| 能量的转化和守恒 |
主编：黄冈中学物理集体备课组
一、在一定条件下，各种形式的能可以相互转化
1、机械能
内能
2、内能
光能
3、光能
化学能
4、化学能
电能
5、电能
机械能
6、机械能
光能
7、机械能
化学能
8、内能
化学能
9、电能
光能
10、电能
内能
思考：为什么它们的高度会逐渐降低？是不是能量丢失了呢？
二、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程中，能量的总量保持不变．
（1）定律内容中，能的转化是指通过做功，能的形式发生了改变，一种形式的能转化为另一种形式的能；能的转移是指同一种形式的能，从一个物体转移到另一个物体，能的形式没有改变，如热传递．
（2）能量守恒定律是普遍适用的定律，大到天体，小到原子核，也无论是物理学的问题还是化学、生物学、天文学的问题，所有能量转化的过程，都服从能量守恒定律．
（3）能量守恒定律反映了自然现象的普遍联系，例如：植物的生长不是孤立的，要靠阳光进行光合作用才能生长，光能转化为化学能反映了这种联系．可见，自然界的各种现象都不是孤立的，而是相互联系的．
（4）能量守恒定律是人类认识自然、利用自然、保护自然的有力武器．
例1、如图展示了一个极具想象力的设想，其大意是：
上面水池中的水流下来，冲击叶轮转动；叶轮带动打磨轮和水泵的轴转动；人利用打磨轮打磨工件．同时，动转的水泵又把流到下面水池中的水抽到上面的水池中……，只要一开始在上面水池中注满水，就能通过水的上下循环，使机器不停地工作．
①你认为，上面水池中流下来的水，能否被水不关全部抽送到上面水池中?并说明理由：____________．
②这个设想曾得到不少人的赞许，并把这个装置誉为“永动机”，请运用你掌握知识，说明这个装置是否真能“永动”：____________．
答：①不能．
因为高处水池中水的重力势能只有部分转化为叶轮的动能；而叶轮的动能部分用来打磨物体及克服转动部分的摩擦做功，不会全部提供给水泵用来提升水．
②不能．
由于从上面流到下面水池中的水不能全部被抽送到上面的水池中，上面水池中的水越来越少，一定时间后便不再有水从上面流下来，故此装置不能“永动”．
例2、某人用质量为128g的钢锯锯木头，平均每分钟拉动20次，拉锯所用的力是117.6N，锯条移动的距离是0.8m．若人做的功有40％转变成内能，在10min里产生的热量有40％被锯条吸收，则锯条温度上升多少摄氏度?[C钢=0.46×103J/(kg·℃)]
解：
在10min里人做功W=NfS=20×10×117.6N×0.8m=1.8816×104J
锯条吸收的热量Q=ηW=40%×40%×1.8816×104J=3.01056×103J
∵Q=cm△t，
例3、荆门市是国家循环经济试点市，目前正在沙洋建设全国最大的秸秆气化发电厂．电厂建成后每年可消化秸秆13万吨，发电9×107kW·h．同时电厂所产生的灰渣将生成肥料返还农民，焦油用于精细化工，实现“农业—工业—农业”循环．
(1)若秸秆电厂正常工作时，每小时可发电2.5×105kw·h，按每户居民每天使用5只20W的节能灯、1个800w的电饭锅、1台100W的电视机计算，该发电厂同时可供多少户居民正常用电?
(2)与同等规模的火电厂相比，该电厂每年可减少6.4万吨二氧化碳的排放量，若火电厂煤燃烧的热利用率为20%，秸秆电厂每年可节约多少吨标准煤?(标准煤的热值按3.6×107J/kg计算)
解：
（1）电厂发电机的功率
一户屋民电器总功率P1=0.02kW×5＋0.8kW＋0.1kW=1kW
则电厂可正常供电用户数
(2)秸秆电厂每年提供电能
W总=9×107Kw·h=9×107×3.6×106J=3.24×1014J
每年可节约标准煤的质量
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