《2020年春初三物理下册11.2能量转化的方向性和效率课件（新版）教科版》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2020年春初三物理下册11.2能量转化的方向性和效率课件（新版）教科版（28页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、2 能量转化的方向性和效率 第十一章 物理学与能源技术 能量的转化和转移无处不在 然而 许多 情况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 这是因为能量的转化具有方向性 导入新课 1 常识性了解能量转化技术为人类带来的便利 2 初步了解能量转移和能量转化的方向性 3 知道能量转化或转移的效率 4 通过社会调查 培养与人交往的能力 5 培养学生简单地进行科学研究的能力 学习目标 思考 水能从低处往高处流吗 水能自发地从低处 往高处流吗 一 能量转化的方向性 用抽机就能实现水从低 处往高处流 如果水是自发地流 只能从高处往低处流 同样能量的自发流向也 不是随意的 即能量的
2、 转化具有方向性 导入新课 1 讨论交流 这些情形可能吗 试看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 热传递的过程是有方向性的 这个过 程可以向一个方向自发地进行 但是向相 反的方向却不能自发地进行 注意 内能总是自发地从高温物体向低温 物体转移而不会自发地由低温物体向高温 物体转移 2 枯萎的花儿 自发从空气中吸取能量和水分 重焕青春 枯萎的花儿 也不可 能自发从空气中吸取 能量和水分 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
3、而内能 不可全部转化为机械 能而不引起其他变化 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 返程不 再耗油 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 我们无法把这些内能 收集起来重新利用 这种现象叫作能量的耗 散 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 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 2 能量流动具有方向性 1 转移的方向性 热量只能自发地从高温物体转移到低温物体 反 之要想使
4、热量自发地从低温物体流入高温物体是不可 能的 但如果有外界适当的干预 或满足一定的条件 热量可以从低温物体转移至高温物体 例如空调可以将热量从低温的室内移至高温的室 外 但外界必须做功 这种转移才是可能的 空调不 开不做电功 这种转移就是不可能的 2 转化的方向性 指内能和其他形式的的能量 如电能 机械能 等 的相互转化具有方向性 其他形式的能量可以 自发地转化为内能 而内能不可无条件地转化为其 他形式的能量 例如钟表在再次上紧发条之前 终会停下 机械 能终会完全转变为内能 内能不可自发地转化为机 械能 总之如果某个过程涉及了热量 能量的 转化 和转移 就将是 覆水难收 无法 自发地沿反方向发
5、生 除非我们耗费额外的 能量提供帮助 思考 因为能量是守恒的 所以我们不需要节约 能源 这种说法对吗 并说明原因 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 这种说法不正确 因为能量转化具有方向性 这就是为什么虽然能量是守恒的 我们仍然要 节约能源的原因 在实际工作和生活中 人们把一种能量转化为 另一种能量总是为了某种目的 用燃气灶烧水 目的是为了把水烧热或烧开 并希望烧水时将天燃气燃烧产生的热量完全传递给 水壶中的水
6、 使用电梯是为了把人或物体提高到一定的高度 并希望每消耗1千瓦时的电能完全转化成人或物体 的势能 二 能量转化中的效率 生活经验告诉我们 这些理想都不可能发生在 所有的能量利用过程中 能量损耗不可避免 以天燃气烧一壶水为例 1 输入能量 我们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 壶水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 4 输入能量 输出有效能量和输出无效能量的关系 根据能量守恒定律 为了进一步描述这些过程 人们定义了能量 的转化效率 5 能量转化效率 即 任何情
7、况下 1 能量转化效率 输出有效能量 输入能量 其实 在所有的能量利用的过程中 都有以 上的关系 W有 W总 讨论交流各种 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 机械效率定义 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 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 提高能量利用中的转化效率是节能问题的核
8、 心 是可持续发展的重要措施之一 能量转化效率 输出有效能量 输入能量 即都可表示为 一 能量的转化具有方向性 涉及了热量 能量的转化 和转移 是有方向的 无 法自发地沿反方向发生 除非我们耗费额外的能量提 供帮助 二 能量转化中的效率 输入能量 输出有效能量 输出无效能量 能量转化效率 输出有效能量 输入能量 即 W有 W总 任何情况下 1 课堂小结 1 一般情况下 能只能从高温问题转移到低 温物体 不能相反 如冬天 火炉把自己能传递给房 间里的空气 供人们取暖 到了春天 我们不能把这 些能量重新收集起来供来年再用 上述事例说明 能 量的转化 能量的转移 都是有 性的 请再举一个符合这一规律
9、的例子 内 方向 物块在地面上因摩擦部分机械能转化为内能 这些内能不会再转化成机械能 随堂训练 2 下列说法正确的是 A 能量是守恒的 所以无须节约能源 B 物体的温度越高 含有的热量越多 C 热量只能自发地从高温物体转移到低温物体 不 能相反 D 相同质量的0 的水比0 的冰内能少 C 3 下列关于能量转移和转化的方向性的说法中 不正确的是 A 在自然界中不是所有能量都能利用 B 能量的利用是有条件的 也是有代价的 C 不同温度的物体发生热传递时 热传递的方向 只能从高温物体到低温物体 不会相反 D 汽车 刹车时 车的动能转化为内能 这些内 能可以收集起来 再作为车行驶的动力 D 4 提高能量的利用效率 除了不随便浪费能源外 主 要还需改进应用能源的技术常采用的措施有 A 让燃料充分燃烧 B 采用保温隔热措施 减少热量的散失 C 充分利用余热和减少有害摩擦 D 增加能量的转化环节 ABC
