4.1能量守恒定律的发现
能量守恒定律的形成与发展
引言能量守恒定律的发现历经了几个世纪,一大批著名物理学家为此做出贡献,利用这一定律能解决许多实际问题,例如否定永动机的存在,为不同能量之间的转化提供理论支持等等.因此,对能量守恒定律的研究无论在理论上还是在实际上都很重要.1.能量守恒定律发展的主要历程以及为此做出主要贡献的科学家1.1 德国的罗伯特迈尔通过对动物热的研究二发现能量守恒罗伯特迈尔生于德国的海尔布隆，他的父亲是位药剂师，在父亲的影响下，他走上了学医的道路，1840年到1841年初，迈尔在一艘海轮上为了几个月随船医生，这段船上的生活虽然不长，却开阔了迈尔的视野，激发了他的科学联想，更重要的是，这段历程使他从医学的途径得出了能量守恒的结论，位海轮驶经热带海域时，很多船员患了肺炎，在医治中迈尔发现，他们的静脉血不像生活在热带国家的人的静脉血那样暗淡，而是像动脉血那样鲜艳。
当地医生告诉他这种现象在当地是到处可见的他还听海员说，下雨时海水比较热，看到这些现象迈尔想到食物中含有化学能，它可以转化为热，在热带高温情况下，机体只需要吸收食物中少许的热量，所以机体中食物的燃烧过程减弱了，应此静脉血中留下了较多的氧。
迈尔还认为，除了人体体热来自食物转化而来的化学能之外，人体动力也来自同一能源。
1841年初，迈尔结束了海轮上的行医生活，回到了海尔布隆，工作之余他对自己在海轮上的发现继续进行研究，写成了一篇题为《论力的量和质的测定》的论文，投给德国当时最具权威性的刊物《物理学和化学年检》，但是该杂志的主编根道夫十分厌恶黑格尔的思辨哲学，他认为迈尔的文章引进了思辨的内容和缺少精确的实验，迈尔在初次受挫之后，并不气馁，继续努力，后来他又写成《论无机界的力》一文。
这篇文章在1842年5月被一向注意各种自然力的著名化学家李比希发表于他主编的《化学和数学》的刊物上，在这篇文章中，迈尔从”无不生又，有不生物”原因等于结果等哲学观念出发，表达了物理，化学过程中力的守恒的思想。
能量守恒定律发现的历程
教学目标
1．学习能量守恒定律的概念 2．学习能量守恒定律的应用
教学重难点
1．掌握能量守恒定律的概念 2．掌握能量守恒定律的应用
能量”的概念最早是由英国物理学家 托马斯。杨(Thomas Young )于1807年提出 的,直到1853年才被威廉汤姆生所采用。
美国科学哲学家托马斯·库恩(Thomas Kuhn )指 出:“能量守恒正是科学家们在19世纪前40年间在实 验室里先后发现的各种能量转化过程的理论概括。”
能量守恒定律发现的历程
科学家根据考察，比较一致地认为6500 万年前地球案例上发生的那次生物大灭绝(包 括恐龙在内的占地球一半左右的生物在一瞬 间消失了)是由一颗直径大约10km、质量为 1x102t的小行星以20~30km/s 的速度砸到地 球上而导致的。这次碰撞所释放的能量相当 于6x10"t的TNT炸药爆炸所放出的能量。
能量守恒定律发现的历程
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另一种形式,或者从一个 系统(物体)转移到另一个系统(物体),在转化和 转移的过程中其总量不变。这就是能量守恒定 律( law of conservation of energy )。
能量守恒定律发现的历程
恩格斯把能量守恒定律、细 胞学说、达尔文的生物进化论。 称为19世纪中叶自然科学的“三 个伟大发现”。
2．观察手电筒的结构,画出它工作时的能流 图。
谢谢！
能量守恒定律发现的历程
科学研究表明,在地球46亿年的历史上, 曾发生过难以计数的遭小行星碰撞事件。仅 在20世纪，这些小天体就至少有两次在人类 事先毫无知党的情况下敲过地球的大门。
ห้องสมุดไป่ตู้
能量守恒定律发现的历程
能量守恒定律谁提出的 具体内容是什么
能量守恒定律谁提出的具体内容是什么
能量守恒定律是的思想最初是由德国物理学家J.迈尔在实验的基础上于1842年提出来的。
在此之后英国物理学家J.焦耳做了大量实验，用各种不同方法求热功当量，发现所得的结果都是一致的，即热和功之间有一定的转换关系。
1能量守恒定律发现经过1798年，C·伦福特向英国皇家学会提交了由炮筒实验得出的热的运动说的实验报告。
1800年，D·戴维用真空中摩擦冰块使之溶化的实验支持了伦福特的报告。
1801年，T·杨在《论光和色的理论》中，称光和热有相同的性质，强调了热是一种运动。
从此，热的运动说开始逐步取代热质说。
18世纪与19世纪之交，各种自然现象之间的相互转化相继发现：在热向功的转化和光的化学效应发现之后，1800年发现了红外线的热效应。
电池刚发明，就发现了电流的热效应和电解现象。
1820年，发现电流的磁效应，1831年发现电磁感应现象。
1821年发现热电现象，1834年发现其逆现象，等等。
世纪之交，把自然看成是“活力”的思想是德国“自然哲学”的主要观点。
这
种哲学把整个宇宙视为某种根源性的力而引起历史发展的产物。
当时这种哲学思想在德国和西欧一些国家占支配地位。
最早提出热功转换的是卡诺，他认为：“热无非是一种动力，或者索性是转换形式的运动。
热是一种运动。
对物体的小部分来说，假如发生了动力的消灭，那幺与此同时，必然产生与消灭的动力量严格成正比的热量。
相反地，。
能量概念的发展及能量守恒定律的发现
能量概念的发展及能量守恒定律的发现能量是物质运动的一种量度，是人们认识客观世界的主要对象之一。
19世纪中期发现的能量守恒定律表明能量是个守恒量，它可以由一种形式转化为另一种形式。
能量守恒定律深刻地揭示了各种形式能量的相互联系和自然界的统一性，被恩格斯称为伟大的运动基本定律，19世纪自然科学三大发现之一。
[1]能量守恒定律的发现以及能量概念的形成经历了漫长的历史过程，它是人类在生产实践和科学实验的基础上对自然界的运动转化长期认识的结果。
从研究机械能守恒到得出广义的能量守恒定律其间经历了大约一百五十年的孕育时期。
从历史上考察，能量原理是从力学留传下来的。
意大利物理学家伽利略(Galileo，1564—1642)在1638年出版的《关于力学和局部运动两门新科学的谈话和数学证明》(简称《两门新科学》)中，讨论了自由落体运动和物体沿斜面的运动，提出了这样的假设：静止的物体不论是沿竖直方向自由下落还是沿不同倾斜度的斜面从同一高度下落，它们到达末端时具有相同的速度，这就是“等末速度假设”。
[2]伽利略利用一个简单的实验检验了这个假设。
摆球沿圆弧运动可看作是沿着一系列不同倾斜度的斜面的下落和上升运动。
实验表明：使单摆由一侧开始摆动，当它经过最低点而到另一侧时，会升到几乎相同的高度，如果摆线中途为钉子E或F等所阻，则摆球将沿新的弧线上升，但仍达到相同的高度。
这说明沿不同倾斜度的斜面对于下落速度没有任何影响。
[2]物体下降时所得的速度正好等于能够把它送到原来高度的那个速度，一个物体下降的速度只决定于下降的竖直高度而与下降时实际经过的路程的形状无关。
伽利略的这个假设为后来揭示重力场的保守性，即在重力场作用下物体的机械能守恒开了先河。
德国数学家、哲学家莱布尼兹(G.W.Leibniz,1646—1716)提出了“活力”概念及“活力”守恒原理。
1686年，莱布尼兹在他的论文《关于笛卡尔和其他人在确定物体的运动力中的错误的简要论证》中提出mv不宜作运动的原动力的量度，应把mv2作为原动力的量度。
能量守恒定律的发现过程
能量守恒定律的发现过程能量守恒定律是能量学中的一条重要定律，它表明在封闭系统内，能量的总量是恒定的，能量既不会被创造也不会被破坏，只会在不同形式之间进行转换。
能量守恒定律的发现是一个经历了长期发展的过程，下面将从机械能守恒的发现、热能守恒的发现以及广义能量守恒的发现三个方面来介绍其发现过程。
首先，机械能守恒的发现是能量守恒定律的最早发现。
17世纪初，伽利略、伯努利等科学家进行了一系列关于物体运动的研究。
他们观察到，当物体在没有外力作用下从一个位置运动到另一个位置时，物体的机械能（包括动能和势能）的总量保持不变。
这个发现引发了科学家的兴趣，他们开始将这个规律用于研究物体的运动规律。
然后，热能守恒的发现是能量守恒定律的第二个重要发现。
18世纪末，开尔文（Kelvin）和卡诺（Carnot）等科学家开始研究热力学，他们发现在热力学系统中，热能和机械能之间有着紧密的关系。
开尔文提出了热力学第一定律，即内能的变化等于系统对外做功和吸收热量之和。
这一定律表明能量在热力学系统中的转换是平衡的，总能量保持不变。
卡诺进一步发展了开尔文的理论，提出了卡诺循环，证明了能量守恒定律在热力学系统中的普遍适用性。
最后，广义能量守恒的发现是能量守恒定律的最终系统化。
19世纪末，爱因斯坦提出了相对论理论，将质能关系等纳入了能量守恒定律中。
根据相对论理论，质量也是能量的一种形式，质能关系E=mc²揭示了质量与能量之间的转换关系。
爱因斯坦的理论将能量守恒定律推广到了广义相对论的范畴，将其应用于更广泛的物理学领域。
总结起来，能量守恒定律的发现经历了机械能守恒、热能守恒和广义能量守恒三个阶段。
这一定律的发现是在科学家们对物体运动、热力学和相对论等领域的长期研究中逐步积累和发展的结果。
能量守恒定律的发现为人们认识和理解能量转化和利用提供了重要的基础，并在能源领域的应用中起到了关键作用。
能量守恒定律的发现
能量守恒定律的发现热力学第一定律是在人类积累的经验和大量的生产实践、科学实验基础上建立起来的。
首先是德国医生迈尔(Robert Mayer, 1814〜1878)和英国物理学家焦耳(Janes Prescott Joule, 1818-1889)各自通过独立地研究做出了相同的结论。
迈尔于1845年出版的《论有机体的运动和新代》一书，描述了运动形式转化的众多情况。
焦耳直接求得热功当呈的数值，给能量守恒和转化定律奠定了坚实的实验基础。
1847年亥姆霍兹(Hermann Helmholtz, 1821〜1894)在有心力的假设下，根据力学定律全面论述了机械运动、热运动以及电磁运动的''力”互相转换和守恒的规律。
在这段历史时期，由于蒸汽机的制造、改进和广泛采用，以及对热机效率、机器中摩擦生热问題的研究，对热力学第一定律的建立起到了推波助澜的作用。
1、能的概念的形成法国物理学家笛卡尔(R. Descartes, 1569〜1650)最早提出"运动呈”守恒(即动量守恒)的思想。
他给人们留下最深刻的印象是：一个粒子体系在不受外力作用时，它们的总运动量保持不变；粒子相互碰撞产生的力通过它们的运动量的改变来量度。
不久，德国物理学家莱布尼兹(G. W. F. Leibniz, 1646-1716)对笛卡尔提出挑战，他引入"活力"(Vis Viva)的概念。
他所指的''活力"，是物体的质量与它的速度的平方之积，是一个标量；而笛卡尔的“运动量”是矢量。
莱布尼兹认为"活力”才是“力”的真正呈度；物质受的力和它所通过的距离之积等于活力的增量。
莱布尼兹的''活力”实质相当于物体的动能，其数值等于动能的两倍。
后来J.伯努利(J. Bernoulli, 1667-1748)将''活力守恒”当作莱布尼兹的“活力"原理的一个推论提出，他认为当活力消失后，它并没有丧失作功的本领，而是变成了另一种形式。
第四章 第1节 能量守恒定律的发现
解析：这四个现象中物体运动过程都受到阻力作用，汽车主 要是制动阻力，流星、降落伞是空气阻力，条形磁铁下落受 磁场阻力。因而物体都克服阻力做功，A项对。四个物体运 动过程中，汽车是动能转化为其他形式的能，流星、降落 伞、条形磁铁是重力势能转化成其他形式的能，总之是机械 能转化成了其他形式的能，D项对。 答案：AD
2．各种形式的能可以相互转化 (1)机械能中的动能和势能可以相互转化(如：自由落体运动)。 (2)机械能可以与内能相互转化(如：摩擦生热，消耗了机械 能，通过做功的形式转化为内能；热机中的气体推动活塞做 功，把气体内能转化为机械能)。 (3)其他形式的能也可以转化为内能(如：电流通过导体时， 把电能转化为内能；炽热的灯丝发光，又把内能转化成光能； 燃料燃烧时，把化学能转化成内能)。
内能和其他形式能间的转化问题
[例1] 如图所示，直立容器内部被隔板隔开的
A、B两部分气体，A的密度小，B的密度大，加热
气体，并使两部分气体混合均匀，设此过程中气体
吸热为Q，气体内能的增量为ΔU，则
()
A．ΔU＝Q
B．ΔU<Q
C．ΔU>Q
D．无法比较
[解析] 因A部分气体密度小，B部分气体密度大，以整 体气体为研究对象，开始时，气体的重心在中线以下，混合 均匀后，气体的重心应在中线上，所以有重力做负功，使气 体的重力势能增大，由能量守恒定律可知，吸收的热量Q有 一部分增加气体的重力势能，另一部分增加内能。
本章的重点是热力学第一定律、热力学第二定律及能量守 恒定律的理解和应用。
第1节
能量守恒定律的发现
一、常见的能量形式 自然界中能量形式很多，常见的能量形式有：机械能、 _化__学__能__、电磁能、内能 、核能及太阳能等。各种形式的能在 一定条件下，可以相互转化，且转化过程中遵循一定规律。
能量守恒定律的发现
能量守恒定律的发现导读：能量守恒定律的定型，是经过一个漫长的过程的。
本文简述了从活力的提出、活力死力的论战、热量和温度概念的区分、到能量概念的形成，最后简述了迈尔、焦耳和亥姆霍兹对能量守恒定律的最终表述和确立的过程。
19世纪中叶发现的能量守恒定律是自然科学中十分重要的定律。
它的发现是人类对自然科学规律认识逐步积累到一定程度的必然事件。
尽管如此，它的发现仍然是曲折艰苦的和激动人心的。
了解能量守恒定律的发现过程，对于理解自然科学发展中理论的积累和形成是有益的。
本文简要叙述能量守恒定律的发现过程。
1. 能量守恒定律发现的准备能量守恒定律是联系机械能和热能的定律。
不言而喻，在它发现之前人们必须对机械能和热能有较深入的研究。
我们现在就这两方面来叙述。
活力与死力的论战1644年笛卡尔在他所著的《哲学原理》中讨论碰撞问题时引进了动量的概念，用以度量运动。
1687年牛顿在他的《自然哲学的数学原理》中把动量的改变来度量力。
与此不同的是莱布尼兹在1686年的一篇论文中抨击笛卡尔，主张用质量乘速度的平方来度量运动，莱布尼兹称之为活力。
把牛顿由动量所度量的力也称为死力。
莱布尼兹的主张正好和1669年惠更斯关于碰撞问题研究的结论一致，该结论说“两个物体相互碰撞时，它们的质量与速度平方乘积之和在碰撞前后保持不变。
”莱布尼兹从莱布尼兹挑起争论起，形成了以笛卡尔和莱布尼兹两大派的论争。
这场论战延续了近半个世纪，许多学者都参加了论战，并且各有实验佐证。
一直到1743年法国学者达朗贝尔在他的《论动力学》中说：“对于量度一个力来说，用它给予一个受它作用而通过一定距离的物体的活力，或者用它给予受它作用一定时间的物体的动量同样都是合理的。
”在这里，达朗贝尔揭示了活力是按作用距离力的量度，而动量是按作用时间力的量度。
这场争论终于尘埃落定了。
活力才作为一个正式的力学名词为力学家们普遍接受。
活力虽然为力学家接受了，但是它与力的关系并没有弄清楚。
能量守恒定律的发现历程ppt课件
169.7 J.
(2)气体吸热：Q＝mL＝(1×2263.8) J＝2263.8 J. (3)根据热力学第一定律： ΔU＝Q＋W＝2263.8 J＋(－169.7)J＝2094.1 J. 【答案】 见精讲精析
【方法总结】 学系统．
对热力学第一定律的理解应注意：
(1)要明确研究的对象是哪个物体或者说是哪个热力
汽车主要是制动阻力，流星、降落伞是空气阻力，
条形磁铁下落时受磁场阻力，因而物体都克服阻力
做功，故 A 正确；四个物体运动过程中，汽车是动 能转化成了其他形式的能，流星、降落伞、条形磁 铁是重力势能转化成其他形式的能，总之是机械能 转化成了其他形式的能，故D正确．
课堂互动讲练
改变内能两种方式的理解 如图4－1－3所示，固定容器及可动活塞 P 都是绝热的，中间有一导热的固定隔板B，B的两 边分别盛有气体甲和乙．现将活塞P缓慢地向B移 动一段距离，已知气体的温度随其内能的增加而 升高．则在移动P的过程中( )
比较项目 做功 热传递
外界对物体做功，物 体的内能增加 内能变化 物体对外界做功，物 体的内能减少
物体吸收热量， 内能增加．物体 放出热量，内能 减少
比较项目
做功
热传递
物理实质
不同物体间或同一 其他形式的能与 物体不同部分之间 内能之间的转化 内能的转移 做一定量的功或传递一定量的热在改 变内能的效果上是相同的
4．1 热力学第一定律 4．2 能量守恒定律的发现历程
课标定位 学习目标：1.理解物体跟外界做功和热传递的过程 及W、Q、ΔU的物理意义． 2．理解热力学第一定律ΔU＝W＋Q，会用ΔU＝W
＋Q分析和计算有关问题．
3．掌握能量守恒定律,会用能量守恒的观点分析、 解决有关问题． 重点难点：1.理解热力学第一定律，能量守恒定律 的应用．
《能量守恒定律的发现》 讲义
《能量守恒定律的发现》讲义在我们探索自然科学的漫长历程中，能量守恒定律的发现无疑是一座闪耀着智慧光芒的丰碑。
这一定律不仅深刻地改变了我们对自然界的认识，也为现代物理学的发展奠定了坚实的基础。
要了解能量守恒定律的发现，我们首先得从早期的科学研究说起。
在古代，人们已经对能量的形式有了一些初步的认识。
比如，利用水力来驱动磨坊，利用风力来推动帆船，这些都是对自然能量的简单利用。
但那时，对于能量的本质和其转化规律，人们还处于懵懂的状态。
直到 18 世纪，随着工业革命的兴起，科学研究也进入了一个新的阶段。
科学家们开始更加系统地研究各种物理现象，为能量守恒定律的发现积累了大量的实验数据和理论基础。
在这个过程中，许多科学家都做出了重要的贡献。
其中，德国医生迈尔是最早提出能量守恒思想的人之一。
他在 1840 年左右，通过对病人血液颜色的观察，联想到食物的化学能与身体的机械能之间的转化。
他大胆地提出了“力是不灭的，可转化的，无重量的客体”的观点。
然而，由于他的理论缺乏足够的实验证据和严谨的数学推导，在当时并没有得到广泛的认可。
几乎在同一时期，英国物理学家焦耳也在进行着与能量相关的研究。
焦耳以其坚持不懈的实验精神而闻名。
他通过一系列精确的实验，测量了电流通过电阻时产生的热量，从而得出了著名的焦耳定律。
这个定律表明，电流通过导体所产生的热量与电流的平方、导体的电阻以及通电时间成正比。
焦耳的实验结果为能量守恒定律提供了有力的证据。
除了迈尔和焦耳，德国物理学家亥姆霍兹也对能量守恒定律的形成起到了关键作用。
亥姆霍兹在 1847 年发表了《论力的守恒》一文，系统地阐述了能量守恒定律。
他从数学上论证了各种形式的能量之间的等价性和守恒性，使得这一定律更加完善和严谨。
能量守恒定律的核心内容是：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，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。
能量守恒定律发现过程
能量守恒定律发现过程嘿，朋友们！今天咱来聊聊能量守恒定律的发现过程，这可真是个超级有趣的事儿呢！你想想看，这世界上的能量就像个调皮的小精灵，到处蹦跶，却总也不会凭空消失或突然冒出来。
就好比你吃下去的食物，变成了你身体活动的能量，让你能跑能跳能玩耍。
最早对能量守恒定律有点感觉的人那可不少呢。
就像那些古代的工匠们，他们在制造工具、使用工具的时候，虽然不知道啥是能量守恒定律，但肯定也察觉到了一些门道呀。
比如说，用多大的力气能推动多重的东西，这里面不就有点能量转换的影子嘛。
后来呀，有好多科学家都在这个问题上摸爬滚打呢。
他们就像一群在黑暗中摸索的探险家，一点点地靠近真相。
有的发现了这里的一点线索，有的找到了那里的一些端倪。
比如说焦耳吧，这个名字是不是很熟悉？他就通过各种实验，使劲儿研究热和功之间的关系。
他做实验的时候那叫一个专注，就跟咱小时候痴迷于玩泥巴一样。
他发现了热其实也是一种能量形式，而且和其他形式的能量可以相互转换呢。
这可真是个了不起的发现呀！再想想看，生活中不也到处都是能量守恒的例子吗？你骑自行车的时候，你用力蹬，车子就跑起来了，你的体力变成了车子前进的动力。
晚上你开灯，电变成了光，照亮了整个房间。
这不就是能量在变来变去嘛。
哎呀呀，这能量守恒定律就像一条隐藏在世界背后的秘密法则，一直都在默默地发挥着作用呢。
它让这个世界变得有序，变得可以理解。
所以说呀，科学真的是太神奇啦！这些科学家们通过一点点的探索和发现，让我们对世界的认识越来越深刻。
我们现在享受的好多东西，不都是建立在这些科学发现的基础上嘛。
能量守恒定律，它不是什么遥不可及的高深理论，而是就在我们身边，时刻都在发生着。
我们应该对这些科学家们竖起大拇指，感谢他们的努力和付出。
让我们能更好地理解这个奇妙的世界呀！这就是能量守恒定律的发现过程，是不是很有意思呢？大家可得好好记住呀！原创不易，请尊重原创，谢谢!。
学习中的趣味历史探索能量守恒定律的发现和应用
学习中的趣味历史探索能量守恒定律的发现和应用学习中的趣味历史探索：能量守恒定律的发现和应用在学习过程中，我们常常被枯燥的教科书及繁琐的知识所困扰，容易失去对知识的兴趣。
然而，如果我们能够通过趣味的探索来学习历史中的重要定律，如能量守恒定律，不仅可以增加对知识的理解和记忆，更能够培养我们的学习兴趣和动手能力。
本文将通过讲述能量守恒定律的历史发现和实际应用，来展示学习中的趣味历史探索。
1. 能量守恒定律的历史发现能量守恒定律是伟大的科学家伽利略于16世纪末发现的。
当时，他进行了一系列的实验研究，其中包括小球滚动的试验。
通过这些试验，伽利略发现物体在滚动过程中，无论是上坡还是下坡，总是保持一定的动能。
他得出了一个重要结论：能量在物体的运动过程中是守恒的，即能量既不可以凭空生成，也不会消失。
2. 能量守恒定律的实际应用能量守恒定律是一项非常基础却又极其重要的定律，在日常生活和科学研究中都有广泛的应用。
以下是一些能量守恒定律的实际应用案例。
2.1 机械能转换在机械工程中，能量守恒定律可以帮助我们理解和应用机械能转换的原理。
例如，当我们使用杠杆原理来举起沉重的物体时，我们可以通过能量守恒定律计算所需的输入力和工作距离，以及转换后的输出力和工作距离。
2.2 热力学系统在热力学领域，能量守恒定律被广泛应用于热能转换系统的分析和设计中。
例如，我们可以通过能量守恒定律来计算蒸汽汽轮机中的热能输入和输出，从而评估其效率和性能。
2.3 能源管理能量守恒定律对于能源管理也具有重要意义。
通过合理利用能源，并通过能量守恒定律来分析和评估能源的转换和利用过程，可以有效地提高能源利用效率，并减少能源浪费。
3. 学习中的趣味历史探索为了使学习过程更有趣和富有挑战性，我们可以将历史发现与实际应用联系起来，并通过一些趣味探索的方式来学习和理解能量守恒定律。
3.1 历史实验重现通过重现伽利略的实验，例如小球滚动的实验，学生可以亲自进行实验并观察物体在不同条件下的运动情况。
能量守恒定律提出
能量守恒定律提出能量守恒定律是物理学中的一个基本定律，它描述了在一个封闭系统中，能量既不能被创造，也不能被消灭，只能从一种形式转化为另一种形式。
这个定律最早由德国物理学家赫尔曼·冯·亥姆霍兹在1847年提出，后来经过其他科学家的进一步研究和证明，成为了现代物理学的基石之一。
能量守恒定律的提出，对于科学的发展产生了深远的影响。
首先，它为研究自然现象提供了一个统一的框架。
在此之前，人们对自然界的认识往往是零散的、孤立的，很难找到一个统一的规律来解释各种现象。
而能量守恒定律的提出，使得人们可以站在一个更高的角度来审视自然界，从而更好地理解和揭示自然现象背后的规律。
其次，能量守恒定律为科学技术的发展提供了理论支持。
在实际应用中，人们需要利用能量来完成各种任务，如生产、运输、发电等。
能量守恒定律为这些任务提供了理论基础，使得人们可以更加高效地利用能量，提高生产效率，降低能源消耗。
此外，能量守恒定律还为新型能源的开发和利用提供了指导，如太阳能、风能、核能等，这些新能源的开发和利用有助于解决能源危机，保护环境，实现可持续发展。
再次，能量守恒定律对哲学的发展也产生了影响。
在古代哲学中，人们对世界的认识往往受到神秘主义和唯心主义的影响，认为世界是由某种神秘力量或精神所支配的。
而能量守恒定律的提出，使得人们开始用自然科学的方法来认识世界，摒弃了神秘主义和唯心主义的观念，为唯物主义哲学的发展奠定了基础。
然而，尽管能量守恒定律在科学和哲学领域产生了巨大的影响，但它并不是绝对的。
在某些特殊情况下，能量守恒定律可能不再适用。
例如，在量子力学中，能量守恒定律就不再适用，取而代之的是能量守恒的概率性描述。
此外，在宇宙大爆炸理论中，宇宙的起源和演化过程中也存在能量不守恒的现象。
这些特殊情况的存在，使得科学家们不断地对能量守恒定律进行修正和完善，以适应更广泛的研究领域。
总之，能量守恒定律是物理学中的一个基本定律，它为科学研究提供了一个统一的框架，为科学技术的发展提供了理论支持，对哲学的发展也产生了影响。
第1节 能量守恒定律的发现
第四章能量守恒定律与热力学定律一能量守恒定律的发现教学目标1.知道常见的能量形式及相互转化2.了解能量守恒定律发现的历史背景3.理解能量守恒定律的内容，知道能量守恒定律是自然界普遍遵从的基本规律重点难点重点：理解能量守恒定律难点：不从能量角度出发分析永动机不能研制成功的原因设计思想关于能量的一些常见形式和能量的转化学生已经知道不少，因此在“能量形式与能量转化”这一部分内容的教学上，可以充分调动学生的积极性，老师进行适当的补充。
关于能量守恒定律的发现背景，可以让学生自己看书自学，然后进行归纳总结，老师根据具体情况进行引导补充。
如果条件允许，也可以让学生课前先搜集相关资料，以供课上进行交流讨论。
本节课重点是让学生理解能量守恒定律的内容，知道能量守恒定律是自然界普遍遵从的基本规律。
教学资源《能量守恒定律的发现》多媒体课件教学设计【课堂引入】图中左边为风力发电机，发出的电供给右边的电风扇，电风扇把风吹到发电机上发电，循环往复，不需要消耗其他能量风扇就可以一直工作下去。
在能源短缺的现在，这是多么美好的愿望啊！这种愿望能实现吗？【课堂学习】学习活动一：能量形式与能量转化现代社会，人口剧增，生产力迅速发展，能源消耗急剧增加，能源对人类生存和社会进步会产生什么影响呢？问题1：能量的各种形式之间可以相互转化，你能举出能量转化的例子吗？（这一问题可以充分调动学生的积极性，老师进行适当的补充。
）学习活动二：能量守恒定律发现的历史背景从18世纪到19世纪前半期，包括物理学在内的自然科学进入到一个蓬勃发展的新时期。
自然科学方面完成的一系列重大发现，日益揭示出各种运动形式之间的普遍联系和转化，成为这一时期自然科学发展的一个显著特点。
各种自然现象之间的联系和转化的发现，使人们逐渐形成能量概念。
各种运动形式作为同一种能量的不同表现形式，能量概念给物理科学提供了一种新的统一的框架。
能量守恒定律就是在对力、热、光、电、化学各种运动形式相互联系认识的基础上建立起来的。
第4章 1 能量守恒定律的发现+2 热力学第一定律
第4章 1 能量守恒定律的发现+2 热力学第一定律1．能量守恒定律的发现2．热力学第一定律学习目标知识脉络1.了解能量守恒定律的发现过程．2．理解能量守恒定律，会用能量的观点解释自然现象．(难点)3．知道第一类永动机不可能制成．4．理解热力学第一定律．(重点)5．会用ΔU＝W＋Q解决一些简单问题．(重点)能量守恒定律[先填空]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．(2)意义①各种形式的能可以相互转化．②各种互不相关的物理现象可以用能量守恒定律联系在一起．2．第一类永动机不可能制成(1)第一类永动机：不需要任何动力或燃料，却能不断地对外做功的机器．(2)第一类永动机不可能制成的原因：违背了能量守恒定律．(3)意义：正是历史上设计永动机的失败，才使后人的思考走上了正确的道项中是化学能转化为内能，A、B、E选项正确．【答案】ABE2．下列对能量的转化和守恒定律的认识正确的是()【导学号：74320198】A．某种形式的能量减少，一定存在其他形式能量的增加B．某个物体的能量减少，必然有其他物体的能量增加C．不需要任何外界的动力而持续对外做功的机器——第一类永动机是不可能制成的D．石子从空中落下，最后停止在地面上，说明机械能消失了E．汽车刹车而停止，汽车的动能消失了【解析】A选项是指不同形式的能量间的转化，转化过程中能量是守恒的，B选项是指能量在不同的物体间发生转移，转移过程中能量是守恒的；这正好是能量守恒定律的两个方面——转化与转移；第一类永动机是不可能制成的，因为它违背了能量守恒定律，所以A、B、C正确．D选项中石子的机械能在变化，比如受空气阻力作用，机械能可能减少，但机械能并没有消失，能量守恒定律表明能量既不会创生，也不会消失，故D、E是错误的．【答案】ABC3．风沿水平方向以速度v垂直吹向一直径为d的风车叶轮，设空气密度为ρ，风的动能有50%转化为风车的动能，风车带动水车将水提高h的高度，效率为80%.求单位时间内最多可提升的水的质量．【解析】在时间t内吹在风车上的空气的质量为m1＝14πd2·v t·ρ，风的动能E k＝12m1v2＝18πd2v3tρ.根据题意18πd2v3tρ×50%×80%＝mgh，则mt＝πd2ρv320gh.【答案】πd2ρv3 20gh应用能量守恒定律的思路方法(1)能量守恒的核心是总能量不变，因此在应用能量守恒定律时应首先分清系统中哪些能量在相互转化，是通过哪些力做功实现的，这些能量分别属于哪些物体，然后再寻找合适的守恒方程式．(2)在应用能量守恒定律分析问题时，应明确两点：①哪种形式的能量减少，哪种形式的能量增加．②哪个物体的能量减少，哪个物体的能量增加．热力学第一定律[先填空]1．改变物体内能的两种方式做功和热传递．2．物体内能的改变(1)如果物体与外界无热传递，若外界对物体做功，则物体的内能增加；若物体对外做功，物体的内能减少．(2)如果物体既不对外做功，外界也不对物体做功，则物体吸收热量时，它的内能增加；物体放出热量时，它的内能减少．3．热力学第一定律(1)内容：物体内能的增加量ΔU，等于外界对物体所做的功W与物体从外界吸收的热量Q之和．(2)表达式：ΔU＝W＋Q.[再判断]1．热量、功和内能三者单位相同，物理意义相同．(×)2．热量和功由过程决定，而内能由物体状态决定．(√)3．系统内能增加了100 J，可能是外界采用绝热方式对系统做功100 J，也可能是外界单纯地对系统传热100 J．(√)[后思考]物体的内能不变，能否说明外界既没有对物体做功，也没有发生热传递？【提示】不能．可能是外界对物体做的功等于物体放出的热量(或物体吸收的热量等于物体对外界做的功)．1．对ΔU＝W＋Q的理解热力学第一定律将单纯的绝热过程和单纯的热传递过程推广到一般情况，既有做功又有热传递的过程，其中ΔU表示内能改变的数量，W表示做功的数量，Q表示外界与物体间传递的热量．2．对公式ΔU、Q、W符号的规定符号W Q ΔU正号外界对物体做功物体吸收热量内能增加负号物体对外界做功物体放出热量内能减少3.(1)首先选定研究对象是哪个物体或哪个热力学系统．(2)根据符号法则写出各已知量(W、Q、ΔU)的正、负．(3)根据方程ΔU＝W＋Q求出未知量．(4)再根据未知量结果的正、负来确定吸热、放热情况或做功情况．4.判断气体做功正、负的方法(1)若气体体积增大，表明气体对外界做功，W<0.(2)若气体体积变小，表明外界对气体做功，W>0.5.几种常见的气体变化过程(1)绝热过程：过程是绝热的，则Q＝0，W＝ΔU，外界对气体做的功等于气体内能的增加．(2)等容过程：在该过程中气体不做功，即W＝0，则Q＝ΔU，气体吸收的热量等于气体内能的增加．(3)等温过程：在过程的始末状态，气体的内能不变，即ΔU＝0，则W＋Q ＝0或W＝－Q，表示气体吸收的热量全部用来对外做功或外界对气体所做的功全部转换为热量放出．4．下列过程，可能发生的是()A．物体吸收热量，对外做功，同时内能增加B．物体吸收热量，对外做功，同时内能减少C．外界对物体做功，同时物体吸热，内能减少D．外界对物体做功，同时物体放热，内能增加E．物体对外界做功，同时物体放热，内能增加【解析】根据热力学第一定律ΔU＝W＋Q，做功和热传递都可以改变物体的内能，故由此可确定A、B、D正确，C、E错误．【答案】ABD5．一定量的气体内能增加了3×105 J，(1)若吸收了2×105 J的热量，则是气体对外界做功，还是外界对气体做功？做了多少焦耳的功？(2)若气体对外界做了4×105J的功，则是气体放热还是从外界吸热？放出或吸收的热量是多少？【解析】(1)由热力学第一定律ΔU＝Q＋W得W＝ΔU－Q＝3×105 J－2×105 J＝1×105 J外界对气体做功．(2)由ΔU＝Q＋W得Q＝ΔU－W＝3×105 J－(－4×105 J)＝7×105 J气体从外界吸热．【答案】(1)外界对气体做功1×105 J(2)气体从外界吸热7×105 J气体状态变化与物理量对应方法(1)绝热过程：气体与外界没有热传递．(2)导热良好：气体与外界有热交换，且与外界温度保持相同．(3)体积减小，外界对气体做功；体积增大(不是对真空膨胀)，气体对外界做功.(4)温度升高，理想气体的内能增加；温度降低，理想气体的内能减少.。
第4章 4.1 热力学第一定律+4.2 能量守恒定律的发现历程
4．1 热力学第一定律4．2 能量守恒定律的发现历程学习目标知识脉络1.掌握功与内能的关系，掌握热量和内能的关系．(重点)2．正确认识做功和热传递在改变内能上是等效的，但本质是不同的．3．知道热力学第一定律的内容、公式，并能用其解决问题．(重点、难点)4．理解第一类永动机及其不可能制成的原因．5．知道能量守恒定律发现的过程，体会自然界的统一性．(重点)6．理解能量守恒定律的内涵及外延，并解释自然现象．(重点、难点)热力学第一定律1．做功和内能的改变(1)绝热过程系统跟外界之间不发生热交换，这时系统经历的过程叫做绝热过程．(2)关系式ΔU＝U2－U1＝W.2．热传递和内能的改变(1)热传递的三种方式传导、对流、辐射．(2)关系式ΔU＝U2－U1＝Q.3．热力学第一定律(1)改变物体内能的两种方式做功和热传递．(2)物体内能的改变①假如物体与外界无热传递，假设外界对物体做功，那么物体的内能增加；假设物体对外做功，物体的内能减少．②假如物体既不对外做功，外界也不对物体做功，那么物体吸收热量时，它的内能增加；物体放出热量时，它的内能减少．(3)热力学第一定律①内容：物体内能的增加量ΔU，等于外界对物体所做的功W与物体从外界吸收的热量Q之和．②表达式：ΔU＝W＋Q.③符号规那么：物体从外界吸收热量，外界对物体做功，那么Q＞0，W＞0；反之Q＜0，W＜0；假设ΔU＞0表示物体内能增加，ΔU＜0表示物体内能减小．④意义：一个物体内能增加，必定有其他物体对它做功，或向它传递热量．与此同时，对此物体做功或向它传热的其他物体要减少等量的能量，而系统的总能量保持不变．在一切涉及热现象的宏观过程中，能量可以发生转移或转化，在转移或转化过程中总能量守恒．[再判断]1．在绝热过程中，外界对系统做多少功，内能就能增加多少．(√)2．热量一定从内能多的物体传递给内能少的物体．(×)3．做功和热传递在改变物体内能上是等效的．(√)[后考虑]给旱区送水的消防车停于程度地面．在缓慢放水的过程中，假设车胎不漏气且胎内气体温度不变，不计分子间的势能，试分析气体的吸、放热情况．图4-1-1【提示】由于车胎内气体温度不变，故气体分子的平均动能不变，内能不变．放水过程中气体体积增大，对外做功，由热力学第一定律可知，车胎内气体吸热．1．改变内能的两种方式的比拟(1)等效的理解等效是指做功和热传递在改变物体内能上可以获得一样的效果．两种方式均可以改变物体的内能，假如我们不知道系统所经历的详细过程时，仅从内能的改变上无法区分系统所采用的是做功，还是热传递方式使其内能发生变化的．所以做功和热传递是等效的．(2)两种方式的区别①内能是状态量，物体的内能对应物体所处的状态．②内能的变化是过程量，通过做功和热传递可以改变物体的内能，即做功和热传递都是过程量．(4)内能、热量、功的区别①就某一状态而言，只有“内能〞，根本不存在什么“热量〞和“功〞，因此，不能说一个系统中含有“多少热量〞或“多少功〞．②一个物体内能的多少是无法测量的，但物体内能的变化是可以测量的．2.对热力学第一定律的理解(1)热力学第一定律不仅反映了做功和热传递这两种改变内能过程是等效的，而且给出了内能的变化量和做功与热传递之间的定量关系．此定律应用时各量的单位应统一．(2)对公式ΔU＝Q＋W符号的规定(3)一般情况下外界对物体做功与否，需看物体的体积是否变化．①假设物体体积增大，说明物体对外界做功，W＜0；②假设物体体积变小，说明外界对物体做功，W＞0.3．热力学第一定律的应用应注意的问题(1)在应用过程中应特别分清W、Q的正负号，以便准确地判断ΔU的正、负．(2)几种特殊情况：①假设过程是绝热的，那么Q＝0，W＝ΔU，外界对物体做的功等于物体内能的增加．②假设过程中不做功，即W＝0，那么Q＝ΔU，物体吸收的热量等于物体内能的增加．③假设过程的始末状态物体的内能不变，即ΔU＝0，那么W＋Q＝0或W＝－Q，外界对物体做的功等于物体放出的热量．4．第一类永动机的特点不消耗任何能量而能永远对外做功的机器．5．第一类永动机不可能制成一切与热现象有关的过程，能量一定守恒．第一类永动机本质上都是认为能量可以无中生有地创造出来，这违犯了热力学第一定律，因此是不可能实现的．1．关于物体的内能和热量，以下说法中正确的有()A．质量相等的热水和冷水相比拟，热水的内能比冷水的内能多B．温度高的物体其热量必定多，内能必定大C．在热传递过程中，内能大的物体其内能将减小，内能小的物体其内能将增大，直到两物体的内能相等D．在热传递过程中，热量从高温物体传递到低温物体，直到两物体的温度一样为止E．热量是热传递过程中内能转移的量度【解析】物体的内能由温度、体积及物体的质量决定，不是只由温度决定，故A对、B错；在热传递过程中，热量由高温物体传给低温物体，而与物体的内能大小无关，所以完全有可能是内能大的物体内能继续增大，内能小的物体内能继续减小，故C项错、D项对；关于热量的阐述，E项是正确的．【答案】ADE2．以下过程，可能发生的是()【导学号：35500040】A．物体吸收热量，对外做功，同时内能增加B．物体吸收热量，对外做功，同时内能减少C．外界对物体做功，同时物体吸热，内能减少D．外界对物体做功，同时物体放热，内能增加E．物体对外界做功，同时物体放热，内能增加【解析】根据热力学第一定律ΔU＝W＋Q，做功和热传递都可以改变物体的内能，故由此可确定A、B、D正确，C、E错误．【答案】ABD3．一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6×105 J的功，问：(1)物体的内能是增加还是减少？变化量是多少？(2)分子势能是增加还是减少？(3)分子的平均动能是增加还是减少？【解析】(1)气体从外界吸收的热量为Q＝4.2×105 J气体对外做功W＝－6×105 J由热力学第一定律ΔU＝W＋Q＝(－6×105 J)＋(4.2×105 J)＝－1.8×105 JΔU为负，说明气体的内能减少了所以，气体内能减少了1.8×105 J.(2)因为气体对外做功，所以气体的体积膨胀，分子间的间隔增大了，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，所以气体分子的平均动能一定减少了．【答案】(1)减少 1.8×105 J(2)增加(3)减少气体状态变化与物理量对应方法(1)绝热过程：气体与外界没有热传递．(2)导热良好：气体与外界有热交换，且与外界温度保持一样．(3)体积减小，外界对气体做功；体积增大(不是对真空膨胀)，气体对外界做功．(4)温度升高，理想气体的内能增加；温度降低，理想气体的内能减少．能量守恒定律[1．漫长的发现之路(1)1800年，意大利科学家伏打创造“伏打电堆〞，实现了化学运动与电运动之间的转化．(2)1820年，丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应，提醒了电与磁之间的联络．(3)1821年，法拉第制成了“电磁旋转器〞，实现了电运动和机械运动之间的转化．(4)迈尔观点：体力和体热必定来源于食物中的化学能，内能、化学能、机械能都是等价的，是可以互相转化的，假如动物体的能量输入与支出是平衡的，那么，所有这些形式的能在量上必定是守恒的．(5)焦耳的研究①确定了电能向内能转化的定量关系．②用了近40年的时间，不懈地钻研热功转换问题，为能量守恒定律提供了无可置疑的证据．(6)亥姆霍兹的奉献从理论上把力学中的能量守恒原理推广到热、光、电、磁、化学反响等过程，提醒了它们之间的统一性．2．能量守恒定律及其应用(1)内容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另一种形式，或者从一个系统(物体)转移到另一个系统(物体)，在转化和转移的过程中其总量不变．(2)意义提醒了自然科学各个分支之间的普遍联络，是自然界内在统一性的第一个有力证据．(3)应用①各种形式的能可以互相转化．但能量转化过程中总伴有内能的损失．②各种互不相关的物理现象，可以用能量守恒定律联络在一起．[再判断]自由摆动的秋千摆动幅度越来越小，减少的机械能转化为内能，但总能量守恒．(√)[后考虑]有一种所谓“全自动〞机械手表，既不需要上发条，也不用任何电源，却能不停地走下去．这是不是一种永动机？假如不是，维持表针走动的能量是从哪儿来的？图4-1-2【提示】这不是永动机．手表戴在手腕上，通过手臂的运动，机械手表获得能量，供手表指针走动．假设将此手表长时间放置不动，它就会停下来．1．自然界中能量的存在形式物体运动具有机械能、分子热运动具有内能、电荷具有电能、原子核内部的运动具有原子能等，可见，在自然界中不同的能量形式与不同的运动形式相对应．2．不同形式能量之间的转化“摩擦生热〞是通过克制摩擦做功将机械能转化为内能；水壶中的水沸腾时水蒸汽对壶盖做功将壶盖顶起，说明内能转化为机械能；电流通过电热丝做功可将电能转化为内能，汽缸内燃油燃烧释放的内能通过燃气推动活塞做功而转化为机械能等．这些实例说明了不同形式的能量之间可以互相转化，且这一转化过程是通过做功来完成的．3．太阳能的转化【说明】自然界中各种形式的能量可以互相转化，说明不同的运动形式也可以互相转化．4．对能量守恒定律的理解(1)某种形式的能减少，一定有其他形式的能增加，且减少量和增加量一定相等．(2)某个物体的能量减少，一定存在其他物体的能量增加，且减少量和增加量一定相等．(3)各种形式的能在转化和转移过程中总量守恒无需任何条件，而某种或几种形式的能的守恒是有条件的．例如，物体的机械能守恒，必须是只有重力做功．(4)意义：能量守恒定律的发现，使人们进一步认识到，任何一部机器，只要对外做功，都要消耗能量，都只能使能量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，而不能无中生有地创造能量．不消耗能量，却可以源源不断地对外做功的机器(第一类永动机)是不可能制成的．4．以下对能量的转化和守恒定律的认识正确的选项是()A．某种形式的能量减少，一定存在其他形式能量的增加B．某个物体的能量减少，必然有其他物体的能量增加C．不需要任何外界的动力而持续对外做功的机器——第一类永动机是不可能制成的D．石子从空中落下，最后停顿在地面上，说明机械能消失了E．汽车刹车而停顿，汽车的动能消失了【解析】A选项是指不同形式的能量间的转化，转化过程中能量是守恒的，B选项是指能量在不同的物体间发生转移，转移过程中能量是守恒的．这正好是能量守恒定律的两个方面——转化与转移．第一类永动机是不可能制成的，因为它违犯了能量守恒定律，所以A、B、C正确；D选项中石子的机械能在变化，比方受空气阻力作用，机械能可能减少，但机械能并没有消失，能量守恒定律说明能量既不会创生，也不会消失，故D、E是错误的．【答案】ABC5．说出以下过程中是什么能量转化为内能．(1)物体沿粗糙斜面下滑；(2)变压器发热；(3)汽油机内气体燃烧后变成高温气体；(4)车刀切下炽热铁屑．【解析】物体沿斜面下滑，克制摩擦力做功，机械能转化为内能；电流通过变压器线圈发热，电能转化为内能；气体(燃料)燃烧后变成高温气体，化学能转化为内能；车刀切下炽热的铁屑，克制摩擦力做功，机械能转化为内能．【答案】(1)机械能——内能(2)电能——内能(3)化学能——内能(4)机械能——内能应用能量守恒定律的思路方法(1)能量守恒的核心是总能量不变，因此在应用能量守恒定律时应首先分清系统中哪些能量在互相转化，是通过哪些力做功实现的，这些能量分别属于哪些物体，然后再寻找适宜的守恒方程式．(2)在应用能量守恒定律分析问题时，应明确两点：①哪种形式的能量减少，哪种形式的能量增加．②哪个物体的能量减少，哪个物体的能量增加．。
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三、能量守恒定律发现的历史背景
1、18世纪蒸汽技术的发展
内燃机车：内能转化机械能
2.“活力”守恒的发现
莱布尼兹提出了“活力” 概念及“活力”守恒原理 。1686年，莱布尼兹在他 的论文中提出mv不宜作运 动的原动力的量度，应把 mv2作为原动力的量度。
2.“活力”守恒的发现
荷兰物理学家惠更斯在1703年作为遗稿中对完全 弹性碰撞作了详尽的研究。他写道：“在两个物 体的碰撞中，它们的质量和速度平方乘积的总和， 在碰撞前后保持不变。”这就是完全弹性碰撞中 “活力”守恒原理的具体表述。
4.1 能量守恒定律的发现
一、能量及其形式
能量是度量物质运动的一种物理量。相 应于不同形式的运动，能量分为机械能、 分子内能、电能、化学能、原子能等。 亦简称能。
二、能量的转化
太阳能
光合作用
高温 高压、 无氧
化学能
生物能
燃烧 发电机 电能 机械能 热机
内能
1.不同形式的能之间可以在一定条件的情 况下相互转化。
1800年伏打发明将化学能转化为电能的伏打电 堆 1808年戴维发明了将电能转化为光能的电弧灯
1824年卡诺对热机原理的研究提出热功转换的 关系 1834年法拉第发现了电磁感应现象，实现了机 械运动向电磁运动的转化
3、动机研制的失败
永动机是指不需要能量供给的永不停止运 动的发动机。
历史上，人们提出了 很多种永动机的制作方 案。虽然人们经过多种 尝试，做了多种努力， 但永动机无一例外的归 于失败 。
四、能量守恒定律的发现与确立
论述了能量守恒与转化方面
的基本思想。
能量守恒定律：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 转移到另外一个物体，而在转化和转 移的过程中其总量保持不变．
（1）能量守恒定律的建立的重大意义
能量守恒定律的建立过程是人类认识自 然的一次重大的飞跃，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． （2）恩格斯曾经把能量转化和守恒定律称为 “伟大的运动基本规律”，认为它的发现是 19世纪自然科学的三大发现之一。（另两个 发现是细胞学说，达尔文的生物进化论）
四、能量守恒定律的发现与确立
迈尔是最早进行热功当量实 验的学者，在1842年，他用 一匹马拉机械装置去搅拌锅 中的纸浆，比较了马所做的 功与纸浆的温升，给出了热 功当量的数值。 并且最早表述了能量守恒定律。他在1842年 就认识到：“永动机的设计在理论上是绝对 不可能的。要是有人否认我的这个定理，那 么我就能立即建造一部永动机。”
Байду номын сангаас
四、能量守恒定律的发现与确立
和迈尔同时期研究能量守恒的 还有焦耳，他一生致力于实验 研究，并于1840年得到焦耳定 律，从1840年到1878年的将近 40年的时间里，他研究了电流 的热效应，压缩空气的温度升高以及电、化学 和机械作用之间的联系。他做了400多次实验 ，用各种方法测定了热功当量的值，为能量守 恒定律的发现奠定了坚实的实验基础。