第七章内能与能量守恒

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《内能》内能守恒,能量转换

《内能》内能守恒，能量转换在我们生活的这个世界里，能量的存在和变化无处不在。

从微观的原子、分子运动，到宏观的天体运行、气候变化，能量始终在发挥着它神奇而又关键的作用。

而在这众多的能量形式中，内能是一个非常重要的概念。

内能，简单来说，就是构成物体的所有分子的动能和势能的总和。

分子的动能取决于分子的运动速度，而分子的势能则与分子间的相互作用以及分子的相对位置有关。

想象一下，在一个寒冷的冬天，我们会通过烧火取暖。

当木材燃烧时，发生了一系列复杂的化学变化。

木材中的分子与氧气分子相互作用，产生了新的物质，并释放出大量的热能。

这个过程中，木材和氧气所具有的内能发生了改变。

但从整个系统来看，能量的总量是守恒的。

内能守恒是自然界的一个基本定律。

这意味着在一个封闭的系统中，能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体。

再比如，我们给一个热水袋装满热水，然后把它放在被窝里。

过了一段时间，热水袋里的水温下降了，而被窝里的温度升高了。

这是因为热水袋里的水具有较高的内能，通过热传递的方式将内能转移到了被窝里。

在这个过程中，热水袋和被窝所构成的系统的内能总和并没有改变。

能量的转换形式多种多样。

比如，汽车的发动机燃烧汽油，将燃料的化学能转化为机械能，从而使汽车能够行驶；水电站利用水流的势能转化为电能，为我们的生活提供电力；太阳能热水器则是将太阳的光能转化为热能，为我们提供热水。

在这些能量转换的过程中，内能往往扮演着重要的角色。

以汽车发动机为例，汽油燃烧时，化学能首先转化为内能，使气体膨胀，推动活塞做功，进而将内能转化为机械能。

但在这个过程中，并不是所有的内能都能完全转化为有用的机械能，一部分内能会以热量的形式散失到周围环境中。

在实际生活中，我们常常希望能够提高能量转换的效率，以减少能源的浪费。

比如，改进发动机的设计，使其能够更充分地燃烧燃料，减少内能的散失；研发更高效的太阳能电池板，提高光能到电能的转换效率。

内能能量守恒定律

内能=动能+势能
• 物体的内能=所有分子做热运动的动能+分子势能 • 内能是物体内部具有的能量，它包括物体内所有分子动能和势能。
• • • •
内能变化的两个途径：做功可以改变物体的内能。用做功多少来描述热传递可以改变物体的内能。用热量多少描述（过程量&状态量）
• 做功和热传递在改变内能的效果上是等效的。做功使其他形式的能如机械能等转化为内能；热传递是物体间的内容发生转移。
热力学三大定律
• • • • • • 第一定律：一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递的热量与外界对它做功的和。（如果一个系统与环境孤立，那么它的内能将不会发生变化。）表达式:△E=-W+Q 第二定律：（能量传递具有方向性、有多种描述）克劳修斯表述热量可以自发地从温度高的物体传递到较冷的物体，但不可能自发地从温度低的物体传递到温度高的物体第三定律：绝对零度无法达到。
内能能量守恒定律
分子
• 物质：由大量分子组成 • （实验：油膜法测分子直径）
动能、势能
• 分子做无规则运动，因此分子具有动能 • 物体内大量分子无规则运动跟温度有关，所以我们又把这种运动叫做热运动。 • *物体里分子运动的速率是不同的，因此各个独立分子的动能并不相同。在研究热现象时，我们关心的是物体内所有分子动能的平均值。 • 这个平均值叫做分子热运动的平均动能，简称分子动能。 • 温度是分子动能的宏观表现 • • • • 由于分子间存在相互作用力，所以分子具有势能。分子具有与分子间距离有关的势能，叫做分子势能。体积是分子势能的宏观表现。（分子间作用力做正功，分子势能减少）
能
• 能的形式 • 能以多种形式存在与自然界，每一种形式的能对应于一种运动形式。 • 各种形式的能是可以相互转化的。 • 能量守恒定律 • 能量既不能创生，也不能消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，在转化或转移的过程中，其总量不变。 • 自然过程的方向性 • 大量事实表明，自然界中的一切实际变化过程都具有方向性，朝某个方向的变化是可以自发发生的，相反方向的变化却是受到限制的。这时如果要使变化了的事物重新恢复到原来的状态，一定会对外界产生无法消除的影响，这就是自然过程的不可逆性。

高中物理第七章第10节能量守恒定律与能源(含解析)

能量守恒定律与能源一、能量守恒定律┄┄┄┄┄┄┄┄①1．建立能量守恒定律的两类重要事实(1)确认了永动机的不可能性。

(2)发现了各种自然现象之间的相互联系与转化。

2．定律内容能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变。

3．机械能守恒定律与能量守恒定律的关系机械能守恒定律是普遍的能量守恒定律在特定背景下的一种特殊表现形式。

[说明]能量守恒定律的建立，是人类认识自然的一次重大飞跃。

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。

①[填一填]指出下列现象中能量的转化或转移情况：(1)植物的光合作用；________________________________________________________________________(2)雨天时出现雷电；________________________________________________________________________(3)人在跑步时，身体发热；________________________________________________________________________(4)手摇发电机发电使灯泡发光；________________________________________________________________________(5)风吹动帆船前进。

________________________________________________________________________ 解析：(1)植物利用太阳光进行化学合成，是光能转化为化学能；(2)出现雷电时，发出震耳欲聋的响声、耀眼的强光并放出热量，是电能变为声波能、内能和光能；(3)人跑步时身体发热，是身体剧烈运动时，加速人体内新陈代谢的生理机能，是人体内储存的化学能转化为内能；(4)发电机的动能转化为电能，电能使灯泡发光，是机械能转化为电能，电能转化为灯丝的光能和内能；(5)空气的流动形成风，风具有机械能，帆船前进具有的仍是机械能，是风的机械能转移给帆船，是机械能的转移。

第七章内能能量守恒定律

第七章内能能量守恒定律本章学习提要1．物体的内能，改变物体内能的方法。

2．能的转化和能量守恒定律。

3．能量转化的方向性以及能源开发利用和环境保护。

4．学习包——太阳能的利用。

本章是在学习了物体的机械能有动能、重力势能和弹性势能等不同形式的能的基础上，深入到物体的内部，学习和了解组成物质的分子（原子）同样具有动能和势能，它们是物体内能的组成部分。

本章的重点是内能的概念和能量守恒定律。

在学习中不仅要学习和理解什么是物体的内能，还要从物体内能的变化，认识到不同形式的能可以相互转化和转移，并且遵循能量守恒定律。

学习中能正确运用分类、比较的方法。

此外，通过对自然过程的方向性，以及对能的转化和转移具有方向性的认识，关注人类面临的能源危机，认识节能和开发新能源是人类实现生存和发展的重要任务。

本章中有“学习包——太阳能的利用”，它将整个能量篇的相关内容综合在一起。

同学们应积极通过实验、制作进行自主探究学习，在收集信息、团结协作、实践创新等方面获得提高。

A 物体的内能一、学习要求通过本节的学习知道分子的动能、势能，物体的内能。

知道做功和热传递是改变物体内能的两种方式。

从焦耳对热现象的研究中体会物理学研究问题的思想方法，养成认真钻研、积极进行实验探完的学习习惯。

二、要点辨析1．分子热运动的平均动能和温度的关系虽然分子的动能是由机械运动中动能概念扩展得到的，但要注意同一物体的内部各个分子无规则运动的动能一般是不相同的。

在热现象研究中，我们关心的是物体里所有分子运动的总体规律，所以从统计观点出发，我们更注意所有分子动能的平均值，分子动能的平均值叫分子平均动能。

温度是物体分子平均动能的标志。

物体温度越高，意味着物体内分子平均动能越大，讨论单个分子运动的快慢和动能大小是没有意义的。

不同的分子质量不同，分子质量不同的物质如果温度相同，物体分子的平均动能也相同，但分子的平均速率并不相同，分子质量小的平均速率较大。

2．机械能和内能机械能是物体因机械运动和重力、弹力等作用而具有的能，内能是因分子热运动和分子间相互作用而具有的能。

内能与能量守恒

• 1.下列说法中正确的是（D） A.物体的温度越高，所含热量越多 B.物体的内能越大，分子的平均动能越大 C.物体的温度丌变，其内能就丌变 D.物体的温度丌变，内能可能减少
练习：
• 2.两个气体分子从很进处以相等的初速度相向运动，一直到无法再接近为止，在这个过程中气体分子动能的变化情况是（D） A.始终增大 B.始终减小 C.先减小后增大 D.先增大后减小
如图所示，A、B是两个完全相同的球，分别浸没在水和水银的同一深度内，A、B两球用同一材料制作，当温度稍微升高时，球的体积会明显变大，如果开始水和水银的温度相同，且两液体温度同时缓慢升高同一值，两球膨胀后，体积相等，则〖 B 〗 A．A球吸收的热量较多 B．B球吸收的热量较多 C．两球吸收的热量一样多 D．无法确定
分子势能理解
• • • • 分子力做正功，分子势能减少，分子力做负功，分子势能增加。在平衡位置时(r=r0),分子势能最小. 分子势能的大小跟物体的体积有关系．
物体内能理解
• 物体内能是物体中所有分子动能和分子势能的总和。 • 温度升高时，分子的平均动能增加，因而物体内能增加； • 体积变化时，分子势能发生变化，因而物体的内能发生变化． • 此外, 物体的内能还跟物体的质量和物态有关。
练习：
• 在相同温度时，氧气分子的平均速率比氢气分子的平均速率小。而氧气分子的平均动能不氢气分子的平均动能相比较，应是一端开口且带有玻璃泡的管状容器和水银槽组成，除玻璃泡在管上的位置丌同外，其他条件都相同。将两管抽成真空后，开口向下竖直插入水银槽中（插入过程没有空气迚入管内），水银柱上升至图示位置停止。假设这一过程水银不外界没有热交换，则下列说法正确的是（ B ） A．A中水银的内能增量大于B中水银的内能增量 B．B中水银的内能增量大于A中水银的内能增量 C．A和B中水银体积保持丌变，故内能增量相同 D．A和B中水银温度始终相同，故内能增量相同

物体的内能-能的转化和守恒定律

物体的内能能的转化和守恒定律要点·疑点·考点课前热身能力·思维·方法延伸·拓展要点·疑点·考点1.内能的概念(1)分子的平均动能：物体内分子动能的平均值叫分子平均动能.温度是分子平均动能的标志.温度越高，分子平均动能越大.要点·疑点·考点【说明】①温度是大量分子的平均动能的标志，对个别分子来讲，温度无意义.②不同物质的物体，如果温度相同，则它们的分子平均动能相同，但它们的分子平均速率不同.③分子的平均动能与物体机械运动的速率无关.要点·疑点·考点(2)分子势能：①意义：由于分子间存在着引力和斥力，所以分子具有由它们的相对位置决定的能，称为分子势能.②分子势能的决定因素.微观上：决定于分子间距离和分子排列情况.宏观上：分子势能的大小与物体的体积有关，但和温度与分子平均动能的关系不同，分子势能随物体的体积的变化并不是单调的.要点·疑点·考点(3)物体的内能：物体中所有分子动能与势能的总和叫物体的内能.内能是状态量.物体的内能是由物质的量、温度、体积等因素所决定的.对于气体，只考分子动能，一定质量气体的内能只由温度决定.要点·疑点·考点2.物体的内能的变化改变物体的内能有两种方式：(1)做功——其他形式的能与内能相互转化的过程，内能改变可以用做功的数值来量度. (2)热传递——是物体间内能转移的过程.内能改变可以用传递的热量数值来量度.要点·疑点·考点热传递的条件：温度不同.热量自动地从高温物体向低温物体传递，当温度相等时达到动态平衡——即热平衡.热量是过程量，与物体的内能多少、温度高低无关.做功和热传递在改变物体的内能上是等效的.要点·疑点·考点二、能的转化和守恒定律1.热力学第一定律：(1)内容：物体内能的增量△E等于外界对物体做的功W和物体吸收的热量Q的总和.(2)表达式：W+Q=△E，(3)符号法则：外界对物体做功物体体积减小，W取正值；物体对外界做功物体体积增大，W取负值.物体吸收热量，Q取正值；物体放出热量，Q取负值；物体内能增加，△E取正值，物体内能减少，△E取负值.要点·疑点·考点2.能的转化和守恒定律能量既不能凭空产生，也不能凭空消失，它只能从一种形式转化为别的形式，或从一个物体转移到别的物体.【说明】(1)能的转化和守恒定律是自然界的普遍规律.违背该定律的永动机每类永动机是永远无法实现的.(2)物质的不同运动形式对应不同的形式的能.各种形式的能在一定条件下可以转化或转移，在转化或转移过程中，能的总量守恒.要点·疑点·考点3.热力学第二定律(1)两种表述：不可能使热量由低温物体传递到高温物体而不引起其他变化.不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其他变化.或：第二类永动机是不可能制成的.(2)意义：有大量分子参与的宏观过程有方向性.如“能量耗散”要点·疑点·考点4.能源与环境常规能源有：煤、石油、天然气等，存量有限，利用时对环境有污染.新能源有：风能、水流能、太阳能、沼气、原子能等，资源丰富，无(或者少)污染.课前热身1.A、B两个分子，在外力作用下从相距10-6m处逐渐靠近到不能再靠近的过程中，分子力对A、B两个分子(Ｃ)A.始终做正功B.始终做负功C.先做正功后做负功D.先做负功后做正功课前热身2.下列说法中正确的是(A)A.温度相等的物本内部分子的平均动能相等B.体积相等的物体内部分子的势能相等C.温度、体积相等的物体的内能相等D.吸收相等热量的物体的内能相等课前热身3.内能可与其他形式的能互相转化，例如，通过电流的导线温度升高，是电能转化为内能；燃料燃烧生热，是化学能转化为内能；炽热的电灯灯丝发光，是电能转化为光能.课前热身4.设想发明一种热机，用它把物体与地面摩擦产生的热量全部都吸过来，并再对该物体做功，将内能全部转化为动能，使因摩擦而停止运动的物体重新运动起来，而不引起其他变化，这是否违背了能量守恒定律? 不违背，那么这种热机能造出来吗? 不能若不能，那么是违背了热力学第二定律 .课前热身5.用活塞压缩气缸里的空气，对空气做了850J的功，同时气缸向外散热200J，空气的内能将增加(填“增加”或“减小”)650J .能力·思维·方法【例1】关于分子势能，下列说法中正确的是(设两分子相距无穷远时分子势能为0)(C)A.体积增大，分子势能增大，体积缩小，分子势能减小时，分子间合力为0，所以分子势B.当分子间距离r=r能为0C.当分子间作用力为引力时，体积越大，分子势能越大D.当分子间作用力为斥力时，体积越大，分子势能越大能力·思维·方法【解析】设想两个分子间距处于无穷远处(r＞10-9m)，此时分子间势能为0.当两个分子越来越近，分子间引时，分子势能减到力做正功，分子势能减小，当r=r最小为负值，故选项B错误.分子间为引力时，体积越大，分子间距越大，分子间引力做负功，分子势能增大；分子间为斥力时，体积越大，分子间距越大，分子间斥力做正功，分子势能减小.故选项A与D错，选项C正确能力·思维·方法【例2】关于物体内能及其变化，下列说法正确的是(B)A.物体的温度改变时，其内能必定改变B.物体对外做功，其内能不一定改变，向物体传递热量，其内能不一定改变C.对物体做功，物体内能必定改变；物体向外传出一定热量，其内能必定改变D.若物体与外界不发生热交换，则物体的内能必定不改变能力·思维·方法【解析】一定质量的物体，其内能由温度和体积共同决定物体的温度改变时，其内能不一定改变.所以A错误.做功和热传递是改变物体内能的两种方式若物体对外做功W焦，同时吸收Q焦的热量，且①W＞Q，则物体的内能减少；②W＝Q，则物体的内能不变；③W＜Q，则物体的内能增加，所以只有B正确.能力·思维·方法【解题回顾】关于内能变化的讨论，一方面从内能的微观意义和对应宏观表征量来看，取决于温度、体积和物质的量；另一方面有两种物理过程——做功和热传递都可以改变物体的内能分析问题既要有发散思维选准思路，又要有全面的观点注意思维的严密性.能力·思维·方法【例3】一定质量的气体从外界吸收了4.2×105J的热量，同时气体对外做了6×105J的功，问：(1)物体的内能增加还是减少?变化量是多少?(2)分子势能是增加还是减少?(3)气体的温度是增加还是减少?能力·思维·方法【解析】(1)气体从外界吸热，Q=4.2×105Ｊ气体对外做功，W=-6×105J.由热力学第一定律得：△E=W+Q=(-6×105)+(4.2×105)J=-1.8×105J.△E为负，说明气体的内能减少了，减少1.8×105J (2)因为气体对外做功，所以气体的体积膨胀，分子间的距离增大了，考虑此时分子间相互作用为引力，分子力做负功，气体分子势能增加了(3)因为气体内能减少，同时气体分子势能增加，说明气体分子的平均动能一定减少了所以，气体温度增大.能力·思维·方法【解题回顾】本题中虽然判断出分子势能增加了，但无法确定分子势能增加了多少，因而也无法确定分子动能减少了多少还应注意研究对象不是理想气体.能力·思维·方法【例4】下面设想符合能量转化和守恒定律的是(D)A.利用永久磁铁间的作用力，造一台永远转动的机械B.做成一条船，利用流水的能量逆水航行C.通过太阳照射飞机，即使飞机不带燃料也能飞行D.利用核动力，驾驶地球离开太阳系能力·思维·方法【解析】利用磁场能可以使磁铁所具有的磁场能转化为动能，但由于摩擦力的不可避免性，动能最终转化为内能使转动停止，故A错，让船先静止在水中，设计一台水力发电机使船获得足够电能，然后把电能转化为船的动能使船逆水航行；同理可利用光能的可转化性和电能的可收集性，使光能转化为飞机的动能，实现飞机起飞；故B、C可选；设计一种利用反冲理论以核动力为能源，使地球获得足够大的能量，挣脱太阳引力的束缚而离开太阳系，故D可选.延伸·拓展【例5】用两种不同的金属丝组成一个回路，接触点1插在热水中，接触2点插在冷水中，如图8-2-2所示，电流计指针会发生偏转，这就是温差发电现象这一实验是否违反热力学第二定律?热水和冷水的温度是否会发生变化?简述这过程中能的转化情况.图8-2-2延伸·拓展【解析】这一实验不违反热力学第二定律热力学第二定律的开尔文表述为“不可能从单一热源吸取热量，使之完全变为有用的功而不产生其他影响 ”此实验中热水为高温热源，冷水为低温热源热水的温度下降，冷水的温度升高这说明热水中的一部分内能转化为电流的能量，而一部分电流能量在冷水中放热，又转化为冷水的内能，即产生了其他影响.。

第七章内能能量守恒定律总复习

一．物体的内能物体内所有分子动能的平均值 1．分子的平均动能：___________________ ， ___________是物体分子平均动能的标准。 2．分子势能：由相互作用的分子间相对位置决定的能。当分子间距离小于r0时，随分子间距离的减少，减小分子势能__________；当分子间距离大于r0时，随分子增加间距离的增大，分子势能________________；当分子间距离等于r0时，分子势能___________。最小
第七章内能能量守恒定律总复习
一、内能(internal energy) １、分子的动能（1）分子的动能：分子做无规则运动而具有的能。（2）分子的平均动能：物体里所有分子动能的平均值。（3）温度是分子平均动能的标志 n 温度高，平均动能大；温度低平均动能越小。与什么物质处于何种状态无关！
课堂小结
一、分子的动能温度 n 1、分子热运动的平均动能 n 2、温度的微观含义二、分子势能 n 1、分子势能产生的原因 n 2、分子势能与分子间距（r）的大小关系 n 3、分子势能跟物体的体积有关系三、物体的内能 n 1、内能的组成 n 2、和内能有关系的两个宏观物理量------温度体积四、改变内能的两种方式 n 1、做功-----------内能改变多少用功的数值量度 n 2、热传递--------内能改变多少用热量来量度 n 3、做功和热传递对改变物体的内能是等效的
3．物体的内能：物体内___________的总和。 ①物体的内能由___________三个因素决定。 ②对于理想气体，由于分子力可忽略，故其内能仅由___________决定。 ③内能和机械能是两种不同形式的能量，没有直接关系，但可互相转化。
二．改变内能的两种方法 1．做功可以改变物体的内能。这种方式是 ______________________________________相互转化的过程。内能与其他形式的能之间的 2．热传递也可以改变物体的内能，这种方式是物体间内能的 _______________转移的过程。热传递有三种方式：____________________。传导、对流、辐射

内能能量守恒

一、分子的动能1．分子动能：组成物体的分子由于热运动而具有的能叫做分子动能。

大量分子的运动速率不尽相同，有意义的不是一个分子的动能，而是大量分子动能的平均值。

2．平均动能：物体里所有分子动能的平均值叫做分子热运动的平均动能．3．温度：温度是物体分子热运动的平均动能的标志，温度越高，物体分子热运动的平均动能越大．二、分子势能1．分子势能：由于分子间存在相互作用力，并由它们的相对位置决定的能叫做分子势能． 2．分子力做功跟分子势能变化的关系分子力做正功时，分子势能减少，分子力做负功时，分子势能增加． 3．决定分子势能的因素（1）从宏观上看：分子势能跟物体的体积有关．（2）从微观上看：分子势能跟分子间距离r 有关三、物体的内能1．物体的内能：物体中所有分子做热运动的动能和分子势能的总和叫做物体的内能．2．任何物体都具有内能．因为一切物体都是由不停地做无规则热运动并且相互作用着的分子所组成． 3．决定物体内能的因素物体的内能与物体所含分子数及温度、状态和体积有关，是状态量。

4、改变内能的两种方式（结果等效）(1)做功——能的转化 (2)热传递——能的转移内能能量守恒1四、物体的内能跟机械能的区别1.决定能量的因素不同．内能只与物体的温度和体积有关，而与整个物体的运动速度和物体的相对位置无关．机械能只与物体的运动速度和跟其他物体的相对位置有关，与物体的温度体积无关2．一个具有机械能的物体，同时也具有内能；一个具有内能的物体不一定具有机械能．总结：物体的内能分子因热运动而具有的能量分子动能同温度下各分子的分子动能不同分子动能的平均值仅和温度有关分子间因有相互作用力而具有的、由它们相对位置决定的能量分子势能分子势能随物体的体积（物态）的变化而变化物体内所有分子的动能和势能总和物体内能物体的内能与温度和体积五、热力学第一定律⊿E=W+Q(1)做功可使其他形式的能和内能之间实现转化。

外界对物体做功，物体内能增加；物体对外界做功，物体内能减少。

第七章：《内能能量守恒定律》复习讲义

第七章内能能量守恒定律一、学习目标：1.理解什么是物体的内能，了解改变物体内能的两种方法。

2.理解各种形式的能的相互转化，掌握能量守恒定律。

3.了解自然过程的方向性、能的转化和转移的方向性，正确认识人类面临的能源危机。

4.了解太阳能，了解人类对太阳能的利用，学会“研究太阳能转化为内能的效率”的实验方法。

二、学习内容：第一节物体的内能1.温度：描述热现象的一个基本物理量（1）宏观上，表示物体的；（2）微观上，反映了的剧烈程度，温度是的标志。

温度是大量分子热运动的集体表现，是含有统计学意义的，对于单个分子来说，温度是（“有”、“没有”）意义的。

同一温度下，不同物质的分子的平均动能（“相同”、“不相同”），平均速率（“相同”、“不相同”）。

2.分子动能分子由于所具有的能量（1）物体分子的动能会不会为零？求单个分子的动能有无可能？有无必要？（2）一个物体所含分子的总动能由哪两个因素决定的？3.分子势能（1）叫分子势能。

（2）分子势能跟分子间距有关分子势能的大小随分子间距的变化规律：（平衡位置：r0）①当r﹥r0时，分子力表现为力，随着r的增加，分子势能（“增大”、“减小”）②当r﹤r0时，分子力表现为力，随着r的减小，分子势能（“增大”、“减小”）在位置时，分子势能最小。

4.物体的内能（1）什么是物体的内能？（2）内能的决定因素：例1如图所示的容器中，A、B各有一个可自由移动的轻活塞，活塞下方是水，上方为空气，大气压恒定．A、B底部由带有阀门K的管道相连，整个装置与外界绝热．原先A中水面比B中高，打开阀门，使A中的水逐渐向B中流，最后达到平衡．在这个过程中，下面哪个说法正确（）Array A．大气压力对水做功，水的内能增加B．水克服大气压力做功，水的内能减少C．大气压力对水不做功，水的内能不变D．大气压力对水不做功，水的内能增加5.改变内能的两种方式（1）做功改变物体的内能体现了其它形式的能和内能之间的转化。

新人教版物理必修二导学课件：第七章第十节能量守恒定律与能源(29P)

3．能量转化的方向性与节约能源的必要性能量耗散反映了能量转化的宏观过程具有__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． [判一判] (1)能量能从一种形式转化为另一种形式，也能从一个物体转移到另一个物体．( ) (2)能量在转化过程中变少的现象叫能量的耗散．( ) (3)既然能量守恒,所以不必担心会发生“能源危机”.( ) 提示：(1)√ (2)× (3)×
一眼睛看到纸的背面。2022年4月11日星期一2022/4/112022/4/112022/4/11
第七章机械能守恒定律
•书籍是屹立在时间的汪洋大海中的灯塔。2022年4月2022/4/112022/4/112022/4/114/11/2022
•正确的略读可使人用很少的时间接触大量的文献，并挑选出有意义的部分。2022/4/112022/4/11April 11, 2022
方法技巧——“摩擦生热”问题的求解 1．静摩擦力做功不会引起系统机械能的变化．静摩擦力做功的过程是系统中物体间的机械能发生转移的过程，不产生热量． 2．滑动摩擦力做功一定会引起系统机械能的变化．滑动摩擦力做功,一是会引起系统中物体间机械能的转移,二是会引起系统总机械能的减少，部分机械能转化为内能，产生热量．
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我们，还在路上……
栏目导引
重力势能减少
重力势能增加
重力势能变化
弹性势能减少
弹性势能增加
弹性势能变化
表达式 WG＝Ep1－Ep2
W弹＝Ep1－Ep2

高中物理第7章第10节能量守恒定律与能源课件新人教版必修2

第10节
能量(néngliàng)守恒定律与能源
学习目标：理解(lǐjiě)能量守恒定律，知道能源和能量耗散。
第一页，共24页。
重点难点
重点 1.能量守恒定律的内容。 2.应用能量守恒定律解决问题。难点 1.理解(lǐjiě)能量守恒定律的确切含义。 2.能量转化的方向性。
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功重力做功
弹力做功
合力做功
除重力（或系统内弹力）外
其他力做功
正功负功正功负功正功负功
正功
负功
能的变化
重力势能减少重力势能增加
重力势能变化
弹性势能减少弹性势能增加
弹性势能变化
动能增加动能减少
动能变化
机械能增加机械能减少
机械能变化
表达式
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提出(tí chū) 4.能量问守题恒定律的内容是怎样表述的？
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典型
(diǎ 例4（多选）下列判断正确的是（）
nxín
g)例 A.电能不可能全部(quánbù)变为内能
题
B.在火力发电机中，燃气的内能不可能全部 (quánbù)变为电能 C.热机中，燃气内能不可能全部(quánbù)变为机械能 D.在热传导中，热量不可能自发地从低温物体传递给高温物体
结论：原因是纸带和打点计时器之间的摩擦力及空气阻力做功，但能量没有消失，它是有一部分机械能转化为内能了。
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提出(tí chū) 问题
2.生活中还有很多能量转化(zhuǎnhuà)或转移的例子，请同学们举出几例，并说明其中的能量转化(zhuǎnhuà)或转移过程?
结论：（1）风吹树枝摆动→空气的机械能转移到柳枝上；（2）放在火炉旁的冰融化变热→内能(nèi nénɡ)由火炉转移到冰；（3）电流通过灯泡，灯泡发光→电能转化为光能和内能(nèi nénɡ)；（4）植物进行光合作用→光能转化为化学能。

《内能》内能守恒-能量平衡

《内能》内能守恒，能量平衡在我们生活的这个世界里，能量以各种各样的形式存在着。

从太阳的光芒到汽车的动力，从燃烧的火焰到电器的运转，能量的转化和传递无处不在。

而在这众多的能量形式中，内能是一个至关重要却又常常被人们忽视的概念。

那什么是内能呢？简单来说，内能就是构成物体的所有分子，其热运动的动能和分子势能的总和。

想象一下，一个房间里充满了无数微小的分子，它们在不停地运动、碰撞。

这些分子运动的快慢和相互之间的距离、作用等，就决定了物体内能的大小。

分子的热运动越剧烈，内能就越大。

比如，当我们把一杯冷水加热，水中的分子获得了更多的能量，运动变得更加活跃，内能也就随之增加。

而当水冷却时，分子的运动逐渐减缓，内能减小。

说到这里，可能有人会问：内能会守恒吗？答案是肯定的。

内能守恒是自然界的一个基本规律。

假设我们有一个封闭的系统，没有任何物质和能量的进出。

在这个系统中，无论发生怎样的能量转化和传递过程，内能的总和始终保持不变。

比如，在一个绝热容器中，有一个热的物体和一个冷的物体相互接触。

热的物体通过热传递将一部分内能传递给冷的物体，最终两者达到相同的温度。

在这个过程中，热物体的内能减少，冷物体的内能增加，但整个系统的内能总和是不变的。

再举个例子，当我们摩擦双手时，会感觉到双手发热。

这是因为摩擦做功增加了双手的内能。

在这个过程中，没有能量的创造或者消失，只是机械能转化为了内能，内能的总量始终保持恒定。

内能守恒与能量平衡是紧密相连的。

能量平衡意味着在一个系统中，输入的能量和输出的能量相等。

而内能守恒则是能量平衡的一种具体表现。

在实际生活中，我们经常会遇到与内能和能量平衡相关的现象。

比如，汽车发动机在工作时，燃料燃烧产生的化学能转化为热能和机械能。

其中，一部分热能以尾气和散热的形式散失到环境中，另一部分则转化为机械能推动汽车前进。

在这个过程中，燃料燃烧产生的总能量等于转化为机械能、热能以及其他形式能量的总和，符合能量平衡的原则，也遵循内能守恒的规律。

《内能》内能守恒,自然法则

《内能》内能守恒，自然法则在我们生活的这个广袤世界中，存在着许多看似神奇却又遵循着一定规律的现象。

其中，内能就是一个充满神秘而又遵循着守恒这一自然法则的重要概念。

那什么是内能呢？简单来说，内能就是构成物体的所有分子，其热运动的动能与分子势能的总和。

这听起来可能有些抽象，让我们来想象一个场景。

当我们把一杯热水放在桌上，随着时间的推移，水会逐渐变凉。

在这个过程中，热水所具有的内能就发生了变化。

内能的大小与物体的质量、温度、状态等因素都有着密切的关系。

质量越大的物体，其内能通常也就越大。

这就好比一大块铁块比一小块铁块具有更多的内能。

而温度的高低则直接影响着分子的热运动剧烈程度。

温度越高，分子热运动越剧烈，内能也就越大。

状态的改变也会引起内能的变化，比如冰融化成水的过程中，需要吸收热量，内能增加。

那么，为什么说内能守恒是自然法则呢？这就好比我们有一个“能量账户”，当物体在进行各种变化和相互作用时，内能可以在不同的形式之间转换，但这个“账户”里的总能量始终保持不变。

举个例子，当我们燃烧煤炭来取暖时，煤炭中的化学能被释放出来，转化为内能，使周围的环境温度升高。

这个过程中，化学能减少了，而内能增加了，但是总的能量并没有发生变化。

再比如，汽车发动机里的汽油燃烧，产生的能量推动汽车前进，同时也会有一部分能量以热能的形式散失。

在整个过程中，燃料的化学能转化为机械能和内能，总能量依然守恒。

内能守恒这一法则在自然界中无处不在。

从微观的分子层面到宏观的宇宙现象，都遵循着这一不变的规律。

它不仅适用于简单的物理变化，如温度的升高或降低，也适用于复杂的化学变化和能量转化过程。

在日常生活中，我们也能感受到内能守恒的存在。

比如我们使用的电器，电能转化为各种形式的能量，如光能、热能、机械能等，但总能量始终是不变的。

当我们运动时，身体消耗的化学能转化为机械能和热能，让我们能够奔跑、跳跃，但能量的总和没有增减。

然而，尽管内能守恒是自然界的基本法则，但在实际的能量利用过程中，我们往往会遇到能量损失的问题。

内能-能量守恒定律

内能-能量守恒定律讨论：自然界中有哪些形式的能？自然界物质的运动有许多不同形式，每种形式都有对应的能，而这些能又可以相互转化，比如搅拌水会使水温升高，就是把机械能转化为内能。

能量在相互转化的过程中必须遵循一定的规律，即能量既不能创生又不能消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或从一个物体转移到另一个物体，在转化或转移过程中，其总量不变，这就是能量守恒定律。

能量守恒定律把不同的自然科学技术领域联系起来，成为人们认识自然、利用自然的有力武器。

举例：光合作用高温、高压、无氧燃烧热机机械能太阳能化学能生物能内能电能发电机能量可以通过一定途径从一种形式转化成另一种形式，或从一个物体到另一个物体，而能量的总量是不变的。

（三）能的转化的方向性能量虽然可以相互转化。

但大量事实表明，很多与热现象有关的物理过程都是不可逆的。

涉及内能的能量转化过程具有方向性一段木料燃烧后化为灰烬，能够释放给我们所需要的能量。

然而，灰烬却不能立即被合成而成为一段木料。

但是，我们至少可以将灰烬作为肥料施在一颗小树苗上，促成它长成一段未来的木料，以供人类（可能是种树、施肥者的子孙，也可能是别人的子孙）再次燃烧。

在这一人与资源的交互行为中，我们会发现，首先，能量转化的方向性并没有被破坏，其次，这将形成了一个循环，因为只要时间足够，让树苗成长成为木料的数目大于我们燃烧木料的数目，它就不会破坏需求与资源的动态平衡关系。

其三，在这个循环中，必须要有第三者参与——如果没有太阳的光合作用，循环就终止了——所以人与资源（树木）之间并不是“今天你给我，明天我还给你”的关系（我们与其说在燃烧树木，还不如说是在利用储存的太阳能）。

其四，这种循环还有一种隐忧，那就是：灰烬“成为”树木的速度要远远小于树木变成灰烬的速度，表面的平衡是以内部数量上的不平衡为代价的。

以上的四点中，第三点事实上已经决定了循环“返回”过程的速度（不能由人类操控），第二点和第四点则意味着人类的行为、世界观对“平衡”能否被破坏有着直接的关系。

九年级科学上册第7章内能 4《能量的转化与守恒》课件华东师大级上册自然科学课件

巧克力、燃料等都储存有化学能
二、能量之间的转化
仔细观察下面的图片，说明它们具有那种形式的能？涉及哪些 (nǎxiē)形式能量之间的转化？
1.汽艇在海上行驶——化学能转化为机械能
2.用电照明——电能(diànnéng)转化为光能（电磁能）
3.篝火燃烧——化学能转化为内能和光能
4.原子弹爆炸——核能转化为机械能
生改变换。 (2)对能量的“转化”类型的判断，关键在于哪种形式的能
减少(消耗)，哪种形式的能增加，其结果就是减少(消耗)的那种转化为增加的那种。
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能量(néngliàng)转化与守恒定律
【问题1】人们为了满足生产对动力日益增多的需要，幻想制造一种机
器，它不需要任何动力和燃料，却能不断地对外做功，这种机器称为“第一类永动机”。
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 260/120/1变0/202为1 发动机输出的机械能。
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内容(nèiróng)总结
能量的转化与守恒。1.汽艇在海上行驶——化学能转化为机械能。2.用电照明——电能转化为光能（电磁能）。3.篝火燃烧——化学能转化为内能和光能。4.原子弹爆炸——核能转
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能量(néngliàng)的转化和转移 1．能量的转化：能量的形式发生(fāshēng)改变，从一种形式转化为
另一种形式。 2．能量的转移：同种形式的能从一个物体转移到另一个物
体，或从物体的一部分转移到另一部分．如热传递。 3．能量的“转化”和“转移”
(1)“转化”指形式发生了改变；“转移”则其形式没有发

第七章内能能守恒定律

第七章内能能量守恒定律导学在本章中，你将学习物体的内能能的转化和能量守恒定律能的转化的方向性能源的开发利用和环境爱惜人们对能量的熟悉和利用经历了漫长而曲折的历程。

1768年，英国的瓦特（James Watt，1736-1819）发明了第一代有效的蒸汽机（图7-1）。

这标志着人类对能量的利用进入了一个新台阶，迎来了工业化时期，尔后，人们又把握了获取电能的技术。

现在，人们不仅利用包括在煤、石油等物质内部的能量，还利用来自河流、风、太阳光和来自原子核内的能量。

图7-2是我国建成的世界上最大的水力发电设施——长江三峡电站。

图7-1图7-2下面咱们通过一个实例来初步分析能量的利用和转化。

如图7-3所示，为了使一只瘪了的乒乓球恢恢复状，可用电热吹风机对乒乓球加热。

请你分析一下，在此进程中能量的利用和转化情形。

你还能列举出其他利用各类不同形式能量的事例吗？图7-3第七章A 物体的内能你见过图7-4所示的因纽特人的冰屋吗？每当冬季到来之前，因纽特人都要建造冰屋。

他们当场取材，用冰作为“砖”，用水作为“泥”，垒起的冰屋结实不透风，能够把寒风拒之屋外。

由于冰是热的不良导体，能专门好地隔热，屋里的热量几乎不能通过冰墙传导到屋外，加上冻结成一体的冰屋没有窗子，门口挂着兽皮门帘，如此能够大大减少屋内外空气的对流，冰屋内的温度能够维持在零下几摄氏度到零下十几摄氏度。

这相关于零下50多摄氏度的屋外要暖和多了。

因纽特人再穿上皮衣，在如此的冰屋里完全能够平安过冬了。

图7-4图7-5图7-5中的上、下两只杯子内各存有必然质量的冷水和热水，其中上方的杯底有一块半导体材料制成的温差电池，电池的两极与一只小风扇组成回路。

由于上、下两只杯子中水的温度不同，风扇会不断地转动。

驱动风扇运转的能量正是源自水中的内能。

咱们在力学中已经明白什么是动能和势能。

物体由于做机械运动而具有动能，地面上的物体由于受到地球引力作用而具有（重力）势能。

那么，内能又是什么？动能和势能是能够转化的，内能与其他形式的能是不是能够彼此转化呢？它们之间有什么规律？这些都是本节中要探讨的问题。

内能、核能与能量守恒 PPT课件人教版

内能、核能与能量守恒
１理解热运动和内能的涵义。２知道物体内大量分子无规制运动跟温度的关系。３会对内能和机械能进行区别。 4 改变物体内能的方法（１）知道用热传递和做功的办法可以改变物体的内能。（２）知道用热传递和做功改变物体内能的机理。 5.热量和比热：理解比热的感念；会用公式Ｑ＝cm（t－
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12、跌倒了，一定要爬起来。不爬起来，别人会看不起你，你自己也会失去机会。在人前微笑，在人后落泪，可这是每个人都要学会的成长。
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13、要相信，这个世界上永远能够依靠的只有你自己。所以，管别人怎么看，坚持自己的坚持，直到坚持不下去为止。
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14、也许你想要的未来在别人眼里不值一提，也许你已经很努力了可还是有人不满意，也许你的理想离你的距离从来没有拉近过......但请你继续向前走，因为别人看不到你的努力，你却始终看得见自己。
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18、努力也许不等于成功，可是那段追逐梦想的努力，会让你找到一个更好的自己，一个沉默努力充实安静的自己。
•
19、你相信梦想，梦想才会相信你。有一种落差是，你配不上自己的野心，也辜负了所受的苦难。
•
20、生活不会按你想要的方式进行，它会给你一段时间，让你孤独、迷茫又沉默忧郁。但如果靠这段时间跟自己独处，多看一本书，去做可以做的事，放下过去的人，等你度过低潮，那些独处的时光必定能照亮你的路，也是这些不堪陪你成熟。所以，现在没那么糟，看似生活对你的亏欠，其实都是祝愿。
6.关于热量题目计算
(1) Q=Cm△t (2)热传递Q吸=ŋQ放
(3)做功与吸热Q吸=ŋW (4)燃烧值与吸热Q吸=ŋQ放
例题：
某饰品加工厂有酒精喷灯加工饰品，张师傅在1分钟内用去酒精5g，被加工的一只质量为36g 的铜饰品温度从20℃升高到1070℃，求：铜饰品吸收的热量是多少？酒精完全燃烧产生的热量是多少？酒精喷灯的效率是多少？ [已知：c铜=0.93×103J/(kg·℃), 酒精燃烧值为3.0×107J/kg]

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B. 能的转化与守恒
现象：自由摆动的物体与空气发生摩擦，最终停止。一切生命活动的过程也是能量转化的过程
5. 物质的每一种运动形式都对应了一种形式的能量，不同的能量可以相互转化。 6. 能量守恒定律：能量既不能创生，也不能消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，在转化或转移的过程中，其总量不变。任何机器或装置只能将不同能量进行转化书中P8的自主活动能制造出“永动机”吗？
2. 能量的耗散与退化
总能量虽然不变，但能量可被利用的价值在减少，能量品质在降级，进而会发生能源危机．内能在转化为机械能、电能中，总有一部分浪费，而成为“废品”，内能是低品质的能。在多数的能量利用中会释放出内能，使自然系统无法恢复原来的状态，若要恢复又会释放出内能．
3. 能源：能够提供可利用能量的物质资源
你知道自然界有哪些形式的能量？
动能、势能、机械能、风能、太阳能、内能、电能、化学能、核能请你们讨论分析下面实例中能量的利用和转化情况。为使一只瘪了的乒乓球恢复原状，采用电热吹风机对乒乓球加热的方法过程。
1768年，英国的瓦特发明了第一代实用的蒸汽机这标志着人类对能量的利用步入了一个新台阶，并迎来了工业化的时代。
C．能的转化的方向性
能源开发
情景：太阳塔此项太阳能发电每年减排二氧化碳830kt 结论：凡是发生的自然过程都是能量守恒的。而凡是能量守恒的过程就一定会发生吗? 情景：单摆的运动现象；热水在空气中冷却现象泼水难收，死亡不能复生，吃进去的吐不出来
1. 自然过程具有单向性伴随过程的能量转化也具有单向性人为的设计过程应符合自然可发展的规律
本章我们学习物体的内能，能的转化和守恒定律，能的转化的方向性，能源的开发和环境保护。
现象：书中图片，利用温差发电并驱动小电扇转动。此过程中，风扇运转的能量源自水中的内能。
A 物体的内能
1. 分子做无规则热运动，运动的分子具有动能。物体内所有分子动能的平均值，叫做分子热运动的平均动能，简称分子动能。温度是物体分子热运动的平均动能的标志。 2. 分子间存在相互作用力，所以分子具有分子势能。当分子间距离发生变化时，若分子间作用力做正功，分子势能减少；若分子间作用力做负功，分子势能增加。（类似重力势能的变化情况）可见，物体的分子势能与物体的状态和体积有关。
分类：常规能源、新能源一次能源、二次能源
4. 如何更好利用能源
节能、新能源利用技术、清洁能源

3. 内能是物体内所有分子的动能和势能的总和。物体的内能与物体的温度、体积、状态都有关系 4. 改变物体内能的物理途径
a. 做功：使其它形式的能与内能相互转化。
b. 热传递：使物体间的内能发生转移。做功和热传递在改变物体内能的效果上是等效的，但本质不同。书中P5的自主活动书中P5的历史回眸

第七章内能与能量守恒

《内能》内能守恒,能量转换

内能 能量守恒定律

最新人教版高中物理必修2第七章能量守恒定律

高中物理 第七章 第10节 能量守恒定律与能源(含解析)