2019-2020学年九年级物理下册 11.2 能量转化的方向性和效率课件 （新版）教科版

11.2能量转化的方向性和效率,1,课堂导入,能量的转化和转移无处不在。然而，有些能量的转化和转移虽然并不违背能量守恒定律，但在实际情形中却不会发生，这是为什么呢？,在常温常压下，温度不同的水和冰之间的热传递，哪一种可以自发进行？,2,课堂活动,一、能量转化的方向性,如同水是自发地流只能从高处往低处流，能量的自发流向也不是随意的，即能量的转化具有方向性。,这些情形可能吗？,试着分析以下过程能否实现,以及实现过程中的能量转化情况。,(1)一杯水静置一段时间后,其中的一部分水自行从另一部分水中吸取热量,沸腾成水蒸气,另一部分水则内能减少,凝结成冰.,这是不可能的，温度高的那部分水不可能从温度低的部分吸收热量。,在热传递的过程中，内能总是自发地从高温物体转移到低温物体，不能相反。,电冰箱制冷要消耗电能,1.能量转移的方向性,在热传递的过程中,内能总是自发地从高温物体转移到低温物体.如果要使内能从低温物体转移到高温物体，就需要消耗其他形式的能量。例如，电冰箱、空调就需要消耗电能。,空调制冷制冷要消耗电能,(2)枯萎的花儿，自发从空气中吸取能量和水分，重焕青春,这是不可能的。因为被其他物质吸收后变为周围环境的内能,枯萎的花儿无法把这些内能收集起来重新利用。,(3)坡底的巨石从周围环境中获取能量，滚向坡顶,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！,2能量转化的方向性,(4)汽车从北京开到天津，掉转车头,可以不再消耗新的燃料,从空气、尾气中吸取能量，返回北京.,研究表明，如果某个过程中涉及了热量,能量的转化（和转移）就将是“覆水难收”,这些机械能、内能无法再转化回可以被利用的能源.,小结：通过以上的分析很明显这些过程都是不可能实现的，我们在现实生活中也从未看到这样的现象发生过。自然界中许多自发的过程都是有方向的，或者说能量的转化和转移也是有方向的。,既然自然界的能量是守恒的,为什么我们还要节约能源？,因为现实的宏观世界中,物体间一旦存在温差,就会有热量的传递；摩擦无处不在,机械能会不断转化为内能.我们对能量的利用,无法避免涉及热量的生成与转移.于是，每一次能量的利用,都会减少这个世界上可利用、便于利用的能量的总量.,二、能量转化的效率,1.人们在能量转移和转化过程中利用能量：,(1)用燃气灶烧水,(2)使用电梯把人或物体提高到一定的高度,将天燃气的化学能燃烧转化成内能，再把内能传递给水。,电源提供的电能完化成人或物体的重力势能。,生活经验告诉我们，这些愿望都不可能发生。在所有的能量利用过程中，能量损耗不可避免。,(2)使用电梯时,希望每消耗1千瓦时的电能完全转化成人或物体的势能。,2.能量损耗,这些愿望能实现吗？,(1)烧水时,希望将天然气燃烧产生的热量完全传递给水壶中的水.,(3)骑自行车时希望我们消耗的每一分体能全部转化自行车的人的动能？,3.能量转化效率,以天燃气烧一壶水为例：,(1)输入能量:把天然气完全燃烧释放出的化学能称为输入能量.,(3)输出无效能量:把散发到大气、壶体中的那部分能量称为输出无效能量。,(2)输出有效能量:水吸收的那部分能量称为输出有效能量.,输入能量=输出有效能量+输出无效能量,为了进一步描述这些过程，人们定义了能量的转化效率。,在所有的能量利用过程中，能量损耗不可能避免，因此存在以下关系：输入能量总大于输出无效能量，任何情况下，都小于1。在所有的能量利用的过程中，都有以上的关系。,提高能量利用中的转化效率是节能问题的核心，是可持续发展的重要措施之一。,各种“效率”,在“机械与功”一章中，我们研究了机械效率，即有用功在总功中所占的比例；在“改变世界的热机”一章中，我们又知道了热机的效率，即内能转化为有用机械能的效率。这些效率，跟我们今天学习的“能量转化效率”是一回事吗？为什么？,(1)机械效率：有用功在总功中所占的百分比，叫机械效率，机械效率总小于1。(2)热机效率：热机所做有用功（有效利用的能量）与燃料完全燃烧释放的热量之比叫作热机效率。热机工作时总是有能量的损失，所以热机效率始终小于1。,它们都可表示为：,3,课堂小结,本堂重点:了解能量转移和能量转化的方向性。,本堂难点:知道能量转化或转移的效率。,典例分析,4,考点一：能量转化的方向性,【典型例题1】,(2019湖南岳阳)关于材料、信息和能源的说法正确的是（）a制作手机芯片的主要材料是超导体b北斗卫星导航系统（bds）是靠电磁波来定位的c煤、石油、可燃冰都是可再生能源d能量是守恒的，所以我们不需要节约能源,b,【迁移训练1】,下列事例中，能表示能量转化或转移具有“方向性”的事例是()a.电能可以转化为机械能，机械能也可以转化为电能b.热量可以自发地从高温物体传递给低温物体，但却不能自发地从低温物体传递到高温物体c.动能可以和重力势能相互转化d.电能可以转化为内能，内能也可以部分地转化为电能,b,考点二：能量转化中的效率,【典型例题2】,（2019四川成都）我们的生产与生活总离不开能量及其转化下列说法正确的是()a提高能量利用中的转化效率是节能问题的核心b全自动洗衣机工作时，电能全部转化为机械能c吊装码头上，只要货物受到的合力为零，它的能量就不变d用燃气灶烧水，只要调大火力，燃气灶的加热效率就会