14.3 能量的转化和守恒

第3节能量的转化和守恒

出示目标

1．能分析常见现象中的能量转化。

2．了解能量转化可以反映自然界中各种现象不是孤立的，而是互相联系的。

3．从对现象的分析总结能量守恒定律，并用能量守恒的观点分析日常现象。

学习指导一

能量的转化

阅读课本第27页内容完成下面问题：

①在一定条件下，不同形式的能可以__相互转化__。

②摩擦生热，机械能转化为__内能__；

③水电站里水轮机带动发电机发电，__机械__能转化为__电能__；

④电动机带动水泵把水送到高处，__电__能转化为__机械__能；

⑤植物吸收太阳光进行光合作用，__光__能转化为__化学__能；

⑥燃料燃烧时发热，__化学__能转化为__内能__。

观看课本第27页图14.3－1，发现自然界中各种现象，完成填空，从中你能得到哪些启示？

在下列现象中，能量是怎样转化的？

①用锯条锯木头，过一会锯条变热了：__机械能转化为内能__。

②植物进行光合作用：__光能转化为化学能__。

③蓄电池放电：__化学能变化为电能__。

④对蓄电池充电：__电能转化为化学能__。

自然界中各种现象不是孤立的，而是互相联系的：各种形式的能量在一定条件下都可以相互转化。

1．下列能量的转化中，属于机械能转化为内能的是(B)

A．点燃爆竹，爆竹腾空而起

B．汽车紧急刹车，轮胎发热

C．给生石灰加水，温度升高

D．给电炉通电，电炉发热

2．火箭在大气层里加速上升的过程中(C)

A．机械能减少，内能增加

B．机械能增加，内能减少

C．机械能与内能都增加

D．机械能不变，内能增加

3．各种形式的能量在一定条件下都可以相互转化，指出下列情况下能量的转化。

①气体膨胀做功：__内能转化为机械能____。

②硅光电池接收太阳光：__光能转化为电能__。

③核电站发电：__核能转化为电能__。

④正在工作的电饭锅：__电能转化为内能__ 。

学习指导二

能量守恒定律

阅读第28页“想想议议”，思考回答下面问题。掉在地上的小球会跳起，但是越跳越低，为什么？是否丢失了能量？减少的机械能到哪里去了？

阅读课本第28页第二自然段总结能量守恒定律：

能量守恒定律内容：能量既不会__凭空消灭__，也不会__凭空产生__，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__，而在转化和转移的过程中，能量的__总量__保持不变。

可以从以下四个方面加以理解：

(1)存在：能量既不会凭空__消灭__，也不会凭空__产生__。

(2)转化或转移：从一种形式__转化__为其他形式，或者从一个物体__转移__到另一个物体。

(3)结果：在转化和转移的过程中，能量的总量保持__不变__。某种形式的能减少，一定转化为其他形式的能。

(4)普遍性：能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的定律之一。

在能量守恒定律中，能量的“转化”是指：一种形式的能量转化成为另一种形式的能量，即前后两种状态，能量的形式发生了变化，如“钻木取火”是机械能转化为内能，“电车运动”是电能转化为机械能；而能量的“转移”是指：一个物体所具有的一种形式的能量，转移到另一个物体上后，还是同一种形式的能量，即前后两种状态，能量的形式并没有发生变化，只是能量发生了转移，如“热传递”就是一个物体具有的内能转移到另一个物体上，前后都是内能。

1．在一个密封的小房间里，放着一台开着门的电冰箱，给电冰箱通电，过一段时间后，房间的温度将(A)

A．升高B．降低

C．不变D．无法确定

2．用热传递的方法来改变物体的内能，实质上是能量的__转移__过程；用做功的方法来改变物体的内能，实质上是能量的__转化__过程。

3．焦耳是一位伟大的物理学家，他成功地发现了焦耳定律，测出了热功当量……。但他在探索科学真理的道路上，也走过弯路。年轻的时候，焦耳也和许多人一样设想能制作出一种“永动机”——不需要给它提供任何动力(即不消耗任何能源)就能自动工作起来的机械装置。他曾通宵达旦地冥思苦想，不断地设计、制作，但没有一次是成功的。接连的失败引起了焦耳的深思，他没有像有些人那样“执迷不悟”，而是反思原来的设想，重新确定新的探究课题。经过不懈地努力，他终于在新的研究领域中取得了成功，发现了科学真理。

(1)“永动机”制造一定失败的原因是：它违背了__能量守恒定律__。

(2)你从焦耳科学探究的历程中得到的启示是：__科学探究要善于思考，认清方向，经常反思，不懈努力__。

当堂训练

教学至此，敬请使用学案当堂训练部分。

热和能的复习

出示目标

1．加深分子热运动的内容及内能的有关知识的理解。

2．巩固比热容的有关知识及热量计算。

3．知道热机的四个冲程及能量转化。

学习指导

热和能的相关知识

1．常见的物质是由__分子、原子__构成的。分子若看成球形，其直径以__纳米__来度量。

2．一切物体的分子__都在不停地做无规则运动__。

(1)扩散：__相互接触的不同物质的分子，彼此进入对方的现象__。

(2)扩散现象说明：A.__一切物质的分子都在不停地做无规则运动__；B.__分子间存在间隙__。

(3)课本中的二氧化氮和空气的扩散。实验现象：__上方装空气的瓶内气体变为红棕色__。

结论：__二氧化氮和空气发生了扩散现象__。

(4)固、液、气都可__发生扩散现象__。

3．分子间有相互作用的__引力和斥力__。

4．内能：__物体内部所有分子热运动的动能与分子势能的总和__，叫做物体的内能。

5．物体在任何情况下都有__内能__，物体内能大小与__温度__有关。

6．改变内能的方式：__做功__和__热传递__。

7．比热容：

(1)定义：__单位质量的某种物质，温度升高1℃所吸收的热量__。

(2)物理意义：表示__不同物质吸热能力__的物理量。

(3)比热容是物质的一种__属性__，大小与物体的__种类__有关，与__质量__、__温度变化__无关。

(4)水的比热容为__4.2×103__J/(kg·℃)__，表示：__1__kg的水温度升高1℃时所吸收的热量是4.2×103J__。

(5)水常用来调节气温、取暖、作冷却剂、散热，是因为水的__比热容__大。

8．计算公式：Q吸＝__cm(t－t0)__，Q放＝__cm(t0－t)__。

9．热值定义：__1kg某种燃料完全燃烧放出的热量__，叫做这种燃料的热值。

单位：__J/kg__，热值反映的是某种物质的一种燃烧特性，同时反映出不同燃料燃烧过程中，化学能转变成内能的本领大小，也就是说，它是燃料本身的一种__特性__，只与__燃料种类__有关，公式：__Q＝mq__。

10．酒精的热值是__3.0×107J/kg__，它表示：__1kg的酒精完全燃烧放出的热量是3.0×107J__。

11．热机效率：①定义：__用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧放出的能量之比__；②公式：__η＝W/Q__。

12．热机：能的转化：__内能__转化为__机械能__。

13．汽油机每一个工作循环分为四个冲程：__吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程__。做功冲程是将__内能__转化为__机械能__。压缩冲程将__机械能__转化为__内能__。

14．能量守恒定律：能量既不会__凭空消灭__，也不会__凭空产生__，它只会从一种__形式__转化为其他__形式__，或者从一个__物体__转移到另一个物体，而在转化和转移的过