2020春新教材高中物理 第6章 能源与可持续发展 第2节 能量的转化与守恒 第3节 珍惜大自然课件 鲁科版必修第三册

第2节能量的转化与守恒第3节珍惜大自然 知识点一能量的转化与守恒 观图助学 以上运动中能量如何转化 1 能量的转移与转化 能量可以从一个物体 到其他物体 也可以从一种形式 为其他形式 2 能量守恒定律 在一个孤立系统里 能量既不能凭空 也不能凭空 它只能从一种形式 为其他形式 或者从一个物体 到其他物体 在转化或转移的过程中 能量的总量 3 第一类永动机 不需要任何动力或燃料就能不停运动的机器 转移 转化 产生 消失 转化 转移 保持不变 知识点二自然过程的方向性与熵1 自然界宏观过程具有 是不可能 逆向进行 要使它们逆向进行就必须由 对它们施加作用 2 开尔文及克劳修斯总结出重要的自然规律 自然界发生的与 现象有关的一切宏观过程都是有 的不可逆过程 3 熵是描述处于不同状态的物体 分子运动状态 不一样的物理量 熵越高 意味系统越 熵越低 就意味着系统越 方向性 自动的 外界 热 方向性 无序程度 无序 有序 核心要点 能量的转化与能量守恒 要点归纳 1 能量转化或转移的判断 2 能量在转化或转移过程中 总能量不变 能量为状态量 对应某时刻 功与热量是过程量 对应一个过程 试题案例 例1 关于下列现象中的能量转化的说法正确的是 a 在水平公路上行驶的汽车 发动机熄火之后 速度越来越小 最后停止 是机械能转化为内能b 电风扇通电后开始转动 断电后转动着的风扇又慢慢停下来 是电能转化为机械能c 火药爆炸产生燃气 子弹在燃气的推动下从枪膛发射出去 射穿一块钢板 速度减小 是化学能转化为内能d 用柴油机带动发电机发电 供给电动水泵抽水 把水从低处抽到高处 是电能转化为机械能 解析在水平公路上行驶的汽车 发动机熄火之后 速度越来越小 最后停止 这一过程中 汽车所受的阻力做负功 机械能转化为内能 选项a正确 风扇通电后开始转动 电流做功 电能转化为机械能 有一部分转化为内能 断电后转动着的风扇又慢慢停下来 阻力做负功 机械能转化为内能 选项b错误 火药爆炸产生燃气 化学能转化为内能 子弹在燃气的推动下从枪膛发射出去 推力做功 内能转化为机械能 子弹射穿一块钢板 速度减小 阻力做负功 机械能转化为内能 选项c错误 柴油的化学能转化为柴油机的机械能 再转化为发电机的电能 电能又通过电动水泵转化为水的机械能 选项d错误 答案a 例2 瀑布从20m高处以103m3 s的流量竖直落下 流进底部的水轮机后再以2m s的速度流出 水轮机再带动发电机发电 如果水的机械能转化为电能的效率是80 那么发电机发出的电功率有多大 瀑布在山顶的速度可忽略不计 g取10m s2 答案1 58 105kw 针对训练1 太阳能是人类优先开发和利用的新能源之一 关于太阳能的利用 下列说法正确的是 a 图甲中 绿色植物通过光合作用将太阳能转化为化学能b 图乙中 太阳能热水器通过做功方式将太阳能转化为水的内能c 图丙中 太阳能交通信号灯将太阳能直接转化为信号灯的光能d 图丁中 首架环球航行的太阳能飞机将太阳能直接转化为飞机的机械能答案a 针对训练2 韩晓鹏是我国首位在冬奥会雪上项目夺冠的运动员 他在一次自由式滑雪空中技巧比赛中沿 助滑区 保持同一姿态下滑了一段距离 重力对他做功1900j 他克服阻力做功100j 韩晓鹏在此过程中 a 动能增加了1900jb 动能增加了2000jc 重力势能减小了1900jd 重力势能减小了2000j 解析根据动能定理 合外力做的功等于物体动能的增加量 重力对他做功1900j 他克服阻力做功100j 即阻力对他做功为 100j 则外力对他所做的总功为1900j 100j 1800j 是正功 他的动能增加了1800j a b错误 重力做的功等于重力势能的减少量 重力对物体做功为1900j 是正功 则重力势能减小了1900j c正确 d错误 答案c 要点归纳 1 引入熵后 关于自然过程的方向性就可以表述为 在任何自然过程中 一个孤立系统的总熵不会减少 2 熵和系统内能一样都是一个状态函数 仅由系统的状态决定 从分子运动论的观点来看 熵是分子热运动无序 混乱 程度的定量量度 核心要点 自然过程的方向性与熵 试题案例 例3 已知一个系统的两个宏观态甲 乙 及对应微观态的个数分别为较少 较多 则下列关于对两个宏观态的描述及过程自发的可能方向的说法中正确的是 a 甲比较有序 乙比较无序 甲 乙b 甲比较无序 乙比较有序 甲 乙c 甲比较有序 乙比较无序 乙 甲d 甲比较无序 乙比较有序 乙 甲解析一个宏观态对应微观态的多少标志了宏观态的无序程度 从中还可以推知系统自发的方向 微观态数目越多 表示越无序 一切自然过程总沿着无序性增大的方向进行 a正确 b c d错误 答案a 针对训练3 如图所示 质量 温度相同的水 分别处于固态 液态和气态三种状态下 它们的熵的大小有什么关系 为什么 解析根据大量分子运动对系统无序程度的影响 热力学第二定律又有一种表述 由大量分子组成的系统自发变化时 总是向着无序程度增大的方向发展 至少无序程度不会减少 这也就是说