 一次能源又分为可再生能源和不可再生能源。 新知学习 作者编号：43999 （1）不可再生能源： 煤炭、石油和天然气是目前人类生产、生活中使用的主要能源，这类能源又叫作化石能源。化石能源无法在短时间内再生，所以这类能源被叫作不可再生能源。 新知学习 作者编号：43999 （2）可再生能源： 水能、风能、潮汐能等能源，归根结底来源于太阳能。这些能源在自然界可以再生，叫作可再生能源。 新知学习 作者编号：43999 3.可再生能源的开发利用:(1)太阳能的利用;(2)风能、地热能、潮汐能、生物质能的利用,如风力发电等;(3)核能的利用。 新知学习 作者编号：43999 在电路中，电源将其他形式的能转化为电能，负载又将电能转化为内能、光能和机械能..... 知识点三：能量的转化与能量守恒定律 新知学习 作者编号：43999 在日常生活中，我们似乎看不到能量的守恒。例如，荡来荡去的秋千，如果不能持续得到外界能量的补充，空气阻力及秋千受到的摩擦力就会使秋千摆动的幅度逐渐减小，直至停下。在这个过程中，秋千原有的机械能一直在损失。 损失的机械能消失了吗？ 没有，除去重力、弹力外的其他力对物体做功使物体机械能增加或减少的过程，实质上都是其他形式的能量与机械能相互转化的过程。如果把这部分能量包括在内，总能量是保持不变的。 新知学习 作者编号：43999 能量守恒定律 能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，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别的物体，在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变。 这个规律叫作能量守恒定律。 新知学习 作者编号：43999 永动机是不可能制成的 永动机：不消耗任何能量，却可以源源不断地对外做功，这种机器叫永动机。 （人们把这种不消耗能量的永动机叫第一类永动机） 新知学习 作者编号：43999 1.能量守恒定律同生物进化论、细胞的发现被恩格斯誉为19世纪的三个最伟大的科学发现。 2.能量守恒定律是在无数实验事实的基础上建立起来的，是自然科学的普遍规律之一。 3.自然界一切已经实现的过程都遵守能量守恒定律。凡是违反能量守恒定律的过程都是不可能实现的，例如“永动机”只能以失败而告终。 4.机械能守恒定律只是能量守恒定律的特例。 能量守恒定律的意义： 新知学习 作者编号：43999 知识点四：自然过程的方向性 1.一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的，即一切与热现象有关的宏观过程都有方向性。 (2)能量的转化具有方向性:如机械能可以自发地完全转化为内能，但内能不能自发地且不能完全转化为机械能。 (1)能量的转移具有方向性:如热量可以自发地从高温物体传给低温物体，但不能自发地从低温物体传给高温物体。 新知学习 作者编号：43999 热量不能自发地从低温物体传到高温物体,那空调、电冰箱在制冷过程中是怎么做到把热量从低温物体传到高温物体的? 在电冰箱、空调制冷的过程中,热量的确是从低温物体传到了高温物体。但是这不是“自发”的过程,这个过程必须有“第三者”——压缩机的介入。如果不供电,压缩机会停止工作,热量从又会自发地从高温的地方传向低温的地方。如图所示。 新知学习 作者编号：43999 2.第二类永动机：从单一热源（ 海洋、大气或宇宙 ）中吸热使之完全变成有用功而不产生其他影响。 能量转化过程是有方向性的，内能不可能自动地、不引起任何变化地完全转化为机械能。因此，第二类永动机也是不可能被制造出来的。 新知学习 作者编号：43999 第一类永动机 第二类永动机 设计要求 不消耗任何能量,可以不断做功(或只给予很小的能量启动后,可以永远运动下去) 将内能全部转化为机械能,而不引起其他变化(或只有一个热源,实现内能与机械能的转化) 不可能的原因 违背了能量守恒定律 违背了能量转化过程的方向性 新知学习 作者编号：43999 思考1：怎样理解一个孤立的系统熵不会减少? 从微观的角度看,自然过程的方向性是一个统计规律,自发地宏观过程总是向无序性更大的方向发展,而熵较大代表着较为无序,所以一个孤立系统总是从熵小的状态向熵大的状态发展。 思考2：植物生长是通过光合作用将二氧化碳和水转化为葡萄糖的过程,这个过程显然是更为有序了,即熵减少了。这与熵增加原理矛盾吗? 这个过程对于植物来说的确是熵减少。但是,从太阳辐射出来的能量只有很少一部分转化为植物的化学能,大部分辐射到周围环境中,所增加的熵值要远大于减少的熵值。总体来看,该过程中的熵还是增加了。 新知学习 作者编号：43999 1.下图是一幅“能源分类相关图”,以下四组能源中,全部符合图中阴影部分的是( ) A.煤炭、石油、沼气 B.水能、潮汐能、天然气 C.太阳能、风能、生物能 D.地热能、海洋能、核能 C 当堂检测 作者编号：43999 2.关于能源及能源利用，下列说法中正确的是 ( ) A. 煤炭、石油和天然气都是化石能源 B. 太阳能电池能够将电能转化为太阳能 C. 由于能量是守恒的，因此没有必要节约能源 D. 水能和风能归根结底来源于太阳能，它们是不可再生能源 A 当堂检测 作者编号：43999 3.关于能量和能源，下列说法正确的是（　　） A．人类在不断地开发和利用新能源，所以能量可以被创造 B．在能源的利用过程中，由于能量在数量上并未减少，所以不需要节约能源 C．自然界中只要涉及热现象的宏观过程都具有方向性 D．能量耗散现象说明：在能量转化的过程中，虽然能的总量并不减少，但能量品质提升了 C 当堂检测 作者编号：43999 4.下列判断正确的是( ) A.我们可以把火炉散失到周围环境中的能量全部收集到火炉中再次用来取暖,而不引起其他变化 B.利用浅层海水和深层海水间的温度差制造出一种热机,这种热机可以将海水的一部分内能转化为机械能,这在原理上是可行的 C.制冷系统能将冰箱内的热量传给外界较高温度的空气,而不引起其他变化 D.满足能量守恒定律的客观过程都可以自发地进行 B 当堂检测 作者编号：43999 5.(多选)下列关于熵的观点中正确的是( ) A.熵越大,系统的无序程度越大 B.对于一个不可逆绝热过程,其熵不会减小 C.气体向真空中扩散时,熵值减少 D.自然过程中熵总是增加,是因为通向无序的渠道要比通向有序的渠道多得多 ABD 当堂检测 作者编号：43999 $$