20能源和能量耗散
能量消散与耗散
能量消散与耗散能量是宇宙中一项基本的物理量，它伴随着物质的运动和变化而存在。
然而，能量在运动和变换的过程中并不是永久不灭的，而是通过消散和耗散而逐渐减少。
消散，指的是能量从集中分布到分散分布的过程。
我们可以从日常生活中找到许多关于能量消散的例子。
例如，当我们在水中踩踏时，水中的波动会一直向四周扩散，并最终消散。
类似地，我们用刀切开一个苹果时，果汁渗透到果肉的各个部分，能量也跟随着这个过程逐渐消散。
这些例子表明，消散是一种自然趋势，它导致能量从高能区域向低能区域的流动。
然而，消散并非对于能量而言是唯一的归宿，它还可以通过耗散来减少。
耗散，指的是能量转化为其他形式并最终被转化为无用能量的过程。
以汽车为例，当我们启动引擎时，燃料燃烧产生的能量首先转化为机械能，推动汽车前进。
然而，在这个过程中，一部分能量会转化为摩擦热，散失到环境中，成为无法再被利用的能量。
随着时间的推移，汽车的能量逐渐耗散，最终无法再提供足够的动力。
消散和耗散是能量演化的两个基本过程，它们在自然界的许多现象中都有广泛应用。
例如，在天气系统中，能量从热带地区通过大气环流向极地扩散，形成了气候的分布。
这个过程是由大气中的热量差异驱动的，通过风和气流的流动促使了能量的消散。
然而，当气流受到地球的自转和地形地貌的影响时，能量开始耗散，最终转化为热量散失到大气中。
在生物体内，能量的消散和耗散也起到重要的作用。
例如，在呼吸过程中，能量从食物中提取，转化为细胞内的化学能，并用于细胞的各种生物活动。
然而，在这个过程中，有一部分能量会因为细胞代谢的不完全而转化为热能，并耗散到外部环境中。
这样，细胞内的能量消散和外界的能量耗散共同影响着生物体的正常功能。
除了在自然界和生物体内的应用外，能量的消散和耗散也在人类社会中发挥着重要的作用。
目前，全球范围内能源消耗的急剧增加，导致了能量的大规模消散和耗散。
例如，燃煤发电过程中，煤炭燃烧产生的能量会耗散为电能，但也会伴随着大量的热量散失及二氧化碳排放。
高中物理知识点经典总结(绝对全)
必修1知识点1.质点 参考系和坐标系Ⅰ在某些情况下，可以不考虑物体的大小和形状。
这时，我们突出“物体具有质量”这一要素，把它简化为一个有质量的点，称为质点。
要描述一个物体的运动，首先要选定某个其他物体做参考，观察物体相对于这个“其他物体”的位置是否随时间变化，以及怎样变化。
这种用来做参考的物体称为参考系。
为了定量地描述物体的位置及位置的变化，需要在参考系上建立适当的坐标系。
2.路程和位移 时间和时刻Ⅱ路程是物体运动轨迹的长度位移表示物体（质点）的位置变化。
我们从初位置到末位置作一条有向线段，用这条有向线段表示位移。
3．匀速直线运动 速度和速率Ⅱ匀速直线运动的x-t 图象和v-t 图象匀速直线运动的x-t 图象一定是一条直线。
随着时间的增大，如果物体的位移越来越大或斜率为正，则物体向正向运动，速度为正，否则物体做负向运动，速度为负。
匀速直线运动的v-t 图象是一条平行于t 轴的直线，匀速直线运动的速度大小和方向都不随时间变化。
瞬时速度的大小叫做速率4.变速直线运动 平均速度和瞬时速度Ⅰ如果在时间t ∆内物体的位移是x ∆，它的速度就可以表示为tx v ∆∆=（1） 由（1）式求得的速度，表示的只是物体在时间间隔t ∆内的平均快慢程度，称为平均速度。
如果t ∆非常非常小，就可以认为t x ∆∆表示的是物体在时刻t 的速度，这个速度叫做瞬时速度。
速度是表征运动物体位置变化快慢的物理量。
5.速度随时间的变化规律（实验、探究）Ⅱ用电火花计时器（或电磁打点计时器）研究匀变速直线运动用电火花计时器（或电磁打点计时器）测速度对于匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于平均速度:纸带上连续3个点间的距离除以其时间间隔等于打中间点的瞬时速度。
可以用公式2aT x =∆求加速度(为了减小误差可采用逐差法求)6.匀变速直线运动 自由落体运动 加速度Ⅱ 加速度是速度的变化量与发生这一变化所用时间的比值，t v a ∆∆=加速度是表征物体速度变化快慢的物理量。
能量守恒定律及能量耗散知识点总结
能量守恒定律及能量耗散知识点总结
●能量的转化与守恒
1.化学能：由于化学反应，物质的分子结构变化而产生的能量。
2.核能：由于核反应，物质的原子结构发生变化而产生的能量。
3.能量守恒定律：能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而能的总量保持不变。
内容：能量既不会消灭，也不会创生，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。
即E机械能1+E其它1=E机械能2+E机械能2
能量耗散：无法将释放能量收集起来重新利用的现象叫能量耗散，它反映了自然界中能量转化具有方向性。
●能源与社会
1、可再生能源：可以长期提供或可以再生的能源。
2、不可再生能源：一旦消耗就很难再生的能源。
3、能源与环境：合理利用能源，减少环境污染，要节约能源、开发新能源。
●开发新能源
1、太阳能
2、核能
3、核能发电
4、其它新能源：地热能、潮汐能、风能。
：能量守恒定律教案
《能量守恒定律》教学设计一、教材分析本节内容是对本章知识的总结与拓展。
从能量守恒定律入手，从机械能守恒定律向普遍的能量守恒定律拓展，阐述了能量守恒定律的内容及定律得出的艰辛历程，让学生体会科学家不畏艰辛的探索精神，并且指出能量守恒定律建立的意义，是人类认识自然的一次重大飞跃，是哲学和自然科学长期发展和进步的结果,展示了科学的和谐美。
教材的第二部分：能源和能量耗散，从生活实际出发，让学生了解自然界中热传导过程和能量转化、转移是有一定方向的，让学生了解能源对人类文明的意义和由能源带来的环境问题，引入可持续发展的理念。
二、学情分析学生通过机械能的学习，已经形成了有关能量转化的一些图景，体会到能量概念是对自然现象的抽象与概括，具备了从“机械能的转化与守恒”联想扩展到“自然界中各种能量在转化和转换中总能量是否守恒”的基础。
同时，高中阶段是学生人生观、世界观形成的一个重要时期，通过本堂课的教学意在培养学生的可持续发展观和团结协作的主人翁精神。
三、教学三维目标（一）、知识与技能：1．了解各种不同形式的能，知道能量是一个重要的物理量。
2．能够叙述能量守恒定律的内容，知道定律建立的过程，会用能量守恒的观点分析、解释实际问题，认识能量守恒定律建立的伟大意义。
3．了解能量耗散，了解自然界中宏观过程的方向性。
4．知道能源短缺和环境恶化是关系到人类社会能否持续发展的大问题，增强节约能源和环境保护意识。
（二）、过程与方法：1．通过指导学生分析事例，培养学生分析问题和理论联系实际的能力。
2．通过指导学生阅读教材，培养学生的自学能力。
（三）、情感态度与价值观：1．了解能量守恒定律的建立过程，培养团结协作和不断探索的精神。
2．感知我们周围能源的耗散，树立节能意识。
3．了解大量的能源消耗带来的全球性环境问题,树立环保意识。
四、教学重点能量守恒定律的内容及意义。
五、教学难点1．会用能量守恒的观点分析、解释实际问题。
2．节约能源和环境保护的具体措施。
江苏高考考试说明(物理科)
江苏高考考试说明（物理科）
必考内容和选考内容
考试形式及试卷结构
考试方式：闭卷、笔试
考试时间：100分钟。
试卷满分为120分。
题型：试卷包括选择题、简答题、计算题。
选择题中包括四选一的选择题和四选多的选择题，并明确区分；简答题用于考查实验和选考内容（选考内容字只出现在简答题中）。
模块内容比例：必考模块：约80%；选考模块：约20%
实验（包含在以上各部分内容中）：15%左右
试题难度：
试卷包括容易题、中等难度题和难题，以中等难度题为主，三个选考模块内容不出现难题，难易程度力求相当。
必修教材2第七章第11课时教案：能量守恒定律与能源
根据重力做功与重力势能的关系，重力势能的减少等于重力做的功，因此ΔEp=-C；
滑块机械能的改变等于重力之外的其他力做的功，因此ΔE=A-B-D.
思维拓展
课件展示各种图片，让学生认真观察，并说明各种装置能量的转化情况.
图1：太阳能电站：太阳能转化为电能图2：内燃机车：内能转化为机械能
图3：水电站：机械能转化为电能图4：水果电池：化学能转化为电能
从上面的例子我们可以看出，能量之间是可以相互转化或转移的.
引导学生阅读教材，说出能量守恒定律的内容，并引用教材上的话，说明能量守恒定律的建立有何重大意义.
2、学生通过认真观察图片并回顾相关知识，归纳总结：能的转化与守恒
综合练习：下列判断正确的是（）
A.电流的能不可能全部变为内能
B.在火力发电机中，燃气的内能不可能全部变为电能
C.热机中，燃气内能不可能全部变为机械能
D.在热传导中，热量不可能自发地从低温物体传递给高温物体
解析：凡与热现象有关的宏观过程都具有方向性，电流的能可全部变为内能（由电流热效应中的焦耳定律可知），而内能不可能全部变成电流的能.机械能可全部变为内能，而内能不可能全部变成机械能.在热传导中，热量只能自发地从高温物体传递给低温物体，而不能自发地从低温物体传递给高温物体，所以选项B、C、D正确.
一、能量守恒定律
1、内容：能量既不会消灭，也不会创生，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，而在转化和转移过程中，能量的总量保持不变.
2、表达式：E初=E终ΔE增=ΔE减
7.10能量守恒定律与能源学参
7.10能量守恒定律与能源【自主学习】1.能量守恒定律:（1)导致能量守恒定律最后确立的两类重要事实是：确认了永动机的不可能性和发现了各种自然现象之间的和转化；（2)内容：能量既不会凭空，也不会凭空，它只能从一种形式为另一种形式，或者从一个物体到别的物体，在转化或转移的过程中，能量的总量。
2.能源和能量耗散：（1)人类对能源的利用大致经历了三个时期，即时期、时期、时期。
自工业革命以来，和成为人类的主要能源；（2) 和环境恶化已经成为关系到人类社会能否持续发展的大问题；（3)燃料燃烧时，一旦把热量释放出去，就不会再次聚集起来供人类重新利用。
电池中的化学能转化为电能，电能又通过灯泡转化为内能和光能，热和光被其他物质吸收之后变成周围环境的内能，我们无法把这些内能收集起来重新利用，这种现象叫做能量耗散；（4)能量耗散表明，在能源的利用过程中，即在能量的转化过程中，能量在数量上，但在可利用的品质上了，从便于利用的变成的了。
这是能源危机的深层次的含意，也是“自然界的能量虽然守恒，但还是要节约能源”的根本原因；（5)能量耗散从能量转化的角度反映出自然界中宏观过程的。
【课堂探究】一、能量守恒定律1.在验证机械能守恒定律的实验中，重物带着纸带下落时，计算结果发现，减少的重力势能的值大于增加的动能的值，即机械能的总量在减少。
原因是纸带和打点计时器之间的摩擦力和空气阻力对实验器材的作用。
这是否说明有一部分能量消失了呢？2.生活中还有很多能量转化或转移的例子，请同学们举出几例，并说明其中的能量转化或转移过程?3.历史上曾有人设想制造一种不需要消耗任何能源就可以不断做功的机器，即永动机，这样的机器能不能制成？为什么？4.能量守恒定律说明：能量守恒定律的建立，是人类认识自然的一次重大飞跃，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。
该定律是贯穿整个物理学的基本规律之一。
高三物理教案：《能量守恒定律与能源》教学设计
高三物理教案：《能量守恒定律与能源》教学设计一、教材分析《能量守恒定律与能源》是人教版高中物理必修二第七章《机械能》第十节的教学内容，主要学习能量守恒定律和能源、能量耗散的定义。
感知我们周围能源的耗散，树立节能意识。
二、教学目标知识与技能理解能量守恒定律，知道能源和能量耗散。
过程与方法通过对生活中能量转化的实例分析，理解能量守恒定律的确切含义情感、态度与价值观感知我们周围能源的耗散，树立节能意识。
三、教学重点难点教学重点能量守恒定律的内容。
教学难点理解能量守恒定律的确切含义。
四、学情分析我们的学生属于平行分班，没有实验班，学生已有的知识和实验水平有差距。
需要教师指导并多给实例分析给予直观的认识。
五、教学方法探究、讲授、讨论、练习六、课前准备1．学生的学习准备：预习《能量守恒定律与能源》，并填写学案。
2．教师的教学准备：多媒体课件制作，课前预习学案，课内探究学案，课后延伸拓展学案。
七、课时安排：1课时八、教学过程(一)预习检查、总结疑惑检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑，使教学具有了针对性。
（二）情景导入、展示目标。
教师首先提问：我们已学习了多种形式的能，请同学们说出你所知道的能量形式。
我们还知道不同能量之间是可以相互转化的，请你举几个能量转化的例子。
设计意图：步步导入，吸引学生的注意力，明确学习目标。
（三）合作探究、精讲点拨。
引入新课教师活动：提出问题：我们已学习了多种形式的能，请同学们说出你所知道的能量形式。
我们还知道不同能量之间是可以相互转化的，请你举几个能量转化的例子。
学生活动：思考并回答问题，列举实例。
教师活动：演示实验1：在一个玻璃容器内放入沙子，拿一个小铁球分别从某一高度释放，使其落到沙子中。
思考：小球运动过程中机械能是否守恒？请说出小球运动过程中能量的转化情况。
演示实验2：在盛有水的玻璃容器中放一小木块，让小木块在水中上下浮动，过一段时间，小木块停止运动。
思考：小木块运动过程中机械能是否守恒？请说出小球运动过程中能量的转化情况。
高一物理能量守恒定律与能源
4、小结
请你分析一下， 高处水槽中水 的势能共转变 成哪几种形式 的能，说明这 个机器是否能 够永远运动下 去．
一．课余作业
1. 思考讨论P30“问 题与练习”中1、3 题；书面完成第2 题。
2. 课后思考与讨论
思考问题1：
说出能量守恒定律的内容，并引用教材上的话，说明能量守恒定 律的建立有何重大意义？
1. 能量守恒定律（阅题）
思考问题1：
什么是能量耗散？
思考问题2：
能量耗散与能量守恒是否矛盾， 该怎样理解？
提出问题，引出下一课题
既然能量是守恒的，不可能消灭， 为什么我们还要节约能源？
10.能量守恒 定律与能源
引入新课
演示实验1: 小球运动过程中机械能是否守恒？ 请说出小球运动过程中能量的转化情况。
演示实验2：
小木块运动过程中机械能是否守恒？ 请说出小球运动过程中能量的转化情况。
进行新课
思考问题2：
历史上曾有人设想制造一种不需要消耗任何能源就可以不断做功的机 器，即永动机，这样的机器能不能制成？为什么？
01 对 功 能 关 系 的 理 解
02
［例1］一小滑块放在如图所示的凹形斜面上，用力F沿斜面向下拉小滑块，小 滑块沿 斜面运动了一段距离。若已知在这过程中，拉力F所做的功的大小 （绝对值）为A，斜面对滑块的作用力所做的功的大小为B，重力做功的大小为 G，空气阻力做功的大小为D。当用这些量表达时，小滑块的动能的改变（指末 态动能减去初态动能）等于多少？，滑块的重力势能的改变等于多少？滑块机 械能（指动能与重力势能之和）的改变等于多少？
能量转换与耗散原理
能量的基本原理
机械能
如动能、势能
化学能
化学反应释放的 能量
热能
热传递
能量转换的关键过程
机械能转化
动能转为势能 势能转为动能
热能转化ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
热传递过程
电能转化
电流产生热能
能量耗散的原因
01 摩擦
机械运动中的能量损耗
02 阻力
电路中的电阻产生的能量损耗
03 转换效率
能量转换过程中的能量损失
能量转换与耗散原理
关联性
与化学反应密切 相关
化学能耗散的原因
能量耗散
部分化学能会被 耗散为热能
原因分析
反应过程中的熵 增加和不可逆性 导致的能量丢失
化学能转换的实 际应用
通过研究化学能的转 换规律，可以优化化 学生产过程，提高能 量转换效率，减少资 源浪费。化学能转换 的实际应用对于工业 生产和环境保护都具 有重要意义。
化学能转换的应用领域
生物体内
生物代谢过程中 的化学反应
环境保护
减少资源消耗， 降低能量浪费
科学研究
理解物质变化的 能量转换规律
化工生产
化学反应制备过 程中的能量转化
● 05
第5章 电能转换与耗散
电能转换的原理
电能是一种重要的能 量形式，可以转化为 热能、光能等形式， 广泛应用于工业生产、 生活等领域。电能转 换涉及到电流、电压 等参数的变化，需要 考虑电路中的电阻、 电感等因素对能量转 换的影响。
能量转换与耗散原理是热力学中的重要概念，揭 示了能量在系统之间转移、转化和损失的过程。 通过深入理解能量的各种形式和转换规律，可以 更好地应用于实际工程和科学研究中。
● 02
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所谓原子能发电，是利用原子反应堆产生大量的热，通过热交换器加热水，形成高温高压的蒸汽，然后推动蒸汽轮机，带动发电机发电
考点三：能量守恒
典型例题
1．历史上有不少人都设计一种机器，他们希望这种机器不消耗任何能量和燃料，却能源源不断地对外做功，这种机器被称为：“永动机”，图5-33就是一个“永动机”的设计方案。 轮子中央有一个转动轴，轮子边缘安装着12个可活动的短杆，每个短杆的一端装有一个铁球。方案的设计者认为，右边的球比左边的球离轴远些，因此，右边的球产生的转动力距要比左边的球产生的转动力距大。这样，轮子就会永无休止地沿着箭头所指的方向转动下去，并且带动机器转动。请分析这种永动机可能吗？为什么？
2.把一杯1kg0℃的冷水回加热到100℃时，水的质量会变化吗？请利用质能关系式计算这杯水的质量变化数值，并回答这杯水的质量是增加还是减少？你的计算结果说明了什么？
考点二：能量的转化
典型例题
1．能把电能转化为机械的装置是( )
A．电灯 B．发电机 C．水轮机 D．电动机
220世纪80年代初，科学家们发明了硅太阳能电池。如果在太空设立太阳能卫星电站，可24h发电，这不仅不受昼夜气候的影响，而且太阳辐射强度大，利用微波――电能转换装置，可将电能转换成微波向地面发送。预计在21世纪初地球上空将会升起卫星电站，硅太阳能电池实现的能量转换方式是( )
能量的耗散规律：热传递是单向的．热只能自发地从高温物体向低温物体传递．因此，不可能出现低温物体自发地把热量传递给高温物体而使低温物体的温度更低的现象．
热传递的单向性是一条重要的自然规律．
针对性练习：
1．自由摆动的秋千摆动幅度越来越小，下列说法正确的是（）
A．机械能守恒B．能量正在消失C．只有动能和重力势能的相互转化D．减少的机械能转化为内能，但总能量守恒
2.能量的转化
3.能量守恒
能量守恒定律
永动机
4.能量的耗散
自发过程
能量沿着自发的方向进行的能量转换的过程叫做能量的耗散．
能量的耗散规律
考点一：能量的形式
典型例题
1.自然界中有哪些能的表现形式?
2.试说出以下现象中释放的能量形式:
(1)汽车轮胎爆裂;
(2)火山喷发;
(3)炸药爆炸;
(4)核爆炸
知识概括、方法总结与易错点分析
考点四：能量的耗散
典型例题
1．在一间隔热很好的密闭房间中，把正在工作的电冰箱门打开，室内空气温度将( )
A．升高．B．不变．
C．降低D．不可能升高．
2．以今天的开采和消耗速度，煤炭和石油的储蓄将在大约多少年耗尽？( )
A．未来50年内B．未来100年内C．未来300年内D．未来500年内
3．能量耗散是指( )
A．大气压力对水做功，水的内能增加
B．水克服大气压力做功，水的内能减少
C．大气压力对水不做功，水的内能不变
D．大气压力对水不做功，水的内能增加
2试分析子弹从枪膛中飞出过程中能的转化．
[发射子弹的过程是：火药爆炸产生高温高压气体，气体推动子弹从枪口飞出．火药的化学能→通过燃烧转化为燃气的内能→子弹的动能．
A．在能源的利用过程中，能量在数量上减少了。
B．在能源的利用过程中，能量完全不能利用了。
C．在能源的利用过程中，能量可利用的品质降低了。
D．在能源的利用过程中，能量在数量上增多了。
知识概括、方法总结与易错点分析
自发过程是指：不用外力帮助，就能自动进行的过程
能量沿着自发的方向进行的能量转换的过程叫做能量的耗散．
难点：对能量的“品质”“转化能力”和能量转化的“方向性”的认识
考点及考试要求
能量的形式
能量的转化
能量守恒
能量的耗散
教学内容
知识框架
1.能量的形式
自然界物质具有的能量可以有多种表现形式。动能、势能、化学能、电磁能、核能等都是能量的一种形式。
一.物体物质由于运动而具有的能动能
二.物质之间相互作用的能
三.以场的形式存在的能：电场能、磁场能
个性化辅导讲义
学生：科目：第单元第节第课时教师：
课题
能量的守恒和耗散
教学目标
1自然界的物质都具有能量，能量是物质存在的基本形式。所有能量形式都可能归入物质运动的能、物质间相互作用的能以及场能这三大类型中。
2能量守恒定律
3.能量耗散规律
重点、难点
重点：对能量的认识、能对能量的形式能正确地归类，并根据归类的情况认识各种能的区别和联系。
知识概括、方法总结与易错点分析
能量守恒定律：能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式转化为其它形式，而在转化过程中，能的总量保持不变
永动机：指不消耗能量而又能源源不断地对外做功的机器．
永动机违反了能量守恒定律．
能量守恒定律的发现，宣告了制造永动机这一梦想的彻底破灭
针对性练习：
1．水平马路上行驶的汽车，在发动机熄火后，速度越来越慢，最后停止，这一现象符合能的转化和守恒定律吗？如果符合，汽车失去的动能变成了什么？
1.机械运动具有动能
2.分子运动具有分子动能
3势能(重力势能、弹性势能、分子势能、电势能）
4化学能化学能来自于原子结合方式的改变
5核能核能来自原子核内部核子之间的相互作用。
6电磁能、光能是电磁运动的能
针对性练习
1.风镐、风铲等气动工具利用压缩空气做动力，压缩空气能做功，表明压缩空气具有能量。试分析压缩空气具有的能量形式
2如图5-31，有两个同样的球，其中a球放在不导热的水平面上，b球用细线悬挂起来，现供给a、b两球相同的热量，则两球升高的温度( )
A．△无法比较．
A．光能→微波 B．光能→热能 C．电能→微波 D．光能→电能
知识概括、方法总结与易错点分析
重力势能转化为动能
太阳能转化为光能
生物能转化为机械
太阳能转化为电能
风能转化为电能
太阳能转化为内能
太阳能转化为风能
针对性练习：
．1图5-32中容器A、B各有一个可自由移动的轻活塞，活塞下面是水，上面是大气，大气压恒定。A、B的底部由带有阀门K的管道相连。整个装置与外界绝热。原先，A中水面比B中的高。打开阀门，使A中的水逐渐向B中流，最后达到平衡。在这个过程中，( )
2.在下列实例中，不计空气阻力，机械能不守恒的是（）
A．做斜抛运动的手榴弹
B．沿竖直方向自由下落的物体
C．起重机将重物匀速吊起
D．沿光滑竖直圆轨道运动的小球
3平静的湖面上浮着一只长l=6m，质量为550 kg的船，船头上站着一质量为m=50 kg的人，开始时，人和船均处于静止．若船行进时阻力很小，问当人从船头走到船尾时，船将行进多远？