高中物理 第2章 第4节 能源与可持续发展-知识探讨鲁科版必修2（通用）

1、能源与可持续发展-知识探讨 合作与讨论(一)在热传递过程中,内能总是自动地从高温物体向低温物体转移,也可以自动地从低温物体向高温物体转移.这种说法对吗？我的思路:自然界实际进行的与热现象有关的一切宏观过程都是有方向性的不可逆过程.机械能可以完全转化为内能,反过来,内能就不能自动地、并不引起任何变化地100%变为机械能.在热传递过程中,内能总是自动地从高温物体向低温物体转移,而不可能自动地从低温物体向高温物体转移.例如,对于水的内能总是自动地从高温物体向低温物体转移,但是要从低温物体向高温物体转移,必须利用像电冰箱等才能转移,而这一过程并不是自发实现的.(二)大海中的水被太阳晒热,蒸发,变成云,

2、变成雨,降落在高山上,汇成河流.所以从宏观上说,水力发电站输出的电能来自太阳.有人说,煤和石油的能量也来自太阳.那么,太阳能通过什么途径变成了煤和石油中的化学能呢？我的思路:煤、石油和天然气是由古代的动植物在长期地质变迁中形成的.古代的动物食用植物,而植物是靠吸收太阳能生长的,所以可以说,煤、石油和天然气的化学能来自太阳能.思考过程1.能量转化和转移的方向性(1)能量转化与转移的方向性：自然界实际进行的与热现象有关的一切宏观过程都是有方向性的不可逆过程.机械能可以完全转化为内能,反过来,内能就不能自动地、并不引起任何变化地100%变为机械能.在热传递过程中,内能总是自动地从高温物体向低温物体转

3、移,而不可能自动地从低温物体向高温物体转移.(2)热机的效率：热机的效率不可能达到100%.2.能源开发与可持续发展新题解析【例1】 下列过程中,可能发生的是A.某工作物体从高温热源吸收20 kJ的热量,全部转为机械能,而没有其他任何影响B.打开一高压密闭容器,其内气体自发溢出后又自发溢进去,恢复原状C.利用其他手段,使低温物体温度更低,使高温物体温度更高D.将两瓶不同液体自发互溶,然后又自发地各自分开解析：机械能可以完全转化为内能,反过来,内能就不能自动地、并不引起任何变化地100%变为机械能,故A错误；在热传递过程中,内能总是自动地从高温物体向低温物体转移,而不可能自动地从低温物体向高温物

4、体转移,但可以通过其他方式把内能从低温物体向高温物体转移,例如电冰箱,故C正确；气体自发溢出和不同液体自发互溶是可以自动进行的,但其逆过程是不能自发进行的,故B、D错误.故选C.点评：自然界实际进行的与热现象有关的一切宏观过程都是有方向性的不可逆过程.【例2】 如果每人年节约用电1千瓦时,那么,全国近12亿人口节约用电相当于多少吨标准煤燃烧释放的能量？(标准煤热值为2.93107 J/kg)解析：由题可知,共节约的电能为E=121093.6106 J=4.321016 J,则E=mQ,m=E/Q=4.321016/(2.93107) kg=1.47108 kg.点评：这个数字是非常可观的,因此针对目前日益恶化的人类生存环境和能源危机,行之有效的能源利用方法之一是节约能源.知识总结规律：能量转化和转移的方向性知识：热机的效率方法：能量转化和转移的方向性的理解自然界实际进行的与热现象有关的一切宏观过程都是有方向性的不可逆过程.机械能可以完全转化为内能,反过来,内能就不能自