5-2 能量的转换
青岛版科学(2017)五四制五年级下册第三单元《能量的转换》全单元教学设计
青岛版科学（2017）五四制五年级下册第三单元《能量的转换》全单元教学设计第9课《电磁铁（一）》【教学目标】1.知道电磁铁是由铁芯和线圈构成的，电磁铁是将电能转换成磁能的装置；电磁铁通电有磁性，断电后磁性消失。
2.会制作简易的电磁铁;能基于所学的知识利用观察、比较、类比推理等方法推测电磁铁可能具有哪些性质，提出可探究的问题。
3.表现出对电磁铁的结构、功能、变化进行科学探究的兴趣;在进行多人合作时，愿意沟通交流，综合考虑小组各成员的意见，形成集体的观点。
4.了解电磁铁在生产和生活中的应用及给人类带来的便利；了解人类的好奇和社会的需求是科学技术发展的动力，技术的发展和应用影响着社会发展。
【教学过程】一、激发兴趣，导入新课1.播放提前录制的视频（本班同学举行电动小车比赛，以电铃声为信号，铃声响比赛开始，第二次铃声响比赛结束）。
2.提出问题：电铃为什么能响？电动小车为什么能跑?它们内部有什么装置吗？学生自由回答。
（学生对于电动小车比较熟悉，能够知道其的内部装置，但是对电铃的内部装置所知较少，不管同学们回答什么，教师都不要急于肯定或否定，及时做好引导。
）3.引导学生猜想假设。
提出问题:马达是怎么工作的?它有什么样的构造?学生自由发言，大胆猜测。
（是否需要引导学生猜测电铃内部构造，要根据上面学生的回答情况而定，教师的导人语言也要根据情况及时调整。
）二、探究新知活动一:认识电磁铁。
L谈话：“没有大胆的猜测就做不出伟大的发现。
”同学们已经迈出了成功的第一步。
大家的猜测到底对不对呢？电铃内部又有哪些跟小马达一样的装置呢?我们利用“解暗箱”的方法，以小组为单位拆开我们准备的电动小车和电铃，观察它们的构造。
教师出示温馨提示：（1）拆分时注意保护部件完整⑵把拆分的部件按一定的顺序摆放在桌子上。
（3）仔细观察、及时记录（拆分小马达和电铃这个实验，需要提前准备好工具并做好指导。
拆解过程中，教师应适时进行点拨，指导学生把注意力放到线圈和铁芯上来，使学生拆解实验具有针对性。
第十二次课 第五章 热力学第二定律
卡诺循环与卡诺定理的理论价值与实际意义： 1、卡诺定理给出了在给定温度范围内，热量转变 为功的最大理论限度，为热量可用性分析奠定了 理论基础。
2、卡诺定理指出了提高热效率及性能系数的方向 和原则，具有普遍的指导意义。
14
卡诺定理举例
A 热机是否能实现
300 T2 ηtC = 1 − = 1 − = 70% T1 1000 w 1200 ηt = = = 60% 可能 q1 2000
所以不可逆过程终态的比体积大， v2 > v2 s
27
闭口系熵增大原因： 主要是由于耗散作用(dissipation) 内部存在的不可逆耗散是绝热闭口系统熵增大 的唯一原因，其熵变量等于熵产。
即：dS ad S g , S ad S g 0
熵产可作为过程不可逆程度的度量。
28
四、相对熵及熵变量计算 热力学温度0K时，纯物质的熵为零。通常只 需确定熵的变化量：
Q1 = Q1 WA A Q1 WB B Q1
A B , A B , A B
10
R1带动R2 逆向运行
假如ηt,R1>ηt,R2 R1带动R2逆向运行
WR1 > WR 2
Q2 < Q2 '
Q2 '− Q2 = WR1 − WR 2
ηt,R1＝ηt,R2
11
单一热源热机，违背热力学第二定律 ηt,R1>ηt,R2、 ηt,R1<ηt,R2不可能
Wnet 10 000 kJ ηt = = = 0.712 6 Q1 14 000 kJ
(b)设为制冷循环 Tc 400 K εc = = = 1.33 T0 − Tc 700 K − 400 K
10个能量单位的换算及燃料消耗计算结果
10个能量单位的换算及燃料消耗计算结果一、引言能量单位的换算是科学研究、工程设计和生活中经常需要进行的计算。
本文将介绍常见的10个能量单位的换算公式，并给出相应的燃料消耗计算结果，以帮助读者更好地理解和应用能量单位的换算。
二、能量单位的换算公式以下是10个常见的能量单位的换算公式：1. 1焦耳（J）= 0.卡路里（kcal）2. 1千卡（kcal）= 4186.8焦耳（J）3. 1千焦（kJ）= 1000焦耳（J）4. 1英国热量单位（Btu）≈ 1055焦耳（J）5. 1国际英热单位（BTU）≈ 1055.06焦耳（J）6. 1千瓦时（kWh）= 焦耳（J）7. 1吨煤当量（TCE）= 焦耳（J）8. 1吨标准煤（tce）= 焦耳（J）9. 1兆瓦时（MWh）= 焦耳（J）10. 1千克标准煤（kce）= .6焦耳（J）三、燃料消耗计算结果示例以汽车的燃料消耗为例，假设某辆汽车在行驶过程中以每升汽油消耗5千焦的能量，计算其每小时的燃料消耗量。
根据单位换算公式可知，1千焦（kJ）等于1000焦耳（J），1升等于1000毫升。
则每小时的燃料消耗量可以计算如下：- 每升燃料消耗5千焦（kJ）- 汽车每小时行驶40公里（假设）- 燃料消耗量 = 每升燃料消耗 ×汽车每小时行驶距离- 燃料消耗量 = 5千焦/升 × 40升 = 200千焦根据单位换算公式，可将燃料消耗量转换为其他能量单位：- 燃料消耗量 = 200千焦 = 0.048千卡 = 焦耳 = 0.189英国热量单位 = 0.189国际英热单位- 燃料消耗量 = 200千焦 = 0.055千瓦时 = 0.吨煤当量 = 0.吨标准煤 = 0.兆瓦时 = 0.千克标准煤以上结果只是示例，实际情况下燃料消耗量会受到多种因素影响，如行驶方式、载重等。
四、结论本文介绍了10个常见的能量单位的换算公式，并通过汽车燃料消耗计算示例，展示了这些能量单位的应用。
能量的转换
《能量的转换》教学设计一、教材分析：《能量的转换》是《科学》六年级下册第五单元《神奇的能量》的第二课，在本单元中起到承上启下的作用。
通过第一课《各种各样的能量》的学习，学生对能量以及能量形式有了初步的了解后，本课进一步引领学生探究各种形式的能量之间是如何转换的，为第三课《能源》第四课《节约能源和开发新能源》建构坚实的科学知识基础，也为他们今后学习物理学最普遍的定律之一——能量守恒定律打下感性认识基础。
四课之间是层层递进的逻辑关系。
本课将指导学生认识能量最基本的特点----能量的转换。
教学内容分为三个部分。
第一部分：认识什么是能量的转换。
第二部分：认识能量转换的过程。
第三部分：做一个简单的能量转换玩具。
二、教学目标：1．科学知识：让学生建立能量转换的概念，知道一种形式的能量可以转换成另一种形式的能量。
这是本课学习的重点。
2．科学探究：（1）、能根据现象进行猜想、推测，并能通过实验验证发现规律,亲历一个完整的科学探究过程，（2）、指导学生探索,能针对具体情境说出什么形式的能量转换成了什么形式的能量。
这是本课学习的难点。
3．发展目标.：（1）、乐于合作，逐步培养学生的科学素养。
（2）、懂得看似平常的事物里往往蕴藏着科学道理，并能不断地提出一些问题,自己设计研究方案去解决问题。
三、学习者特征分析学生能够理解能量之间可以相互转换，对本课内容较感兴趣。
四、教学策略选择与设计知道能量能够转换其它形式的能量，并以不同表现形式，采用启发式教学。
五、教学重点及难点教学重点：能够理解能量之间可以相互转换。
教学难点：知道能量能够转换其它形式的能量，并以不同表现形式。
教学准备：烧杯、温度计、铁架台、石棉网、火柴、缝衣针、花生、凉水、大扣子、长1米左右的线绳、易拉罐、橡皮筋、小重物。
六、教学过程：（一）创设情境，激发兴趣在上节课里我们讲到各种各样的能量都有着不同的作用，其实能量之间是可以相互转换的。
1、请大家做个游戏，和我一起搓搓手，你有什么样的感觉？同学们边做游戏边思考。
(完整版)能量换算大全
(完整版)能量换算大全能量换算大全1. 能量的定义能量是物体所具有的引起一系列物理变化的能力。
在物理学中，能量有多种形式，包括机械能、电能、化学能、热能等。
2. 能量单位能量的单位通常使用焦耳（J）进行衡量，有时也使用千焦耳（kJ）、卡路里（cal）或英热单位（BTU）等单位。
以下是一些常见的能量单位及其换算关系：- 1 千焦耳（kJ）= 1000 焦耳（J）- 1 卡路里（cal）= 4.184 焦耳（J）- 1 英热单位（BTU）= 1055.06 焦耳（J）3. 能量换算示例下面是一些常见能量单位之间的转换示例：- 1 千焦耳（kJ）= 239.0 卡路里（cal）- 1 英热单位（BTU）= 0. 千焦耳（kJ）- 1 焦耳（J）= 0. 卡路里（cal）4. 其他能量换算除了常见的能量单位之间的转换，还存在一些其他类型的能量换算关系。
例如，光量子能量（光子能量）的计算使用以下公式：- 光子能量（eV）= 普朗克常数（h） ×光速（c） / 波长（λ）在这个公式中，普朗克常数（h）为 6. × 10^-34 J·s，光速（c）为 2.998 × 10^8 m/s。
5. 结论本文档提供了能量换算的基本知识和常见单位之间的转换关系。
通过这些换算，我们可以在不同能量单位之间进行准确的换算，方便进行能量计算和应用。
请注意，换算结果的精确度可能受到测量设备和实验条件的影响，因此在实际应用中应谨慎使用换算结果。
注意：本文档中提供的能量换算关系是基于官方公认的地球常用单位制（International System of Units）进行计算，并不涉及其他非常用单位制或专业领域的换算关系。
小学科学人教鄂教版五年级下册第二单元《能量的转换》知识点(2023春)
第二单元能量的转换4.电灯的能量转换1.能量无处不在，声，光，电，磁，热以及各种各样的运动都是能量的表现形式。
例如我们的教室里有许多电器，电灯将电能转化为光能，不同形式的能量之间可以发生能量的转换。
2.电灯是现代人类生活离不开的照明器具，每当夜幕降临时，家家户户大街小巷的灯就亮起来了。
3.观察几种电灯。
它们有哪些相同点和不同点？答：相同点是三种电灯都可以照明，不同点三种电灯的效率不同且转化成光能的能量也不同。
白炽灯、荧光灯、LED灯的发光效率分别为：30%以上，90%以上，97%以上。
白炽灯灯丝需要加热到一定温度才能发光，要大量电能转化为热能；荧光灯用X-射线轰击荧光粉发光，效率已经很高了；LED灯用砷化镓，电子获得能量跃迁发光，效率更高。
4.电灯发热时，附近的温度明显升高，在做模拟实验，为了保证活动安全，我们用手电筒代替电灯进行实验。
实验结果中发现，电灯发光时，电灯附近的温度明显升高。
5.电灯可以使电能转化成热能和光能能量，从一种形式转化成另一种形式的现象，叫做能量的转换。
能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，只会从一种形式转化成另一种形式，称之为能量守恒定律。
6.了解照明器具的发展过程说一说，每种照明器具在使用过程中发生了怎样的能量转换？答：油灯，蜡烛和煤气灯都是将自身的化学能转化为光能白炽灯则是将电能转化为光能7.100多年前，爱迪生发明了电灯，在此之前，人们只能用火把，油灯，蜡烛，煤气灯等照明。
爱迪生发明电灯是在前人工作基础上，经过无数次探索改进，才取得成功的继爱迪生之后，人们又对电灯做了更多改进，如今的电灯不仅种类繁多，对光能的利用效率也更高了。
8.电灯最初是作为一种照明器具出现的，随着科学技术不断发展，人们又研制出许多其他用途的电灯。
紫外线灭蚊灯红外线理疗灯植物工厂育苗灯城市景观灯塔5.电铃的能量转换1.铃声响了，该上课了，许多学校的铃声是由电铃发出来的。
2.观察电铃电铃是根据电磁铁的性质制成的。
动力热力学第05章 热力学第二定律
§ 5-2 可逆循环分析及其热效率
一、卡诺循环（是两个热源的可逆循环）
组成：四个可逆过程—— 1.绝热压缩a—b；
2.定温吸热b—c；
3.绝热膨胀c—d； 4.定温放热d—a。
p
b •
•c a •
T
b• a•
•c
•d △s s
•d v
w net q1 q 2 q2 t 1 q1 q2 q1
1
TL 1 Th
卡诺循环，概括性卡诺 循环，任意工质
作业：5－4。机械 1，4
§5-3 卡诺定理
定理一：在相同温度的高温热源和相同温度的低温热源之间 工作的一切可逆循环，其热效率都相等，与可逆循 环的种类无关，与采用何种工质也无关。 解释： 热机C：理想气体，卡诺循环 T1
Q1 WC C Q2c
循环吸热 q1 Tds
1H2
• b T1 •2 • c T2 s
循环放热 q 2 Tds （大小）
1L2
• L ⊿s
根据中值定理：
q1 Tds T1s
1H2
q 2 Tds T 2 s
1L2
平均吸热温度：
T a • 1• d• H • • b T1 •2 • c T2 s 平均放热温度：
第二类永动机不可能实现（第二定律的又一说法）
第一类永动机：不消耗能量作功。违反第一定律。
第二类永动机：从单一热源吸热并全部转化功，即热效 率为百分之百。违反第二定律。
从第二定律的表述上可以看出：
方向性问题 比 能量守恒问题 更具直观性。 故 历史上先发现方向性问题，后发现能量转换与守恒。
为什么第二定律会有不同的说法？ 热现象是各种各样的，它们都有方向性的题。这 个方向性问题，是各种不同热现象的共同本质。人们 可以利用不同的过程揭示热现象的方向性的本质，故 有不同的说法。
能源科学导论第二章能量的转换与储存
❖ 热力学第一定律揭示在能量转换和传递过程 中能量在数量上必定守恒。
❖ 热力学第二定律指出在能量转换和传递过程 中，能量在品质上必定贬值。
❖ 是两条互相独立的基本定律，一切实际过程 必须同时遵循这两条基本定律。
❖ 提高能量的有效利用，其实质就是在于防止 和减少能量贬值发生。
3 能量转换的效率
❖ 根据能量贬值原理，不是每一种能量都可以连续 地、完全地转换为任何一种其他形式的能量。
常用的气体燃 烧器有扩散式 燃烧器；另一 种是预混式燃 烧器；此外还 有一种部分预 混式燃烧器，
简单的扩散式燃烧器
煤的燃烧室 层燃 燃（ （粉 层状 状燃 燃烧 烧） ） 燃烧方式油的燃烧内 外燃 燃
气体燃料的燃烧燃 容烧 器器 内燃 燃烧 烧
第三节 热能转换为机械能或电能
概述
❖ 将热能转换为机械能是目前获得机械能 的最主要的方式。
说明了能量“量”的多少，和能量之间的关 系
❖ 热力学第一定律：能量守恒 ❖ 系统的内能=系统吸收的热量+对系统做功
第一类永动机
❖ 永动机是一类想象中的不需外界输入能源、 能量或在仅有一个热源的条件下便能够不断 运动并且对外做功的机械。
❖ 某物质循环一周回复到初始状态，不吸热而 向外放热或作功，这叫“第一类永动机”。 这种机器不消耗任何能量,却可以源源不断的 对外做功。
能量=火用+火无
❖ 火用：有用能或有效能，指在给定环境条件下， 可以连续地完全转化为任何一种其他形式的能量。
❖ 火无：无用能或无效能，指不可转换的 能量。
各种不同形式的能量，按其转换能力可分为三 大类：
（1）无限转换能（全部转换能），如电能、 机械能、水能、风能、燃料储存的化学能等；
工程热力学：6第五章 热力学第二定律
（5-3）
同样，逆向卡诺循环是最理想、经济性最高，但通常难以实现。
30
三种卡诺循环
T T1
制热
T0
制冷
T2
T1
动力
T2
s
31
四、多热源可逆循环
热源多于两个的可逆循环如 右图所示。要使循环可逆，必须 有无穷个热源和冷源，保持工质 和热源间无温差换热。
此循环的平均吸热温度 T1 和平 均放热温度 T2分别定义为：
属于“天上掉馅饼”，第三类无摩擦。
I.
违背热力学第一定律(热效率大于100％)。20世纪90年
代山东枣庄有人发明了一个“耗电12kW，可发电36kW”的
发电机，即为一例。类似专利申请美国专利局已有数以千计，
但尚无成功报道。
II.
违背热力学第二定律(热效率等于100％)。如果此类机
器能够制造成功，由于太阳能、地热能和海洋热能等的巨大，
汽车停止时摩擦产生热，但热消失时 汽车能否行驶？
4
热力学第一定律
序言
能量之间数量的关系 能量守恒与转换定律
不足之处：未表明能量传递或转化时的 方向、条件和限度。
低温物体会吸热，温度逐渐升高；高温 物体会放热，温度逐渐降低。但热量能 否无条件的由低到高？
5
热力学第一定律
序言
能量之间数量的关系 能量守恒与转换定律
第五章 热力学第二定律
序言 5-1 热力学第二定律 5-2 可逆循环分析及其热效率 5-3 卡诺定理 5-4 熵参数、热过程方向的判据 5-5 熵增原理 5-6 熵方程 5-7 （火用）参数的基本概念 热量（火用） 5-8 工质（火用）及系统（火用）平衡方程 5-9 热力学温标
目录
1
2.9《能量的转换》（26张PPT）教案练习
粤教版科学六年级下2.9《能量的转换》教学设计
3.声音具有能量，能使扭扭蛇转动起来。
4.每一种能量都是一成不变的。
5.能量总是以不同的方式被储藏和运用。
6.搓手是把化学能转换成热能和声能。
五、拓展提高：
1、你能描述图片中各种能量之间的转换过程吗？
【小结】
光能→化学能→机械能→电能→热能→声能
2、从早晨醒来起床后到出门上学的这段时间里，说说你经历了哪些能量转换过程？
【小结】
（1）点亮台灯：台灯把电能→光能
（2）用热水洗脸：电热水器把电能→热能（3）电饭锅做饭：电饭锅把电能→热能
（4）吃饭后去上学：把食物中的化学能→动能六、作业布置
有兴趣的同学，根据视频尝试制作钻木取火实验，注意安全。
具体描述进一步强化和理
解能量的转换过
程
亲自体验能量间
的转换
课堂小结通过本节课的学习，我们知道能量可以互相转换，
它是以一种形式的能量转换成另一种形式的能量。
在科学探究中，通过实验了解能量转换过程；通过
列举生活现象，了解能量转换的普遍应用；通过实
践操作，亲自体验能量间的转换过程，培养了我们
联系实际，用科学知识改善生活的能力。
总结课堂板书板书设计。
小学科学《能量的转化》教案
小学科学《能量的转化》教案科学知识1.用电器是一种能量转化器，可以把电能转化成其他形式的能；2.知道电能能向其他能量的转化，不同形式的能量之间也可以互相转化。
科学探究1.了解电能可以转化成其他形式的能，以及其他形式的能可以转化成电能；2.能设计并运用简单的实验来研究能量的互相转化；情感态度与价值观1.愿意交流，并学会在交流中取人之长补已之短.2.体会到能量转换和我们生活之间的紧密关系，培养学生关心新事物的精神。
1、重点：认识电能和其他形式能量之间的互相转化，并进一步了解多种能量之间的互相转化。
2、难点：应用能量转化的观点描述生活中的变化事例。
教师准备有关能量转化的图片资料。
电磁铁、大头针、铁丝、绳子等。
(一)情景导入，揭示课题师：生活中我们接触到各种各样的能量，如风能、机械能、电能、热能等。
今天老师带来了一个自制的小玩具。
（出示简易电磁铁）除了电磁铁，老师还带来了大头针。
（摇装有大头针的盒子）谁愿意和老师一起演示电磁铁吸大头针？师生共同演示操作电磁铁吸大头针。
师：是什么让这枚铁钉具备了神奇的吸大头针的能力呢？生：电能。
师：板书（电能）电能让这枚小小的铁钉具备了吸铁的能力，也就是具备了磁能。
（板书：磁能）像这样能量由一种形式转换成其他形式，是能量的一个重要特征——能量的转换（板书）。
【评：思维从问题开始，提出一个好的问题，就等于成功了一半。
上课伊始，教师运用实验，创设问题情境，揭示课题，使学生兴趣盎然，并产生了悬念，渴求新知识的获得。
但实验时，利用实物投影可让学生看得更清楚一些。
】（二）探讨电能为我们做什么师：在生活中，你们用得最多、接触得最广的能量是什么？生（齐答）：电。
师：请说说你家里有哪些用电器？它们把电能变成了什么？生1：电风扇，电风扇把电能变成了动能、风能。
生2：电磁炉，它把电能转化成了热能。
生3：电灯，它把电能变成了光能。
【评：以学生熟悉的家用电器引出电向其它能量的转化，学生人人都有体验，很有发言的欲望。
能量转化方式有哪几种
能量转化方式有哪几种能量转化方式1、电能转化为机械能和热能：电风扇。
2、机械能转化为电能：发电机。
3、电能转化为热能：电饭锅。
4、电能转化为光能：电灯。
5、化学能转化成电能：火力发电。
6、动能转化成电能：风力发电。
7、机械能转化成电能：水力发电。
8、太阳能转化成电能：太阳能发电。
9、核能转化成电能：核电站。
10、化学能转化成电能：干电池。
像太阳能、化石能、热能等可以直接使用的，称作一次能源。
太阳能可以用来烧热水，化石能源像石油天然气煤都是可以直接燃烧供热的，温泉的热能也能直接利用。
这种利用方式，就存在太阳能转化为热能，生物化石能转化为热能。
第一次工业革命蒸汽机的发明和使用，就是化学能转化为蒸汽的热能，再转化为蒸汽机的机械能。
能量存在的基本形式1、机械能(动能，势能)机械能是动能与势能的总和，这里的势能分为重力势能和弹性势能。
我们把动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。
决定动能的是质量与速度;决定重力势能的是质量和高度;决定弹性势能的是劲度系数与形变量。
2、分子势能(内能)分子势能是分子间由于存在相互的作用力，从而具有的与其相对位置有关的能。
分子势能是内能的重要组成部分。
3、辐射能各种电磁辐射，包括光和热的辐射能。
能量的每种形式都可以转换为其它形式，但能量不能消灭或无中产生。
能量的损失，常为转换成其它类型的能量。
电能是一种动能;它可转换成热能或光能。
4、光能光能是光子运动对应的能量形式，光能是由太阳、蜡烛等发光物体所释放出的一种能量形式，光能是一种可再生性能源。
5、磁能泛指与磁相联系的能量，严格地说应指磁场能。
在线圈中建立电流，要反抗线圈的自感电动势而做功，与这部分功相联系的能量叫做自感磁能。
6、电能电能，是指使用电以各种形式做功(即产生能量)的能力。
电能既是一种经济、实用、清洁且容易控制和转换的能源形态，又是电力部门向电力用户提供由发、供、用三方共同保证质量的一种特殊产品(它同样具有产品的若干特征，如可被测量、预估、保证或改善。
热力学第二定律
热量由高温物体传向低温物体
摩擦生热 水自动地由高处向低处流动 电流自动地由高电势流向低电势
自然界自发过程都具有方向性
4 4
自发过程的方向性
摩擦生热
功量
100% 发电厂
热量
功量
40%
热量
放热
自发过程具有方向性、条件、限度 5
5
热力学第二定律的实质
17 17
熵的物理意义
定义：熵
dS
Qre
T
比熵 ds
qre
T热源温度=工质温度可逆时dS 0 dS 0 dS 0
Q 0 Q 0 Q 0
18
熵的物理意义 熵变表示可逆 过程中热交换 的方向和大小
18
§ 5-6
孤立系统熵增原理
无质量交换 无热量交换 无功量交换
Available Energy
Availability
Anergy 㶲用 Ex表示
火无
火无 用An表示 34 34
三种不同品质的能量(P.173)
1、可无限转换的能量
（Ex） 理论上可以完全转换为功的能量
高级能量
如：机械能、电能、水能、风能
2、不能转换的能量 （An） 理论上不能转换为功的能量 如：环境（大气、海洋） 3、可有限转换的能量
热力学第一定律： 热力学第二定律： 一切过程，Ex+An总量恒定 由An转换为Ex不可能
在可逆过程中，Ex保持不变 在不可逆过程中， 部分Ex转换为An
Ex损失、作功能力损失、能量贬值
任何一孤立系， Ex只能不变或减少，不能增加—— 孤立系Ex减原理 （能量贬值原理） 即： dEx,iso≤0
能量转换实验报告实验原理
能量转换实验报告实验原理能量转换实验报告实验原理引言：能量转换是物理学中的一个重要概念，它描述了能量从一种形式转变为另一种形式的过程。
本实验旨在通过一系列实验，探究能量转换的原理，并通过实验数据验证能量守恒定律的正确性。
一、实验目的本实验的主要目的是通过实际操作，观察和记录能量在不同形式之间的转换过程，并验证能量守恒定律。
二、实验器材和材料1. 弹簧秤：用于测量物体的重力。
2. 弹簧：用于储存弹性势能。
3. 滑轮组：用于改变力的方向。
4. 物体：用于进行实验的物体。
5. 计时器：用于测量时间。
三、实验原理能量转换实验基于以下两个重要原理：1. 动能定理动能定理表明，物体的动能等于其质量乘以速度的平方的一半。
即：K =(1/2)mv^2。
在本实验中，我们将通过测量物体的质量和速度，计算出其动能。
2. 弹性势能当物体被压缩或拉伸时，会储存弹性势能。
弹性势能的大小取决于物体的形变程度和弹性系数。
在本实验中，我们将通过测量弹簧的形变和弹簧系数，计算出其弹性势能。
四、实验步骤1. 将弹簧挂在滑轮组上，并将滑轮组固定在合适的位置。
2. 将物体挂在弹簧的另一端，并调整滑轮组的高度，使物体能够自由下落。
3. 用弹簧秤测量物体的重力，并记录下来。
4. 用计时器测量物体下落的时间，并记录下来。
5. 根据重力和下落时间计算物体的速度。
6. 将物体从最低点释放，并观察其上升过程中弹簧的形变。
7. 用弹簧秤测量弹簧的形变，并记录下来。
8. 根据弹簧形变和弹簧系数计算弹性势能。
五、实验结果与分析通过实验测量得到的数据，我们可以计算出物体的动能和弹性势能，并进一步分析能量转换的过程。
实验结果表明，物体在下落过程中动能增加，而弹簧的弹性势能也随之增加。
这符合能量守恒定律，即能量在转换过程中总量保持不变。
六、实验结论本实验通过观察和记录能量转换的过程，验证了能量守恒定律的正确性。
实验结果表明，在能量转换过程中，能量的总量始终保持不变。
能量转换卡路里公式
能量转换卡路里公式一、基本概念。
1. 焦耳（J）与卡路里（cal）的定义。
- 焦耳是国际单位制中能量、功和热量的单位。
1焦耳表示1牛顿力的作用点在力的方向上移动1米距离所做的功。
- 卡路里，简称卡，是能量单位。
1卡路里的定义为在1个大气压下，将1克水提升1摄氏度所需要的热量。
2. 换算关系。
- 1卡路里（cal） = 4.186焦耳（J）- 1千卡（kcal）=1000卡路里（cal） = 4.186千焦（kJ）二、不同形式能量与卡路里转换示例。
1. 机械能转换为卡路里。
- 假设一个物体质量为m（kg），速度为v（m/s），其动能E_k=(1)/(2)mv^2（焦耳）。
要将其转换为卡路里，先计算出动能的焦耳值，然后根据1cal = 4.186J进行转换，卡路里数=(frac{1)/(2)mv^2}{4.186}。
- 例如，一个质量为2kg的物体，速度为3m/s，其动能E_k=(1)/(2)×2×3^2=9J。
转换为卡路里为(9)/(4.186)≈2.15cal。
2. 电能转换为卡路里。
- 电能的计算公式为W = Pt（焦耳），其中P是功率（瓦，W），t是时间（秒，s）。
- 例如，一个功率为100W的电器工作10秒，消耗的电能W=100×10 =1000J。
转换为卡路里为(1000)/(4.186)≈239cal。
3. 化学能转换为卡路里（以食物为例）- 食物中的能量通常以千卡（kcal）为单位标注。
例如，1克碳水化合物约提供4千卡能量，1克蛋白质约提供4千卡能量，1克脂肪约提供9千卡能量。
如果要将这些千卡转换为焦耳，根据1kcal = 4.186kJ进行换算。
- 假设一份食物含有20克碳水化合物、10克蛋白质和5克脂肪。
则其总能量为(20×4 + 10×4+5×9)kcal=(80 + 40+45)kcal = 165kcal，转换为焦耳为165×4.186kJ = 690.69kJ。
工程热力学第五章热力学第二定律
W0 ＝Q1 - Q2 = Q1’- Q2’
T1
若 tA > tB 则
W0 W0 Q1 Q1 '
Q1’- Q1 = Q2’ - Q2 >0
Q1' Q1 Q1 A W0
Q1’ B
热量Q2’ - Q2 自动地从冷源流向热源
Q2
Q2’
∴假设 tA > tB 不成立
T2
若 tA ＝ tB
则 Q1’- Q1 = Q2’ - Q2 ＝0
第五章 热力学第二定律
本章主要内容
1、热力学第二定律的实质与表述 2、卡诺循环与卡诺定理 3、状态参数熵及熵方程 4、孤立系统熵增原理与作功能力
损失
§5-1热力学第二定律的实质及表述
热力学第一定律（能量守恒与转换定律）： 能量之间数量的关系
所有满足热力学第一定律的过程是否都能自发 进行？ 热力学第二定律：
§5-2 卡诺循环与卡诺定理
热不能全部转换为功！ 热机能达到的最高效率是多少？ 1824年法国工程师卡诺 (S. Carnot)，提出 卡诺循环（效率最高的循环）。
热力学第二定律的奠基人
一、卡诺循环
a-b 可逆定温吸热过程， q1 = T1(sb-sa) 二热源、
b-c 可逆绝热膨胀过程，对外作功
热力学第二定律的实质：论述热力过程的方向性及 能质退化或贬值的客观规律。
是热力过程能否进行，及进行到何种程度的判据。
三、热力学第二定律的表述 传热
热功转换
1850年 克劳修斯表述
热量传递的角度
1851年 开尔文－普朗克表述
热功转换的角度
克劳修斯表述
不可能把热量从低温物体传到高温物体而不引起
其它变化。
05 第5章 热力学第二定律详解
能量转换方向性的 实质是能质有差异
部分可转换能—热能 T T0 不可转换能—环境介质的热力学能
能量品质降低的过程可自发进行，反之需一定补偿 条件，其总效果是总体能质降低。
T1
Q1
W
Q2
T2
Q1 Q2 Wnet
代价 TH Q2 TL
T1
Q1
W
Q2
T2
TL Q2 TH 代价
Wnet Q1 Q2
对热力学第二定律的建立具有重大意义。
卡诺定理举例
A 热机是否能实现
tC
1 T2 T1
1 300 1000
70%
t
w q1
1200 2000
60%
可能
如果：W=1500 kJ
t
1500 2000
75%
不可能
T1=1000 K
Q1=2000 kJ
A
W=1200 kJ W=1500 kJ
Q2=800 kJ Q2=500 kJ
不可逆
方向性 热力学第二定律描述
热力学第二定律说法等效 不可逆过程共同属性
不可逆属性能否用统一状态参数描述？ ——熵
5-4、熵、热力学第二定律的数学表达式
一、状态参数熵的导出 ★ 从卡诺循环看：(Carnot heat engine)
C
1 Q2 Q1
1 T2 T1
Q1 Q2 T1 T2
Q1 Q2 0
所有满足能量转换与守恒定律的过程是否都 能进行?
如果不是，过程的方向性？条件？限度？
5-1 热力学第二定律
一、热力过程的方向性 (热力学第二定律的本质)
1.任何发生的过程必须遵从热力学第一定律，但满足热力学第一 定律的过程未必一定能自动发生。
冀人版科学(2017)六年级上册2-6《能量的转换》教学设计
冀人版科学（2017）六年级上册2.6《能量的转换》教学设计【教材分析】本课是在学生认识了常见的能量之后，进一步认识能量之间的转换。
活动1“寻找生活中的能量转换”目的是让学生通过观察、实验等活动，认识生活中常见的能量转换装置是怎样实现能量转换的。
活动2“利用热能驱动的小装置”目的是通过制作等活动，引领学生认识走马灯是一个将热能转换为动能的装置。
应用与拓展“怎样让走马灯转得更快”旨在引领学生通过实验等活动，认识走马灯转得快慢与什么因素有关。
通过本课的学习，培养学生提出问题、实验观察、动手制作、分析现象、得出结论、沟通交流、反思评价等科学探究能力;激发学生乐于利用新思路、新方法、新材料探究能量之间转换的兴趣;帮助学生树立尊重证据、作出判断，能与他人合作学习、沟通交流，尊重他人、形成集体观点的科学态度。
本课重点是认识能量之间的转换。
【教学目标】科学观念：能说出某种形式的能量通过某种装置转换成另一种形式的能量。
科学思维：1.能从分析能量转换装置输入与输出能量的联系中提出探究性问题。
2.能通过实验、制作等方式获取有关能量转换的信息。
3.能用关系图示等方式记录和整理信息。
4.能运用分析、比较、综合等方法得出结论。
5.能对探究活动进行过程性反思和总结性评价。
探究实践：1.能对能量转换表现出探究的兴趣。
2.能与他人合作探究、沟通交流，综合考虑小组各成员意见，形成集体态度责任：能说出能量转换装置的发展影响着人们的生活质量和社会的发展【教师准备】电话机、电流传感器、电脑、卡纸、有光纸、按扣、铁丝、蜡烛、剪刀刻刀、钢丝钳、圆规、锉刀、胶水、木板、课件、视频等。
【学生准备】《科学学生活动手册》、笔等。
【教学过程】课时安排:建议安排2课时。
第一课时完成活动1和活动2的制作走马灯的环节。
第二课时完成活动2的交流与评价环节和“应用与拓展”。
第一课时(一)创设情境，提出问题1.引导:在生活中，人们为了更好地利用能量，需要通过一定的装置来实现能量的转换。
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1.上面这些图片中涉及到了哪些“能量”？它们有没有发生变化？
2.你能举例说明一下“能量”发生变化的情况吗？
看电视： 电能 搓 手：（化学能→ ） 动能 转变成另一种“能量” 。
电视机 光能、 声能、热能。 摩 擦 声能、 热能。
事实上，每一种“能量”并不是一成不变的，它们常常会
（1）人体：化学能→ 动能 （2）火柴：化学能→光能和热能
（3）花生米：化学能→光能和热能，加热了水。
（二）活动探究2：看模式图，描述能量转换的过程。
1.自学课本第56页图示内容，找出能量的转换过程。
1.光
能 → 化学能 能 能
。 。 。 。
2.化学能 → 机械能 3.机械能 → 电 4.电 能→热
想一想： 能量的形式多种多样，它们能以不同的方式被储藏和运用。 你能说说我们生活中的各种能量转换的例子吗？
（一）你能举例说明生产生活中能量的转换的事例吗？
（二）你能说说下面图片中能量的转换情况吗？
能转换成了
。
下面图片中能量的转换情况又是怎样的呢？
能转换成了
。
想一想：你还能说说下面图片中能量的转换情况吗？
二、实验验证能量转换的过程。
1.花生米加热水： 划火柴、 花生米加热水：化学能—→光能、热能 2.飞旋的扣子：势能←→动能
三、描述课本图片上的能量转换过程。 四、能量的转换与我们的生产和生活有着密切的关系。
请多指教
溧阳市戴埠中心小学 高保金
。
。
能 水受热产生大量水蒸气，通过壶嘴发出声音 。
（三）实验探究2：飞旋的扣子。 1.自学理解课本第56页内容，明确活动内容和要求。 2.小组讨论交流，明确活动内容和要求。
3.小组合作，完成实验探究活动。
（1）实验材料： 四孔大钮扣、圆形纸板、1米长线绳。
（2）实验步骤： 准备扣子——穿入线绳、两端打结——甩动线绳——拉紧线绳——放松线绳
1.花生米加热水：
划火柴、 花生米加热水：化学能—→光能、热能 2.飞旋的扣子：势能←→动能
三、怎样描述课本图片上的能量转换过程？ 四、能量的转换与我们的生产和生活有什么关系？
能量的转换与我们的生产和生活有着密切的关系。
2.能量的转换
一、能量可以从一种形式转换成另一种形式。
电视机：电能—→光能、声能、热能 搓 手：化学能—→声能、热能
固定花生米、水杯——测量水温——点燃花生米、加热——测量水温 实验前温度（℃） 分钟后温度（℃） 实际提升温度（℃）
实验结论： 燃烧花生米，花生米中的化学能就转换成光能和热能，加热了水。
【提示：也可以同时点燃几粒差不多大小的花生米，最后上升的温度再除以粒数。】
4.汇报交流，得出结论。
想一想：在实验过程中，涉及到了哪些能量的转换？是怎样转换的？
能转换成了
。
（三）想一想，说一说： 从早晨醒来起床后到出门上学的这段时间里，你经历了 哪些能量转换过程？你能具体说一说吗？ （1）点亮台灯： 台灯把（ 电 ）能 ——→（ 光 ）能 （2）用热水洗脸： 电热水器把（ 电 ）能 ——（ 热 ）能 （3）电饭锅做饭：电饭锅把（ 电 ）能 ——→（ 热 ）能 （4）吃饭后去上学：你把食物中的（化学 ）能 ——→（ 动 ）能 （5）……
（四）应用练习：
欣赏一下：有趣的卡通画
课后探究：
今天回去调查一下家里或某个地方的用电器具，
分析它们的能量转换关系！
本课总结
一、能量能不能转换？你能举例说明吗？
能量可以从一种形式转换成另一种形式。
电视机：电能—→光能、声能、热能 搓 手：化学能—→声能、热能
二、课本是以哪些实验具体说明能量转换的过程的？
5.热
能→声
能
。
2.汇报交流，说出课本第56页图示内容中能量的转换过程。
1.光
能 → 化学能 太阳光使西红柿生长，西红柿储存化学能
。
。
2.化学能 → 机械能 人吃西红柿，把营养转化为力量 3.机械能 → 电 能 人用力踩自行车，带动发电机转动发电 4.电 5.热 能→热 能→声 能 电通过电炉，产生热量，加热水
“能量”的一个重要特点就是：它可以从一种形式转换成另
一种形式。
能量的转换
二、活动探究：能量是如何转换的。
（一）实验探究1：花生米加热水。 1.自学理解课本第55页内容，明确活动内容和要求。 2.小组讨论交流，明确活动内容和要求。
3.小组合作，完成实验探究活动。
（1）实验材料： 三角架、石棉网、火柴、铁丝、花生米、小烧杯、软木塞、橡皮泥等 （2）实验步骤：
4.汇报交流，得出结论。
想一想：在实验过程中，涉及到了哪些能量的转换？是怎样转换的？
（1）人体：
（2）扣子：
化学能
势能
动能
动能
扣子从不转到转是势能转化成动能，当绳子的劲释放完成后，扣子的速度
最大，也就是动能最大，势能最小；由于转动惯性扣子继续转动，于是动能转
化成势能。一句话：动能与势能的相互转化。
三、拓展活动：了解生产生活中能量转换的事例。