6.能源的开发与利用 (2).ppt

第10节能量守恒定律与能源 岷县四中林锁红 能量 我们已经知道的能量形式 机械能 重力势能 弹性势能 动能 风能 电能 光能 内能 核能 生物能 化学能 太阳能等等 问题 不同量之间是可以相互转化的 请举几个能量转化的例子 能量转化 各种形式的能是可以相互转化的 食物具有化学能 我们的身体把这种化学能转化成为维持生命所必须的内能和机械能 能量转化 各种形式的能是可以相互转化的 风能转化为电能 各种形式的能是可以相互转化的 能量转化 重力势能转化为电能 各种形式的能是可以相互转化的 能量转化 电能转化为内能 各种形式的能是可以相互转化的 能量转化 电能转化为机械能 各种形式的能是可以相互转化的 能量转化 另外 当木材 煤 石油和天然气等物质燃烧时 它们的化学能就会转化为内能和光能 绿色植物通过光合作用 将太阳能转化为化学能 各种能都能够做功 做功的过程就是能量转化的过程 科学家们一直在关注自然现象之间的普遍联系 1801年戴维发现电流的化学效应 电和化学之间的联系 1820年奥斯特发现电流的磁效应 电和磁的联系 1821年塞贝克发现温差电现象 热和电的联系 1831年法拉第发现电磁感应现象 电和磁的联系 1840年焦耳发现电流的热效应 电和热的联系 1842年迈尔表述了能量守恒定律 并计算出热功当量的数值 力和热的联系 1843年焦耳测定了热功当量的数值 力和热的联系 1847年亥姆霍兹在理论上概括和总结能量守恒定律 能量守恒定律 能量既不会消灭 也不会创生 它只会从一种形式转化为其他形式 或者从一个物体转移到另外一个物体 而在转化和转移的过程中 能量的总和保持不变 阅读教材中有关能量守恒定律建立的过程 并回答以下问题 1 导致能量守恒定律最后确立的两类重要事实是什么 能量守恒定律建立的过程 2 能量守恒定律是一个人发现的吗 1 导致能量守恒定律最后确立的两类重要事实是什么 确立了永动机的不可能性和发现了各种自然现象之间的相互联系与转化 历史上有很多人不相信能量守恒定律的人 挖空心思想发明一种不消耗能量 却能不断对外做功的机器 永动机 你认为它一旦转动起来就能永远转动起来吗 17 18世纪许多机械专家就已经论证了永动机是不可能的法国科学院在1775年就正式决定 不再研究和试验任何永动机 2 能量守恒定律是一个人发现的吗 能量守恒定律不是一个人发现的 到了19世纪40年代前后 科学界已经形成一种思想氛围 即用联系的观点去观察自然 各种不同能量可以相互转化 这预示着 到了把分立环节连成一体的时候了 也就是到了建立能量转化与守恒定律的时候了 不同国家 不同领域的十几位科学家 以不同的方式 各自独立提出了能量守恒定律的内容 能量既不会消灭 也不会创生 它只会从一种形式转化为其他形式 或者从一个物体转移到另外一个物体 而在转化和转移的过程中 能量的总和保持不变 对能量守恒定律贡献比较大的科学家有 德国物理学家和医生迈尔 英国物理学家焦耳 德国物理和生理学家亥姆霍兹等人 能量守恒定律的建立过程 是人类认识自然的一次重大的飞跃 是哲学和自然科学长期发展和进步的结果 它是最普遍 最重要 最可靠的自然规律之一 而且是大自然普遍和谐性的一种表现形式 和谐美是科学的魅力所在 恩格斯曾经把能量转化和守恒定律称为 伟大的运动基本规律 认为它的发现是19世纪自然科学的三大发现之一 另两个发现是细胞学说 达尔文的生物进化论 通过学习能量守恒定律 你受到了什么启示 能源和能量耗散 人类对能源的利用大致经历了三个时期 即柴薪时期 煤炭时期 石油时期 自工业革命以来 煤和石油成为人类的主要能源 能源与人类社会 能量耗散 燃料燃烧时一旦把自己的热量释放出去 它就不会再次自动聚集起来供人类重新利用 电池中的化学能转化为电能 它又通过灯泡转化成内能和光能 热和光被其他物质吸收后变为周围环境的内能 我们无法把这些内能收集起来重新利用 这种现象叫做能量的耗散 大家阅读教材中有关能量和能量耗散的内容 能量耗散 可以看出 由于取暖和使用电器 室内温度比室外高 热量散失到室外后 不能回收重新利用 一座房屋的红外线照片 红外照片是不能分辨颜色的 右图中的颜色是为区分不同的温度而在照片处理时加上的 能量耗散与能量守恒是否矛盾 该怎样理解 能量耗散 能量耗散和能量守恒并不矛盾 能量耗散表明 在能源利用的过程中 即在能量的转化过程中 能量在数量上并没有减少 但是在可利用的品质上降低了 从便于利用变为不便于利用了 这是节约能源的根本原因 这说明能量的耗散从能量转化的角度反映出自然界中宏观过程的方向性 能量转化和转移的方向性 内能总是自发地从高温物体向低温物体转移而不会自发的由低温物体向高温物体转移 能量转化和转移的方向性 机械能可以全部转化为内能而内能不可全部转化为机械能而不引起其他变化热机的效率不可能1000 0 例如 一辆行驶的小轿车 燃料燃烧产生的内能有370 0通过发动机散热系统排除 370 0直接由排气管排出 有260 0变为发动机输出的机械能 在能源的利用过程中 即在能量的转化过程中 能量在数量上虽未减少 但在可利用的品质上降低了 从便于利用变成不便于利用的了 能源危机的含义 能量耗散从能量转化的角度反映出自然界中宏观过程的方向性 所以能源的利用是有条件的 也是有代价的 所以自然界的能量虽然守恒 但还是很有必要节约能源 通过以上分析我们知道了 能量转化和转移的方向性与节约能源的必要性 一 能量守恒定律1 内容 能量既不会消灭 也不会创生 它只会从一种形式