四、能量转化的基本规律
九年级物理下册 18.4 能量转化的基本规律教案 (新版)苏科版-(新版)苏科版初中九年级下册物理教
四能量转化的基本规律【设计意图】本节内容是对本章及以前所学物理知识从能量的观点进行了一次综合、深化和再认识．教材首先分析自然界中各种能量之间的转化，揭示它们之间的本质联系：能量，并分析一系列熟知的能量转化的事例，指出能量的转化与守恒．最后阐述了能的转化与守恒定律的普遍性和重要性．能量守恒定律是一个实验规律，列举能量转化的实例，是学生理解和掌握能量守恒的基础，因此在教学过程中要充分利用学生已知知识，对这些实例中的能的转化进行具体分析．在教学过程中，强调定律的两个方面：转化与守恒．另外还要强调该定律的普遍性和重要性，可列举19世纪的自然科学史对学生进行教育．“能量转移和转化的方向性”是本节教学的一个难点．教学时借助学生熟悉的生活实例介绍，并帮助他们初步了解有关知识．教材中是以“水往低处流（黄果树瀑布）”“热水中的冰块”等引入“自发过程”及其方向性问题的，其中功热转换过程、热传导过程以及气体自由膨胀过程的方向性问题，在教学中应通俗且不违背科学地解释有关问题。
【教学目标】一、知识与技能1．通过实例认识能量可以从一个物体转移到另一个物体，不同形式的能量可以互相转化．2．知道能量守恒定律，能举出日常生活中能量守恒的实例．3初步了解在现实生活中能量的转化与转移有一定的方向性．4、认识到日常生活中合理利用能源与节约能源的重要性。
二、过程与方法1．能在观察物理现象或物理学习过程中发现一些问题。
有初步的提出问题的能力。
2．通过参与科学探究活动，初步认识科学研究方法的重要性。
有对信息的有效性作出判断的意识。
3．学习从物理现象和实验中归纳简单的科学规律，尝试应用已知的科学规律去解释某些具体问题。
有初步的分析概括能力。
三、情感态度与价值观1．能保持对自然界的好奇，初步领略自然现象中的美妙与和谐，对大自然有亲近、热爱、和谐相处的情感。
2．具有对科学的求知欲，乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理。
3．养成实事求是、尊重自然规律的科学态度，不迷信权威，具有判断大众传媒是否符合科学规律的初步意识。
能量转化定律
能量转化定律能量转化定律是自然科学中的重要理论之一，它揭示了能量在不同形式间的转换规律。
能量是物体运动、变化以及物质和场的相互作用所体现出来的物质属性。
能量转化定律说明了能量在不同形态间的相互转换，它是物质世界中一切活动的基础。
下面我将对能量转化定律进行详细阐述。
能量转化定律是说能量是守恒的，即在任何闭合系统内，能量的总量始终保持不变。
能量永远不能消失，也不能从虚无中产生。
这个定律可以追溯到19世纪初的热力学理论，经过多次实验验证，已被广泛接受。
能量可以分为多种形式，其中最常见的是机械能、热能和化学能。
机械能是物体的运动能和位置能的总和，可以表现为物体的动能和势能。
动能是物体由于运动而具有的能量，与物体的质量和速度有关。
势能是物体由于位置而具有的能量，与物体的形状和高度有关。
热能是物体内部粒子的运动能量，与物体的温度有关。
化学能是分子间的结合能，与物体的化学组成有关。
在能量转化过程中，能量会从一种形式转化为另一种形式，但总能量不变。
这是因为在任何能量转化过程中，能量的转换是基于物理规律进行的。
根据热力学第一定律，能量既不会凭空生成，也不会凭空消失。
能量只是从一个系统转移到另一个系统，并在转移过程中保持不变。
举个例子来说，当我们使用手机充电时，电能会转化为热能，然后手机的电池将热能转化为化学能存储起来。
当我们使用手机时，化学能又被转化为电能供手机使用。
在这个过程中，能量的形式发生了变化，但总能量不变。
能量转化定律在自然界中无处不在。
例如，太阳能转化为光能和热能，供给地球上的生物生存和发展；水力发电站将水能转化为电能，提供给人们使用；车辆的燃料被转化为机械能，推动车辆行驶等。
这些都是能量转化定律的应用。
除了能量转化定律，还有一个重要的概念是能量效率。
能量效率是指在能量转化过程中有多少能量被转化为有用的形式。
由于能量转化过程中总会存在能量损耗，所以能量效率往往小于1。
提高能量效率是人们在科学研究和实践中的一个重要目标。
能量守恒定律自然界中能量的流动规律
能量守恒定律自然界中能量的流动规律能量守恒定律——自然界中能量的流动规律能量守恒定律是自然界中一个重要的物理定律，它揭示了能量在物质间的转化和传递过程中的规律。
根据能量守恒定律，能量既不能被创造，也不能被毁灭，只能从一种形式转换为另一种形式，并在转换的过程中保持不变。
一、能量守恒定律的基本原理能量守恒定律是基于能量的本质和属性的基础上得出的。
能量是物体发生变化时所具有的能够产生物理效应的量，包括机械能、热能、化学能、核能等各种形式。
能量守恒定律的基本原理可以概括为以下两个方面：1. 能量的转化：能量可以在不同物质间进行转化，如重物落地时机械能转化为热能、光能和声能；化学反应过程中化学能转化为热能等。
这些转化的过程并不改变总能量的大小，只是改变了能量的形式。
2. 能量的传递：在自然界中，能量可以通过传递的方式从一个物体传递到另一个物体。
例如，太阳能通过辐射传递到地球上，从而使地球上的物体获得光能和热能。
能量的传递也是在能量守恒的前提下进行的，即传递过程中能量的总量保持不变。
二、自然界中能量流动的例子自然界中存在着许多能量的流动现象，以下是几个常见的例子：1. 光合作用：光合作用是植物利用阳光能将二氧化碳和水转化为有机物的过程。
在光合作用中，太阳能转化成光能，再经过一系列的化学反应转化为化学能，以供植物生长和繁殖所需。
2. 食物链与能量传递：在生态系统中，能量通过食物链进行传递。
植物通过光合作用将光能转化为化学能，再被草食动物摄入，化学能转化为机械能和热能；而后续的食肉动物又通过捕食草食动物获得能量，如此循环传递。
3. 能量的传导和辐射：热能可以通过导热和辐射的方式从一个物体传递到另一个物体。
例如，太阳光照射在地球上时，能够通过辐射传递热能，使得地球上的物体温暖。
三、利用能量守恒定律的意义能量守恒定律的认识和应用对于人类的生活和科学研究具有重要的意义：1. 节能减排：了解能量守恒定律有助于我们更好地利用能源和环境资源，提高能源利用效率，减少能源的浪费，从而实现节能减排的目标。
能量的转化与守恒定律
能量的转化与守恒定律能量是物体或系统在运动、变化或相互转化过程中所具有的性质。
在自然界中，能量可以互相转化，但总能量的数量保持不变，这就是能量守恒定律。
能量的转化与守恒定律给予我们对世界运动和变化的深刻认识和理解。
本文将介绍能量的转化过程、能量守恒定律的基本原理以及它们在生活中的应用。
一、能量的转化过程能量的转化是指能量从一种形式转化为另一种形式的过程。
常见的能量形式包括机械能、热能、化学能、光能等。
能量的转化过程通常遵循一定的规律和原理。
1. 机械能的转化机械能是物体由于运动而具有的能量，可以分为动能和势能两种形式。
当物体运动时，动能会增加；当物体从高处下落时，势能会转化为动能。
这种能量转化是运动力学中一个重要的概念，我们在日常生活中能够观察到很多机械能的转化例子，比如小球滚下斜坡时的动能增加、弹簧受力变形时的弹性势能等。
2. 热能的转化热能是物体内部粒子的热运动所具有的能量，热能的传递是指物体间由于温度差异而发生的能量传递过程。
热能可以通过传导、辐射和对流等方式进行传递。
例如，我们在用火取暖时，燃烧产生的热能会通过传导和辐射方式传递到周围的空气和物体中。
此外，热能的转化还可以引起物质的相变，比如冰融化时吸收热能，水汽凝结时释放热能。
3. 化学能的转化化学能是物质在化学反应中所具有的能量。
化学反应是指物质发生化学变化时，原子、离子或分子间的能量转化过程。
例如，火柴燃烧时，化学能转化为热能和光能，火药燃烧时，化学能转化为机械能和热能。
化学能的转化是现代工业生产和生活中不可或缺的一个过程。
4. 光能的转化光能是指由电磁波形式的光所具有的能量。
光能的转化过程包括光的吸收、反射和折射等。
当光线照射到物体上时，光能可以被物体吸收，并转化为热能或化学能。
例如，太阳光照射到地球上，被植物吸收后转化为光合作用所需的化学能。
光能的转化对于光电技术、光催化和光伏发电等领域具有重要的应用价值。
二、能量守恒定律的原理能量守恒定律是指在一个孤立系统中，能量的总量保持不变。
四、能量转化的基本规律
学点1能量守恒定律
问题1：有人利用毛细现象设计了如图18－4－2所示的“毛细永动机”，不需要消耗能量将水送到高处(获得重力势能)．能实现吗？
图18－4－2
[答案] 不能．
问题2：如图18－4－3所示，利用棉纱吸水，能使杯中的水滴出的是图__(a)__，即利用毛细现象__不能__将水提到高处．
图18－4－3
问题3：“毛细永动机”__不能__(选择“能”或“不能”)成功．世上__没有__(选择“有”或“没有”)不需要消耗能量却能自动运转的永动机．
问题4：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__为其他形式，或者从一个物体__转移__到其他物体，而在__转化__或__转移__的过程中，总量__保持不变__．这就是__能量守恒__定律．
学点2能量转移和转化的方向性
问题1：热传递过程中，内能只能自发地从__高__温物体传递给__低__温物体，而不能自发地从低温物体传递给高温物体．如图18－4－4所示滚摆实验中，滚摆每次上升的高度逐渐减小，最终在最低处静止，整个过程中滚摆的机械能不断克服阻力做功转化为__内__能，但这些能却不能自发地再转化为机械能，使滚摆再由静止逐渐滚动起来．上述两个实例表明：能量的转化和转移具有__方向__性．
图18－4－4
问题2：人们是在能量转化或转移过程中利用能量的，尽管能量的总量始终不变，但由于能量转化或转移还具有__方向__性，转化或转移过程中总会有一部分能量转化为__内__能散失到周围的环境中，而这些能量不能自动转化为其他形式的能量，即不能再利用，所以可利用的能量只会__减少__，所以我们还需节约能源．。
化学能量的转化与守恒定律
化学能量的转化与守恒定律化学能量的转化与守恒定律是化学领域的重要原理，它揭示了能量在化学反应中的转化过程以及能量守恒的基本规律。
本文将从能量转化的基本概念、转化形式、守恒定律以及相关应用等方面进行探讨。
一、能量转化的基本概念能量是物质存在和相互作用的基本属性，也是推动化学反应进行的动力。
在化学反应中，能量可以从一种形式转化为另一种形式，如化学能转化为热能、光能等。
这种能量转化的基本概念是理解化学反应动力学的重要前提。
二、能量转化的形式化学反应中的能量转化可以通过吸热反应和放热反应来描述。
吸热反应是指在反应过程中吸收了热能，使系统的内能增加；而放热反应则是指在反应过程中释放了热能，使系统的内能减少。
吸热反应和放热反应，都是能量从一种形式转化为另一种形式的典型例子。
三、能量守恒定律根据能量守恒定律，能量在化学反应过程中可以从一种物质转移到另一种物质，但总能量的数值在一个封闭系统内是不变的。
换句话说，能量既不能被创造，也不能被破坏，只能从一种形式转化为另一种形式。
能量守恒定律是自然界的基本规律，也是化学反应进行的基础。
它使我们能够预测和解释化学反应中的能量转化过程，并在实践中找到合适的方式来利用能量。
四、能量转化的应用能量转化在日常生活和科学研究中有着广泛的应用。
其中一个重要的应用是化学燃烧反应，如燃料的燃烧过程释放出的化学能被转化为热能，提供我们的生活能量需求。
另一个应用是化学发电池，它利用化学反应过程中能量转化的原理，将化学能转化为电能，为电子设备提供能量。
此外，能量转化还在能源领域和环境保护中具有重要意义。
通过研究能量转化的机理，我们可以寻找高效的能源转化方式，提高能源利用效率，减少能源消耗对环境的影响。
结论化学能量的转化与守恒定律揭示了能量在化学反应中的转化过程以及能量守恒的基本规律。
能量转化的形式包括吸热反应和放热反应，而能量守恒定律指出能量总量在封闭系统内是守恒的。
能量转化的应用广泛应用于日常生活、科学研究、能源领域和环境保护中。
能量守恒定律能量转换的基本原理
能量守恒定律能量转换的基本原理能量守恒定律是自然界中最基本的物理定律之一。
根据这个定律，能量在一定条件下可以从一种形式转换为另一种形式，但总能量守恒不变。
能量转换涉及多种物理现象和机制，包括热能、动能、势能以及其他形式的能量。
本文将探讨能量守恒定律的基本原理以及一些常见的能量转换方式。
一、能量守恒定律的基本原理能量守恒定律是基于对能量的观察和实验而得出的结论。
根据这一定律，物体或系统的总能量在封闭系统中是恒定的。
能量既不能被创造也不能被消灭，只能从一种形式转换为另一种形式。
这意味着，当能量从一个物体或系统转移到另一个物体或系统时，其总能量保持不变。
二、能量转换的基本方式根据能量守恒定律，能量在物体或系统之间可以通过多种方式进行转换。
以下是一些常见的能量转换方式：1. 动能转换：动能是物体运动所具有的能量。
当物体的速度发生变化时，其动能也会发生相应的变化。
例如，一个运动中的车辆在刹车时，动能将转化为热能和声能。
2. 势能转换：势能是与物体位置相关的能量。
当物体在重力或其他力的作用下改变位置时，其势能也会相应改变。
例如，一个由山顶滚落下来的石头将失去其势能，而同时增加动能。
3. 热能转换：热能是由物体分子之间的热运动引起的能量。
当物体与其周围环境接触时，它的热能可以通过热传导、对流或辐射等方式传递给其他物体，从而实现热能的转换。
4. 电能转换：电能是由电子携带的能量。
当电流通过一个电阻器或其他电器设备时，电能将被转化为热能、光能或其他形式的能量。
5. 化学能转换：化学反应中的能量变化是一种常见的能量转换方式。
例如，在火焰中，燃料的化学能被转化为热能和光能。
以上只是能量转换的一些基本方式，实际上能量的转换方式非常多样，而且常常会同时涉及多种能量形式的转换。
三、能量转换的实际应用能量转换在日常生活和工业生产中起着重要的作用。
以下是一些与能量转换相关的实际应用：1. 能源生产：能源的获取和利用涉及到多种能量转换方式。
2019_2020春九年级物理全册18.4能量转化的基本规律18.5能源与可持续发展基础与强化必刷题(含解析)
18.4能量转化的基本规律◆要点1 能量守恒定律（1）内容：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其他形式，或者从一个物体转移到其他物体，而在转化或转移过程中，能量的总量保持不变，这个规律叫能量守恒定律。
（2）意义：①能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本规律之一。
②从原子到宇宙，只要有能量转化，就一定服从能量守恒定律。
◆要点2 能量的转化（1）能量存在的形式：机械能、内能、电能、化学能、光能、核能等。
（2）能量的转化：不同形式的能在一定的条件下，可以相互转化。
（3）能量的转移：能量可以从一个物体转移到另一个物体，也可以从物体的一部分转移到另一部分。
（4）能量转化和转移的区别：转化，能量的形式发生变化；转移，能量的形式没有变化。
◆要点3 能量转移和转化的方向性（1）方向性：能量的转化和转移都有方向性。
（2）能量的利用：我们在能量的转化和转移过程中利用能量。
18.5 能源与可持续发展◆要点1 能量转化的效率（1）能量转化装置的效率：输出的有用能量与输入的总能量的比值叫能量转化装置的效率。
（2）能量转化装置的效率计算：效率=输出的有用能量×100%输入的总能量◆要点2 能源与可持续发展（1）能源问题：①世界上能源消耗巨大，化石能源蕴藏量有限；②能源消耗会造成不同程度的环境恶化。
（2）解决能源危机：①节约常规能源，提高利用率。
②改进能源结构、大力开发新能源。
Δ基础题系列◆1. (2019·黄石)能源科技的发展促进了人类文明的进步，下列有关能源的说法错误的是（）A．目前的核电站是靠原子核的裂变进行发电的B．能量转化是守恒的，所以能源是取之不尽用之不竭的C．风力发电机将风能转化为电能D．水能、太阳能都是可再生能源【答案】B【解析】A、核电站发电利用的是原子核的裂变，故A正确；B、能量虽守恒，但可以利用的能源是有限的，不是取之不尽用之不竭的，故B错误；C、水电站主要是将水中蕴含的机械能转化为电能，故C正确；D、水能、太阳能可以从自然界源源不断地得到，属可再生能源，故D正确。
能量守恒定律能量的转化与守恒
能量守恒定律能量的转化与守恒能量守恒定律：能量的转化与守恒能量，作为物理世界的基本量，贯穿着自然界的方方面面。
能量守恒定律是能量转化与守恒的基本原理，它揭示了能量在各种物理过程中的变化规律。
本文将深入探讨能量守恒定律的概念、能量的转化方式以及能量守恒在不同领域中的应用。
一、能量守恒定律的概念能量守恒定律，又称为能量守恒原理，是物理学中一个基本的定律。
它表明在封闭系统中，能量不会凭空消失或产生，只会在不同形式之间相互转化，总能量保持不变。
简言之即“能量不会凭空消失或产生，只会转移和转化”。
这一定律是基于对大量真实实验与观察事实的总结而得出的。
二、能量的转化方式能量可以通过多种方式进行转化，常见的有下列几种：1. 力学能转化：当一个物体沿着斜面下滑时，重力势能转化为动能，而动能则转化为热能和声能等其他形式的能量。
2. 热能转化：热能可以通过传导、传热等方式转化为其他形式的能量，如机械能、电能等。
3. 化学能转化：在化学反应中，化学能可以转化为热能、电能等形式。
4. 电能转化：电能可以通过电能转换装置转化为机械能、光能等。
5. 核能转化：核能在核反应中可以转化为热能、电能等。
三、能量守恒在不同领域中的应用1. 能源利用与节约：能量守恒定律是能源利用和节约的基础。
了解能量的转化与守恒规律，可以指导人们在生产和生活中合理利用能源，降低能源的浪费。
2. 环境保护与减排：能源的利用与转化往往伴随着能源的消耗和废气的排放。
通过对能量守恒定律的应用，可以提高能源的利用效率，减少废物和废气的产生，达到环境保护和减排的目的。
3. 建筑设计与能效改善：在建筑设计中，通过运用能量守恒定律，可以优化建筑结构，提高能源利用效率，减少能源消耗。
4. 交通出行与能源利用：交通运输是能源消耗的重要领域，通过研究交通工具的能量转化与守恒，可以推动新能源技术的发展，改善交通出行的能源利用效率。
5. 新能源开发与利用：能量守恒定律为新能源的开发与利用提供了指导。
自然界中的能量转化
自然界中的能量转化现象
太阳辐射能转化
太阳辐射能通过光合作用 转化为生物质能
太阳辐射能转化为热能， 引起地球气候变化
太阳辐射能转化为电能， 如太阳能电池板
太阳辐射能转化为化学能， 如植物的光合作用
风能转化
风能转化为机械能
风能转化为水能
风能转化为热能
风能转化为电能
水能转化
水能转化为机械能：例如水力发电 水能转化为热能：例如水蒸发吸热 水能转化为电能：例如潮汐发电 水能转化为化学能：例如水分解成氢气和氧气
高效能量转化技术的研发
太阳能电池技术：提高光电转换效率，降低成本 燃料电池技术：实现高效、清洁的能源利用 核聚变技术：提供无限、安全、清洁的能源供应 储能技术：解决能源供需不平衡问题，提高能源利用效率
未来能源结构的变化
太阳能、风能等 可再生能源的占 比将逐渐增加
核聚变能源将成 为未来，如潮汐能、波浪能等，具有清洁、可再生、分 布广泛等优点。
核能：利用核裂变或核聚变产生能量，具有能量密度高、无排放等优点， 但存在放射性污染等挑战。
THANK YOU
汇报人：
氢能的应用将逐 渐普及
传统化石能源的 使用将逐渐减少
人类对能量转化的利用和探索
人类利用能源的历史和现状
早期能源利用：木材、煤炭等自然资源的直接燃烧 工业革命：蒸汽机、内燃机等机械的出现，大规模使用煤炭和石油 现代能源利用：核能、太阳能、风能等可再生能源的开发与利用 未来能源探索：氢能、地热能等新型能源的研究与开发
生物质能转化
定义：生物质能转化是指利用生物质资源通过化学或生物化学途径转化为 能源的过程 转化方式：燃烧、生物发酵、生物质热解等
应用领域：生物质发电、生物质燃料、生物质热能等
中学物理-18.4 能量转化的基本规律
知识精讲
历史上的永动机
在一个轮子边缘等距安装
最 12根活动短杆，杆端套重
著 球。无论转到什么位置， 名
的 右边各个重球总比左边离
永 动
轴心远些。右边重球作用
机 在离轴较远的距离上，就
会使轮子永不停息转动下
去。
十三世纪 亨内考 法国
知识精讲
达芬奇的永动机
一种设想中的永动机
这种机器有可能制成吗？
知识精讲
能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一。
知识精讲
例：小朋友从滑滑梯上匀速下滑试用能量 转化与守恒的观点分析能量的变化情况？
答：动能不变，重力势能减小，机械能 减小，内能增加，总能量不变。
分析：由于存在摩擦，一部分机械能转化 为内能，所以机械能不守恒，但机械能与 内能的总和保持不变，总能量守恒。
人们尝试设计各种各样的永动机，却都失败了。一些科学 家开始思考并提出：永动机设想破灭是否说明自然界存在 一条法则，它使我们不可能无中生有获得能量？ 各种形式的能量在相互转化时遵循某种基本规律。
知识精讲
大量事实表明，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 到其他物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持 不变。
总能量既然守恒， 为什么还会有能源 危机？
知识精讲
瀑布中的水，它下落 的过程，是自发的过 程，水能否自发地从 低处流往高处？
知识精讲
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？这可能吗？
知识精讲
举出能量的转移和转化 有一定的方向性例子
化学能转化为内能
光能转化为电能
18.4能量转化的基本规律
动能又在克服摩擦力做功的过程中转化为内能以
ห้องสมุดไป่ตู้
及在抽水机向上抽水的过程中再次转化为水的势
能。
从能量守恒的观点来看，启动之后，外界不
倍 速
再对机械提供能量，而机械却既要不断克服摩擦 阻力做功，还要使水的势能增加，因此，初始时
课 水的势能一会儿就消耗掉了，故这个机器不可能
时 学
永远运动下去。
练
倍 速 课 时 学 练
倍 速 课 时 学 练
1、本题所描述的现象只能说明：在动能和势能 相互转化的过程中，滚摆的机械能不守恒。因为有一 部分机械能克服绳子和空气阻力做功，转化为内能， 但机械能和内能的总和是不变的，即并不与能量守恒 定律矛盾。
2、高处水槽中水的势能在下落时转化为水的
动能、水轮机和砂轮的动能、抽水机的动能，而
功热转换过程的方向性
热水中的冰块逐渐熔化 热传导过程的方向性
倍 速 课 气体自由膨胀过程的方向性 时 学 练
热传导过程的方向性
我们是在能量转化或转移的过程中利用能量 的，而在这个过程中，总会有一部分能量转化成 内能散失到周围的环境中，这些能量虽然还在自 然界中，但却无法自动转化成其他形式的能量， 因而很难或无法再利用。也就是说，经转化后， 可利用的能量只会减少，因此，节约能源和更有 效地利用能源是人类需要解决的重要课题。
能量转化和守恒定律是19世纪自然科学的三大发
倍 现之一，也是自然界最普遍、最重要的基本规律
速 之一，恩格斯把它称为“伟大的运动基本定律”。
课
时 自然界的一切变化过程，小到原子世界，大到宇
学 练
宙空间，只要有能量的变化，都无一例外地严格 遵循能量守恒定律。
能量转移和转化的方向性
能量守恒与转化的规律
能量守恒与转化的规律能量是宇宙中最基本的物理量之一，它贯穿着一切事物的运动和变化过程。
能量守恒定律是自然界中最基本的规律之一，它指出在一个孤立系统中，能量的总量是不变的。
然而，能量并不是静止不动的，它会不断地在不同形式之间转化。
首先，让我们来看看能量守恒的基本原理。
根据能量守恒定律，能量既不能被创造也不能被毁灭，只能从一种形式转化为另一种形式。
这意味着在一个封闭系统中，能量的总量始终保持不变。
例如，当我们把一块石头从高处扔下时，它的势能会转化为动能，最终以热能的形式散失到周围环境中。
尽管能量的形式发生了改变，但总量保持不变。
能量的转化可以发生在许多不同的形式之间。
最常见的能量转化形式包括机械能、热能、化学能、电能和光能等。
这些形式之间的转化是相互关联的，它们之间的转化过程构成了自然界中各种现象的基础。
机械能是物体的动能和势能的总和。
动能是由物体的运动导致的能量，它与物体的质量和速度相关。
势能则是物体由于位置或形状而具有的能量，例如一个被抬起的重物具有重力势能。
当物体的位置或速度发生变化时，机械能就会发生转化。
热能是物体内部微观粒子的运动引起的能量。
当物体的分子或原子运动加剧时，它的热能就会增加。
热能的转化可以通过传导、对流和辐射来实现。
例如，当我们在火上烤肉时，火焰的热能通过辐射传递给食物，使其加热。
化学能是物质内部化学键的能量。
当化学反应发生时，化学键的能量会发生变化，导致化学能的转化。
例如，在燃烧过程中，燃料的化学能被释放出来，转化为热能和光能。
电能是由电荷的运动引起的能量。
当电荷在电场中移动时，它的电能就会发生转化。
电能的转化在我们日常生活中随处可见，例如电灯的发光、电热水壶的加热等。
光能是由电磁波传播引起的能量。
光能的转化可以通过吸收、反射和折射来实现。
例如，当阳光照射到植物叶片上时，光能被植物吸收并转化为化学能，用于光合作用。
除了上述形式之外，能量还可以以其他形式存在，如核能、电磁辐射能等。
热力学揭示能量转化的规律
热力学揭示能量转化的规律热力学是研究能量转化和能量流动规律的科学，揭示了能量在各种物质之间的转化和传递方式。
热力学的基本原理包括能量守恒定律、能量转化定律和熵增定律。
本文将通过阐述热力学的基本概念和定律，揭示能量转化的规律。
一、能量守恒定律能量守恒定律是热力学的基本原理之一。
它指出，在一个孤立系统中，能量既不能创造也不能消失，只能从一种形式转化为另一种形式。
这意味着能量在系统内的总量是恒定的。
能量转化是指能量从一种形式转变为另一种形式的过程。
在自然界中，能量可以以多种形式存在，如热能、机械能、化学能等。
按照能量守恒定律，能量在不同形式之间的转化是可以互相转换的。
例如，当我们用火柴点燃一根蜡烛时，蜡烛燃烧产生的热能可以用来加热水，使水温升高。
这个例子中，能量从蜡烛的化学能转化为热能，而后再转化为水的热能。
这一转化过程反映了能量守恒定律的实际应用。
二、能量转化定律能量转化定律是热力学的另一个重要原理。
它指出，能量的转化过程中，总是伴随着热量的传递。
热量的传递是由温度差引起的，能量从高温区流向低温区，直至达到热平衡。
根据能量转化定律，热量的传递可以通过三种途径进行：传导、对流和辐射。
- 传导是指在物体内部，通过颗粒之间相互碰撞的方式，使得能量从高温区传递到低温区。
传导的速度与物体的导热性有关，导热性越高，传导速度越快。
- 对流是指在流体中，由于流体的流动而导致热量的传递。
对流的速度与流体的流动性质以及温度差有关，流体流动越剧烈，对流速度越快。
- 辐射是指物体通过发射和吸收电磁波的方式进行热量传递。
辐射的速率与物体表面的温度和表面的特性有关，温度越高，辐射速率越快。
三、熵增定律熵增定律是热力学中的一个重要原理，也被称为热力学第二定律。
熵是一个衡量能量分散程度的物理量，对于孤立系统来说，熵总是增加的。
根据熵增定律，自然界中的过程总是趋向于增加系统的熵，使得能量分散得更广。
这意味着自然界中的系统具有向着混乱和无序的趋势。
了解物理学中的能量转化
了解物理学中的能量转化物理学是研究自然界中物质和能量的基本规律的科学，而能量转化是物理学中一个重要的概念。
本文将介绍能量转化的定义、原理以及在物理学中的应用。
一、能量转化的定义能量是物体所具有的做功的能力或产生热的能力。
能量转化指的是能量从一种形式转变为另一种形式的过程。
根据能量转化的法则，能量永不消失，只会从一处转移到另一处。
根据能量守恒定律，总能量守恒。
当能量从一种形式转化为另一种形式时，有可能会有一定的能量损失，这部分能量转化为其他形式的能量或者消耗于周围环境。
二、能量转化的原理能量转化遵循着一系列的物理规律，其中最基本的是机械能守恒定律。
该定律指出，在一个封闭的物理系统中，机械能的总和在变化过程中保持不变。
机械能由动能和势能组成，动能是物体由于运动而具有的能量，势能是物体由于位置而具有的能量。
能量转化还涉及到包括热能、电能、化学能和核能等多种形式的能量。
热能是由物体的分子震动、振动和碰撞所产生的能量。
电能是由电荷所具有的能量。
化学能是化学反应中原子和分子之间结合和解离所产生的能量。
核能是原子核发生裂变或者聚变时所释放出的能量。
三、能量转化的应用能量转化在物理学中具有广泛的应用，涉及到多个领域。
1. 机械能的转化：机械能的转化是最为常见的能量转化过程之一。
例如，弹簧的弹性势能可以转化为物体的动能，从而使物体做功或者产生运动。
2. 热能的转化：热能的转化是热力学中重要的研究内容。
例如，蒸汽机通过热能的转化将热能转化为机械能，实现了蒸汽机的运转。
3. 电能的转化：电能的转化广泛应用于各种电子设备中。
例如，电动机通过电能的转化将电能转化为机械能，实现机械设备的运动。
4. 化学能和核能的转化：化学能和核能的转化涉及到化学反应和核反应。
例如，燃烧反应中化学能转化为热能，核反应中核能转化为热能或者电能。
总之，能量转化是物理学中的重要概念，它揭示了能量从一种形式转变为另一种形式的规律。
能量转化遵循着能量守恒定律，有助于我们理解自然界中各种现象和实现能源的有效利用。
化学能量转化的基本原理
化学能量转化的基本原理化学反应是能量转化的过程之一。
在化学反应中，原有的化学物质被转化为新的物质，并释放出或吸收能量。
化学反应中涉及到的能量转化原理是热力学第一定律和第二定律。
化学能量转化的基本原理包括以下几个方面。
一、化学能化学能是存储在化学物质中的一种能量形式，是一种势能。
当物质发生化学反应时，化学能会被释放或吸收。
例如，当燃料燃烧时会释放出化学能，而生物合成分子时则会吸收化学能。
二、热力学第一定律热力学第一定律，也称为能量守恒定律，是指能量不会消失，只会转化成其他形式。
在化学反应中，热力学第一定律表明反应前后总能量保持不变。
反应前后的化学能和热能的和始终相等。
三、热力学第二定律热力学第二定律是指热量不可能自发地从低温物体传递到高温物体。
在化学反应中，这意味着不可能产生完全等效的能量转化。
化学反应常常伴随着热能损失，因为化学反应转化的部分能量会以废热的形式散失到周围环境中。
四、反应热反应热是指在恒定温度下，反应前后系统内部能量差的变化量。
反应热可以为正数，表示反应释放能量，可以为负数，表示反应吸收能量。
反应热是通过实验测量获得的，其大小与反应物的物质量有关。
五、活化能活化能是指在化学反应中，反应物变为产物所需的最小能量。
只有当反应物分子具有足够的能量，才能越过活化能的能量壁垒，进入反应状态。
活化能是不稳定状态到稳定状态的转化所需的能量。
在化学反应中，能量的转化是基于分子间的相互作用推动的。
化学物质之间存在着不同的化学键，燃料的燃烧、生物合成等反应都涉及到键的形成和断裂，反应中原子之间电子的重新分布导致能量的转化。
化学能量的转化是一种自发的过程，在自然界中广泛存在，这也是现代工业和生活中很多技术进步的基础。
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第十八章 能源与可持续发展
[解析] 闪电的形成是两块带电云团间的放电现象，在这个过 程中消耗了电能，产生了内能和光能；水汽膨胀发生巨响的过 程消耗了水汽的内能，转化为振动所需的机械能. [点评] 关于雷电形成过程的能量转化问题，要根据具体过
程分析出物体具有的能的形式，再分析能量转化情况．
第十八章 能源与可持续发展
物 理
新课标（SK）· 九年级全下册
第十八章 能源与可持续发展
四、
能量转化的基本规律
第十八章 能源与可持续发展
导 设 计
学点1 能量守恒定律
问题1：有人利用毛细现象设计了如图18－4－2所示的“毛细
永动机”，不需要消耗能量将水送到高处(获得重力势能)．能 实现吗？
[答案] 不能．
图18－4－2
错误．烤火取暖是通过热传递来改变内能的，其实质是内能的 转移，故B正确．木柴燃烧是将木柴内部存储的化学能转化为内 能的过程，故C正确．打桩机的重锤下落，重力势能减小，动能
增大，是将重力势能转化为动能的过程，故D正确．
第十八章 能源与可持续发展
知识点2
能量守恒定律
3．能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只会从一种形 转化为其他形式 ，或者从一个物体_________________ 转移到其他物体 ， 式_________________ 而在转化或转移的过程中，总量____________ 保持不变 ，这就是能量守
C．化学能→重力势能→动能→电能
D．内能→化学能→机械能→电能
第十八章 能源与可持续发展
[解析]
火电站燃烧煤，将煤的化学能释放出来转化为内能，
产生高压蒸汽，推动蒸汽轮机转动，将内能转化为机械能，带 动发电机发电，将机械能转化为电能．
第十八章 能源与可持续发展
2．下面是小丽关于能量转化或转移的一些说法，其中错误
第十八章 能源与可持续发展
学点2
能量转移和转化的方向性
问题1：热传递过程中，内能只能自发地从______ 高
温物体传递给______ 低 温物体，而不能自发地从低温 物体传递给高温物体．如图18－4－4所示滚摆实验 中，滚摆每次上升的高度逐渐减小，最终在最低处 静止，整个过程中滚摆的机械能不断克服阻力做功 内 能，但这些能却不能自发地再转化为 图18－4－4 转化为______ 机械能，使滚摆再由静止逐渐滚动起来．上述两个 实例表明：能量的转化和转移具有________ 方向 性．
第十八章 能源与可持续发展
问题2：如图18－4－3所示，利用棉纱吸水，能使杯中的水滴 (a) 出的是图______ ，即利用毛细现象________ 将水提到高处． 不能
图18－4－3
第十八章 能源与可持续发展
问题3：“毛细永动机”________( 不能 选择“能”或“不能”)成 没有 选择“有”或“没有”)不需要消耗能量却 功．世上________( 能自动运转的永动机． 消失 ，它只会 问题4：能量既不会凭空产生，也不会凭空________ 转化 为其他形式，或者从一个物体________ 转移 到 从一种形式________ 转化 或______ 其他物体，而在______ 转移 的过程中，总量__________ 保持不变 ． 能量守恒 定律． 这就是____________
冰箱的工作原理是通过压缩机将冰箱内的内能转移到
冰箱外部的散热板上．将冰箱门打开，冰箱内外的空气就是一 个整体，这样房间内的总内能不会减小，相反，由于电流的热 效应，电流流过冰箱中压缩机等用电部分会产生一部分热量， 使得房间内的总内能增加，温度略有升高，A选项错误．空调工
作时消耗的电能主要是使得压缩机工作，冰箱内制冷剂循环流
以我们还需节约能源．
第十八章 能源与可持续发展
应 用 示 例
类型一 能量的转化和转移
例1 雷电是大气中大规模的放电现象，当电流在两块带电云团
之间穿过时会发热发光，我们会看到闪电，在这个过程中是
电 能转化为______ 内 能和______ 光 能；云中的水汽受热迅速膨 ______ 胀，发生巨响，我们便听到雷声，在这个过程中是______ 内 能转 化为__________ 能． 机械
恒定律．
第十八章 能源与可持续发展
不能 4．如图18－4－5所示的“永动机”________( 选填“能”或 “不能”)永动，原因是它违反了自然界中的一个重要的规 能量守恒定律 律，它就是______________________ ．
图18－4－5
第十八章 能源与可持续发展
知识点3
能量转化和转移的方向性
动，从而将室内的热量转移到室外，实现制冷，或将室外的热 量转移至室内，实现制热，所以空调的耗电功率可以比制冷或 制热功率小，并不违反能量守恒定律，B选项错误．能量是守恒 的，但能量的转化和转移也是具有方向性的，人类在使用能量
第十八章 能源与可持续发展
的过程中，总会有能量转化为内能耗散在空气中，这些能量无
法再自动转化为可直接利用的能量，导致可利用的能量越来越
少，同时人类目前使用的能源主要还依赖于有限的化石能源， 所以在没有改变对化石能源的依赖之前，还需节约能源，D选 项错误．
第十八章 能源与可持续发展
课 堂 小 结
第十八章 能源与可持续发展
当 堂 检 测
知识点1 能量的转化和转移
1．火电站进的是煤，出的是电．在这个过程中，能量的 转化是( B ) A．机械能→内能→化学能→电能 B．化学能→内能→机械能→电能
的是( A ) A．摩擦起电是将电能转化为机械能的过程 B．冬天在炉旁烤火感到暖和，是内能从一个物体转移到另 一个物体的过程
C．木柴燃烧是将化学能转化为内能的过程
D．打桩机的重锤下落的过程，是将重力势能转化为动能的 过程
第十八章 能源与可持续发展
[解析]
摩擦起电是克服摩擦做功，将机械能转化为电能，故A
不能 自发地从低温物体传给高温物体；汽车制动 5．热量________ 时，由于摩擦，动能转化为内能，这些内能________ 不能 自动地 再次开动汽车(前两空均填“能”或“不能”)．这些都说明 方向性 能量的转化和转移具有 __________．
类型二
能量转移和转化的方向性
例2 下列说法中正确的是( C ) A．将放置在房间内的冰箱门打开，让冰箱工作，可以降低 房间内的温度 B．空调工作时，耗电功率一般比制冷功率小，是违背能量
守恒定律的
C．能量转化和转移具有方向性 D. 能量的总量是守恒的，所以无需节约能源
第十八章 能源与可持续发展
[解析]
第十八章 能源与可持续发展
问题2：人们是在能量转化或转移过程中利用能量的，尽管能
量的总量始终不变，但由于能量转化或转移还具有________ 方向
性，转化或转移过程中总会有一部分能量转化为______ 内 能散 失到周围的环境中，而这些能量不能自动转化为其他形式的
减少 ，所 能量，即不能再利用，所以可利用的能量只会________