能量守恒定律與能源公開課課件

10能量守恒定律與能源

電站有一個高塔，塔頂上裝有鍋爐，塔的周圍裝有平面反射鏡，它把陽光反射后集中在鍋爐上，把鍋爐內(nèi)的工作物質(zhì)水加熱成高溫高壓蒸汽。高溫高壓蒸汽通過管道輸送到汽輪發(fā)電機。塔式太陽能熱電站太陽能內(nèi)能機械能電能雷電是大氣中的一種放電現(xiàn)象。雷雨云在形成過程中，一部分積聚起正電荷，另一部分積聚起負電荷，當這些電荷積聚到一定程度時，就產(chǎn)生放電現(xiàn)象。

打雷放電時間極短，但電流異常強大。放電時產(chǎn)生的強光，就是閃電。閃電時釋放出的大量熱能，能使局部空氣溫度瞬間升高１萬—2萬攝氏度。

雷電電能

光能、聲能、內(nèi)能在一定條件下，系統(tǒng)內(nèi)的動能和勢能相互轉(zhuǎn)化，但其和保持不變，即服從機械能守恒定律。

當其它形式的能量如電能、內(nèi)能、化學能、光能等參與轉(zhuǎn)化時，是否服從類似的規(guī)律呢？思考：內(nèi)容提要一、能量守恒定律

1.能量守恒定律確立的依據(jù)（1）能量的轉(zhuǎn)化與轉(zhuǎn)移（2）永動機不可能制成2.能量守恒定律的建立過程

邁爾焦耳亥姆霍茲3.能量守恒定律的內(nèi)容4.能量守恒定律的意義二、能源和能量耗散1.能源的分類2·能源與社會發(fā)展3.為什么要節(jié)約能源（1）能源短缺（2）環(huán)境惡化（3）能量耗散

一1（1）能量的轉(zhuǎn)化電動機電能機械能發(fā)電機機械能電能一1（1）能量的轉(zhuǎn)化焦耳定律Q=IRt電能內(nèi)能2電能光能、內(nèi)能一1（1）能量的轉(zhuǎn)化化學能內(nèi)能機械能水能（動能、重力勢能）電能一1（1）能量的轉(zhuǎn)化水果電池化學能電能機械能內(nèi)能一1（1）能量的轉(zhuǎn)化兩個相同的鉛球在光滑的水平面上相向運動，碰撞后粘在一塊。并靜止在地面上動能？動能內(nèi)能一1（2）什么是永動機蒸汽機消耗煤炭，內(nèi)燃機消耗汽油或柴油，電動機消耗電力，有沒有一種機器，它不消耗任何燃料或動力，卻可以不停地運轉(zhuǎn)，源源不斷的對外做功呢？這種機器被稱為永動機。

據(jù)說很久很久以前，在印度有一個被地主壓迫的可憐人，他每天被迫干好多活，終于有一天，這個可憐的年輕人厭倦了這種生活，他就想：有沒有一種機器可以代替我干活呢?它只干活不休息，也不需要什么能量，要是有的話就太好了

據(jù)說這個就是最早的關于永動機的想法。這個思想的火花在1200年前從印度出發(fā)，傳到了伊斯蘭教世界，并傳到了西方。

大約在1570年，意大利有一位教授叫泰斯尼爾斯，提出用磁石的吸力可以實現(xiàn)永動機。他的設計如圖所示，A是一個磁石，鐵球C受磁石吸引可沿斜面滾上去，滾到上端的E處，從小洞B落下，經(jīng)曲面BFC返回，復又被磁石吸引，鐵球就可以沿螺旋途徑連續(xù)運動下去。一1（2）永動機的夢想一1（2）永動機夢想的破滅

此外，人們還提出過利用輪子的慣性、細管子的毛細作用、電磁力、流水等獲得有效動力的種種永動機設計方案，但都無一例外地失敗了層出不窮的永動機設計方案，都在科學的嚴格審查和實踐的無情檢驗下一一失敗了。1775年，法國科學院宣布“本科學院以后不再審查有關永動機的一切設計”。一1（2）永動機的啟示

制造永動機的美好夢想雖然破滅了，但是，反思這一失敗的探索過程，它從反面給人類以啟迪：永動機不可能制成，是不是說明自然界存在著一條法則，它使我們不可能無中生有地獲得能量？也就是說自然界各種能量之間存在著一定的轉(zhuǎn)化關系。

邁爾在1814年11月25日生于德國。他的父親是位藥劑師。少年時代的邁爾，經(jīng)常跟著父親去看制作各種藥品的試驗。1838年，邁爾在蒂賓根大學獲得學位。25歲的邁爾正式在漢堡開業(yè)行醫(yī)。

一2.能量守恒定律的建立過程邁爾1840到1841年初，邁爾在一艘海輪上當了幾個月的隨船醫(yī)生。這段旅程成為了他在物理學上作出成就、從醫(yī)學的途徑得出能量守恒的結(jié)論的起點。邁爾(1814－1878)一2.能量守恒定律的建立過程焦耳英國物理學家。1818年12月24日生于索爾福。他父親是釀酒廠的廠主。焦耳從小體弱不能上學，在家跟父親學釀酒，并利用空閑時間自學化學、物理。他很喜歡電學和磁學，對實驗特別感興趣。后來成為英國曼徹斯特的一位釀酒師和業(yè)余科學家。焦耳（1818－1889）

1840年，他發(fā)現(xiàn)將通電的金屬絲放入水中，水會發(fā)熱，通過精密的測試，焦耳發(fā)現(xiàn)了電熱之間的關系－焦耳定律。焦耳從1840－1878年近40年的時間里，研究了電流的熱效應，研究了空氣壓縮時溫度的升高，以及化學，機械作用之間的聯(lián)系，他做了400多次實驗，為能量守恒定律的確立奠定了堅實的實驗基礎。亥姆霍茲（1821—1894），德國物理學家和生理學家。1821年10月31日生于柏林波茨坦的一個中學教師家庭。中學畢業(yè)后在軍隊服役8年，取得公費進入在柏林的皇家醫(yī)學科學院，并柏林大學旁聽。1842年獲醫(yī)學博士學位后，被任命為波茨坦駐軍軍醫(yī)。1847年他在新成立的德國物理學會發(fā)表了著名的“關于能量的守恒”的講演，第一次用數(shù)學方式系統(tǒng)地闡述了能量守恒原理

。一2.能量守恒定律的建立過程亥姆霍茲一4能量守恒定律的意義能量守恒定律同生物進化論、細胞的發(fā)現(xiàn)被恩格斯譽為19世紀的三個最偉大的科學發(fā)現(xiàn)。能量守恒定律是在無數(shù)實驗事實的基礎上建立起來的，是自然科學的普遍規(guī)律之一。自然界一切已經(jīng)實現(xiàn)的過程都遵守能量守恒定律。凡是違反能量守恒定律的過程都是不可能實現(xiàn)的，例如“永動機”只能以失敗而告終。機械能守恒定律只是能量守恒定律的特例。練習在夏季的時候，假如打開冰箱門來使房間溫度降低，是否可行？為什么？不可行。冰箱工作時要消耗電能，而這些電能最終轉(zhuǎn)化為房間的內(nèi)能，所以房間的溫度不降反升。新能源風能新疆達坂風力發(fā)電廠新能源水能三峽水電站新能源核能深圳大亞灣核