能量守恒定律_课件

做功改变内能的过程实质上是能量转化的过程
热传递改变内能的过程实质上是能量的转移过程
能量可以由一种形式转化为另一种形式，也可以从 一个物体转移到另一个物体
能量守恒和永动机 理解能量守恒定律 理解热力学第一定律是能量守恒的体现 理解永动机不能够制成的原因
能量守恒定律 机械能守恒定律 热力学第一定律
问题与练习
某风景区有一处约20层楼高的瀑布，甚为壮观。请估计：瀑布 上、下水潭的水温因瀑布的机械能转化成内能而相差多少？
问题与练习
奶牛的心脏停止跳动后，大约在1h内体温由37.0°C降低到 33.5°C。请你由此估算，在这种环境下饲养奶牛，要维持一个 体重400kg奶牛的内能不变，每天喂养奶牛的食物至少要能为 它提供多少热量？计算时，可以认为奶牛体内绝大部分是水。
能量守恒定律 说明 ①自然界存在着多种不同形式的运动，每种运动对应着一种 形式的能量
机械运动——机械能 热运动——内能
电荷运动——电能 化学运动——化学能
生物运动——生物能 原子核内部的运动——原子能 ②不同形式的能量之间可以相互转化。 ③能量守恒定律适用于任何物理现象和物理过程
永动机不可能制成
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高中物理选择性必修3 第三章 热力学定律
能量守恒定律
新人教版
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教学目标
理解能量守恒定律，知道能量守恒时自然界普遍遵从的基 本规律
通过能量守恒定律的学习，认识自然规律的多样性和统一 性
教学重点 能量转化和守恒定律的理解及综合应 用
教学难点 能量转化和守恒定律的理解及综合应 用
教学难点 能源的开发和利用与环境的关系。
前情回顾
热力学第二定律的内容是什么？
克劳修斯表述：不可能将热量从低温物体传到高温物体而 不引起其它变化（即热量不会自发地从低温物体传到高温 物体）。
开尔文表述：不可能从单一热源吸取热量并使它完全变为 有用的功而不来自百度文库起其它变化。
流水带动水磨做功，什么能转化成了什么能？流水的机械 能最终将转化为什么能？
（1）
（2）根据上一问可知，定容下的比热容小于定压下的比热容
问题与练习
为测算太阳射到地面的辐射能，某校科技实验小组的同学把 一个横截面积是300 的矮圆筒的内壁涂黑，外壁用保温 材料包裹，内装水0.6kg。让阳光垂直圆筒口照射2min后， 水的温度升高了1°C。请由此估算阳光直射时地面上每平方 米每分钟接受的太阳能量。
重力势能转化为动能 最终转化为环境地内能
传说中，三国时代的猛将张飞站在当阳桥前一声吼，“喝断了 桥梁水倒流”。如果真是这样，他的声能最终转化为什么能？
转化为环境的内能
日光灯把教室照得如同白昼，关灯后满屋漆黑。原先的光 能最终转化为什么能？
转化为环境的内能
把电炉接入电路，电能表转得飞快，表明消耗着电能。这 些电能最终将转化为什么能？
从热力学第一定律的角度看
如果没有外界热源供给热量，则有
，就是说，如果系统内能
减少，即
，则
，系统对外做功是要以内能减少为代价的
，若想源源不断地做功，就必须使系统不断回到初始状态，在无外界能
量供给的情况下，是不可能的。
永动机不可能制成 有一种所为“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？如果不是，你知道维持表针走动的能量是从哪儿来 的吗？
不是永动机，手表戴在手上，手运动的 能量一部分转化为手表的能量
能量守恒定律的意义
①找到了各种自然现象的公共量度——能量，从而把各种自然 现象用能量规律联系起来，揭示了自然规律的多样性和统一性
②突破了人们关于物质运动的机械观念的范围，从本质上表 明了各种运动形式之间相互转化的可能性。能量守恒定律比 机械能守恒定律更普遍，它是物理学中解决问题的重要思维 方法。能量守恒定律与电子的发现、达尔文的进化论并称19 世纪自然科学中三大发现，其重要意义由此可见。 ③具有重大实践意义，即彻底粉碎了永动机的幻想
练习
【分析】 【解答】 【点评】
练习
【分析】 【解答】
练习
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练习
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教学目标
能利用熵增加原理认识自然界中能量转化的方向性。 能从熵增加的角度认识当前环境问题，增强环保意识和可 持续发展意识。
教学重点 理解能源的概念和能源的使用与环境污染的关系。
永动机：不消耗任何能量，却可以源源不断地对外做功，这种机 器叫永动机 人们把这种不消耗能量的永动机叫第一类永动机
魔轮永动机
滚珠永动机
磁力永动机
永动机不可能制成
为什么永动机不可能制成？ 从能量守恒的角度看
根据能量守恒定律，任何一部机器，只能使能量从一种形式转化为另一 种形式，而不能无中生有地制造能量，因此第一类永动机是不可能制成 的.
问题与练习
用活塞压缩汽缸里的空气，对空气做了900J的功，同时汽缸 向外散热210J，汽缸里空气的内能改变了多少？ 内能增加了690J
问题与练习
如图所示，在汽缸内活塞左边封闭着一定量的空气，压强与大气压相同。把汽缸 和活塞固定，使汽缸内空气升高一定的温度，空气吸收的热量为 。如果让活 塞可以自由滑动（活塞与气缸间无摩擦、不漏气），也使汽缸内空气温度升高相 同温度，其吸收的热量为 。 （1） 和 哪个大些？ （2）气体在定容下的比热容与在定压下的比热容为什么会有不同？
问题与练习
如果用Q表示物体吸收的能量，用W表示物体对外界所做的功
， 表示物体内能的增加，那么热力学第一定律可以表达
为
。怎样解释这个表达式的物理意义。
系统从外界吸收的热量Q等于系统对外界做的功与系统内能增 量之和。 这种表述是从热机的效率角度考虑，外界传递给系统的热量， 一部分用来增加系统的内能，另一部分就是系统对外所做的功 。
能量守恒在机械能范围内的表现 能量守恒在热力学范围内的表现
能量守恒不是由某一个人通过某一项的研究而得到的。 从18世纪末到19世纪40年代，不同领域的科学家从不同角度都提出了能量守恒 的思想，人类对于能量守恒的认识经历了一个由浅入深，由含糊到清晰的过程
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别的物体； 在转化和转移过程中其总量不变，这就是能量守恒定律 。