第3节 能量的转化和守恒
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自然界中，能量不仅可以从一个物体转移到另一个物体，形式多样的能量之间还可以相互转化。
食物具有化学能，我们的身体把这种化学能转化成为维持生命所必须的内能和机械能。
一、能量的转化
风能转化为电能
各种形式的能是可以相互转化的
重力势能转化为电能
电能转化为机械能
电能转化为内能
太阳能转化为电能
各种形式的能是可以相互转化的
化学能转化为电能
光能转化为化学能
各种形式的能是可以相互转化的
机械能转化为内能
电能转化为机械能
电能转化为光能
电能转化为化学能
光能转化为机械能
机械能转化为光能
光能转化为内能
内能转化机械能
练习：指出下列各种现象中，能量是如何转化的？
电风扇工作 ____能转化为____能.
点燃的蜡烛 ____能转化为____能.
双手摩擦 ____能转化为____能.
白炽灯发光 ____能转化为____能
小试身手
流星穿过大气层时会变得炽热 ____能转化为____能将一块冰放在地面上拖，冰会熔化 ____能转化为____能
反复弯折一根铁丝，弯折部分温度会升高 ____能转化为_ _能
擦燃火柴 ____能转化为____能;
水电站发电 ____能转化为____能;
水蒸气对活塞做功 ____能转化为____能;
小试身手
二、能量守恒定律
1.内容： 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外一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。
能量守恒定律的建立过程，是人类认识自然的一次重大的飞跃，是哲学和自然科学长期发展和进步的结果。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。 和谐美是科学的魅力所在。
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) 。
最普遍 最重要 最可靠
自然规律之一
你知道吗？
导致能量守恒定律最后确立的两类重要事实是什么?
确立了永动机的不可能性和发现了各种自然现象之间的相互联系与转化。
历史上有很多人不相信能量守恒定律，挖空心思想发明一种不消耗能量，却能不断对外做功的机器—永动机。你认为它一旦转动起来就能永远转动下去吗？
17～18世纪许多机械专家就已经论证了永动机是不可能的。
法国科学院在1775年就正式决定，不再研究和试验任何永动机。
你知道吗？
既然能量是守恒的，不可能消灭，为什么我们还要节约能源？
能量转化和转移的方向性
内能总是自发地从高温物体向低温物体转移，而不会自发地由低温物体向高温物体转移
能量转化和转移的方向性
机械能可以全部转化为内能而内能不可能全部转化为机械能而不引起其他变化。热机的效率不可能是1000/0。
例如：电能可以使电灯发光，同时产生内能散失在空气中，但这些内能却无法自动转化为电能。该现象说明能量的转化具有方向性。
例如：把炽热的铁放到水中，是水吸收了铁放出的热量，一会儿后铁的温度与水的温度相等，但此时水的热能不会再转化为铁的热能，使铁恢复原来的温度。这说明能量转化具有方向性。
能量转化和转移的方向性
由于我们是在能量的转化或转移过程中利用能量的，而在这个过程中，总会有一部分能量转化成内能散失在周围环境中，这些能量虽然还在自然界中，但却无法自动转化为其他形式的能量，因而很难或无法再利用。也就是说，经转化后，可利用的能量只会减少，而不会增加，因此节能和如何有效地利用能源是当前重要的课题。
通过以上分析我们知道了：
1.市面上出售一种装有太阳能电扇的帽子（如图所示）。在阳光的照射下，小电扇快速转动，能给炎热的夏季带来一丝凉意。该装置的能量转化情况是 （ ）
A.太阳能→电能→机械能
B.太阳能→机械能→电能
C.电能→太阳能→机械能
D.机械能→太阳能→电能
小试身手
A
2.水电站用拦河坝提高上游水位,被提高了水位的水流下来时,冲击水轮机的叶轮,带动发电机发电。在这个过程中,能量的转化顺序正确的是 （ ）
A.势能、动能、电能 B.动能、势能、电能
C.内能、电能、动能 D.动能、电能、势能
A
3.小王同学分析了四个常见事例中的能量转化，其中不正确的是 （ ）
A.在汽油机的做功冲程中，内能转化为机械能
B.摩擦生热，机械能主要转化为内能
C.电热水器工作过程中，电能转化为内能
D.跳水运动员在空中下落的过程中,动能转化为重力势能
D
4.如图所示四种情景中，能说明电能转化为机械能的是（ ）
D
5.关于能量守恒定律，下列说法正确的是（ ）
A.能量守恒定律只适用于机械能与内能的相互转化
B.能量守恒定律只适用于能量转化过程
C.摩擦生热是创造了热，并不符合能量守恒定律
D.按照能量守恒定律，宇宙中能量的总量永远不会增减
D
6.在八百多年前，我国就发明了如图所示的流行于民间的玩具式走马灯，它的工作原理和近代的燃气轮机相同。如果点燃走马灯内的蜡烛，燃烧产生的高温气体将____ __（选填“向上运动” “向下运动”或“绕蜡烛旋转”），运动的热空气便推动纸风车和固定在转轴上
的纸马转动。这种走马灯工作时将内
能转化为__ ___能。
向上运动
机械
再见