第五节 能量的守衡和转化
能量转化与守恒
能量转化与守恒能量是物质运动和变化的基础，它在自然界中以多种形式存在，包括热能、动能、电能等。
能量的转化和守恒是物理学中的重要概念，它们对于理解自然界中的各种现象具有重要意义。
一、能量的转化能量的转化是指能量在不同形式之间的相互转换过程。
在自然界中，能量可以从一种形式转化为另一种形式，比如机械能可以转化为热能，电能可以转化为光能等。
这些能量的转化是基于物质的运动和相互作用而发生的。
例如，当我们举起一块石头并将其投掷出去时，我们所施加的力将石头赋予了机械能。
当石头离开我们的手后，机械能逐渐转化为动能，使石头开始运动。
随着石头与地面接触，动能转化为热能和声能，因为石头的运动摩擦产生了热量和声音。
另一个例子是电能转化为光能。
当我们打开电灯开关时，电能被输送到灯泡中，导致灯泡发光。
这是因为电能在灯泡中转化为光能，同时也产生了一定的热能。
二、能量守恒定律能量守恒定律是指在一个封闭系统中，能量的总量保持不变。
封闭系统是指不与外界物体和能量交换的系统，例如一个密封的容器。
根据能量守恒定律，能量既不能从无中产生，也不能消失无踪，只能转化为其他形式的能量。
这意味着系统中能量的损失必然等于其他形式能量的增加。
例如，如果在一个封闭的容器中加热一份水，水中的热能将导致水温升高。
然而，这并不意味着热能的总量增加了，因为热能是由其他能量形式（例如化学能、电能）转化而来的，并且系统中其他形式的能量减少了。
同样地，如果在一个封闭的系统中进行机械运动，机械能会转化为热能，但总能量仍然保持不变。
能量守恒定律在实际生活中有着广泛的应用。
例如，我们常常使用能量守恒原理来解释和分析物理现象，如机械运动、热传导和化学反应等。
三、能量转化与守恒的应用能量转化与守恒的原理被广泛应用于各个领域，包括科学、工程和生活中的实践。
以下是几个例子：1. 汽车引擎的工作原理是将燃料的化学能转化为机械能，推动车辆的运动。
2. 太阳能电池板将太阳能转化为电能，用于电力供应和光伏发电。
能量的守恒与转化
能量的守恒与转化能量是物质运动和变化的基础，是自然界中无处不在且不可破坏的重要概念。
在各个领域和学科中，能量的守恒与转化都是一个重要的研究课题。
本文将从不同的角度探讨能量的守恒与转化。
一、能量的守恒定律能量的守恒定律是能量转化的基本原则。
根据能量守恒定律，能量在封闭系统内的总量是不变的。
这意味着能量可以从一种形式转化为另一种形式，但总能量量不变。
例如，一个物体在自由落体过程中失去了动能，但同时增加了势能，总能量保持不变。
能量守恒定律在自然界的广泛应用使我们可以更好地理解和解释一些现象。
例如，在机械工程中，利用能量守恒定律可以计算机械系统的输入和输出能量。
在化学中，通过能量守恒可以了解化学反应的能量变化。
在生态学中，能量守恒定律可以帮助我们研究生态系统中的能量流动和食物链的结构。
二、能量转化的途径能量在自然界中通过不同的途径进行转化。
以下是几种常见的能量转化途径：1. 热能转化：温度差可以促使热能从高温区域流向低温区域。
这种热传导的过程可以用来产生动力或驱动其他系统。
2. 动能转化：动能是物体运动时所具有的能量。
通过机械装置，动能可以转化为电能或其他形式的能量。
3. 电能转化：电能是由电荷运动产生的能量。
电能可以转化为热能、光能、声能等。
4. 化学能转化：许多化学反应都涉及到能量的转化。
例如，在燃烧反应中，化学能转化为热能和光能。
5. 核能转化：核能是由原子核反应引起的能量。
核能转化的过程中释放出巨大的能量，如核聚变和核裂变。
三、能量转化的效率能量转化的效率是指实际可用的能量与输入能量之间的比例。
能量转化过程中，总会有一定程度的能量损失，因为不可逆的热传导、摩擦和杂散损耗等因素会导致能量的浪费。
提高能量转化效率是工程和技术领域的一项重要任务。
通过减少能量损失和优化能量转化过程，可以实现更高效、更可持续的能源利用。
四、能量的守恒与转化在生活中的应用能量的守恒与转化在我们的日常生活中扮演着重要的角色。
能量的转化与守恒定律
能量的转化与守恒定律能量是物体或系统在运动、变化或相互转化过程中所具有的性质。
在自然界中，能量可以互相转化，但总能量的数量保持不变，这就是能量守恒定律。
能量的转化与守恒定律给予我们对世界运动和变化的深刻认识和理解。
本文将介绍能量的转化过程、能量守恒定律的基本原理以及它们在生活中的应用。
一、能量的转化过程能量的转化是指能量从一种形式转化为另一种形式的过程。
常见的能量形式包括机械能、热能、化学能、光能等。
能量的转化过程通常遵循一定的规律和原理。
1. 机械能的转化机械能是物体由于运动而具有的能量，可以分为动能和势能两种形式。
当物体运动时，动能会增加；当物体从高处下落时，势能会转化为动能。
这种能量转化是运动力学中一个重要的概念，我们在日常生活中能够观察到很多机械能的转化例子，比如小球滚下斜坡时的动能增加、弹簧受力变形时的弹性势能等。
2. 热能的转化热能是物体内部粒子的热运动所具有的能量，热能的传递是指物体间由于温度差异而发生的能量传递过程。
热能可以通过传导、辐射和对流等方式进行传递。
例如，我们在用火取暖时，燃烧产生的热能会通过传导和辐射方式传递到周围的空气和物体中。
此外，热能的转化还可以引起物质的相变，比如冰融化时吸收热能，水汽凝结时释放热能。
3. 化学能的转化化学能是物质在化学反应中所具有的能量。
化学反应是指物质发生化学变化时，原子、离子或分子间的能量转化过程。
例如，火柴燃烧时，化学能转化为热能和光能，火药燃烧时，化学能转化为机械能和热能。
化学能的转化是现代工业生产和生活中不可或缺的一个过程。
4. 光能的转化光能是指由电磁波形式的光所具有的能量。
光能的转化过程包括光的吸收、反射和折射等。
当光线照射到物体上时，光能可以被物体吸收，并转化为热能或化学能。
例如，太阳光照射到地球上，被植物吸收后转化为光合作用所需的化学能。
光能的转化对于光电技术、光催化和光伏发电等领域具有重要的应用价值。
二、能量守恒定律的原理能量守恒定律是指在一个孤立系统中，能量的总量保持不变。
能量的转化与能量守恒定律
能量的转化与能量守恒定律能量是指物体产生运动、发光、发热以及其他各种形式的能力。
在自然界中，能量可以相互转化，但总能量的量是恒定不变的，这就是能量守恒定律。
一、能量的转化能量可以以不同的形式存在，包括动能、势能、热能、电能、化学能等等。
在物体的运动过程中，能量会发生转化。
1. 动能与势能的转化动能是物体由于运动而具有的能量，它与物体的质量和速度有关。
而势能是物体由于位置的不同而具有的能量，常见的包括重力势能和弹性势能。
当一个物体从静止状态开始做运动时，它的势能会逐渐转化为动能。
例如，我们将一个物体从高处抛出，当物体下落的过程中，重力势能逐渐转化为动能，最终物体落地时全部转化为动能。
反过来，当物体从运动状态停止下来时，它的动能会转化为势能。
例如，我们将一个物体抛上空中，当物体上升过程中，动能逐渐转化为重力势能，最终物体到达最高点时全部转化为势能。
2. 其他形式能量的转化除了动能和势能之外，能量还可以以其他形式进行转化。
例如：- 热能与机械能的转化：蒸汽机利用燃料燃烧时释放的热能来产生机械能，实现机械的运动。
- 电能与光能的转化：电灯利用电能来产生光能，使空间被照亮。
- 化学能与热能的转化：火焰是化学能转化为热能和光能的产物。
二、能量守恒定律根据能量守恒定律，能量在转化的过程中总量保持不变。
能量守恒定律的基本原理可以通过闭合系统的角度来解释。
闭合系统是指系统内部不与外界有能量和物质的交换，系统内部的能量转化只能在系统内部进行。
在一个闭合系统中，各个形式的能量之间可以相互转化，但总能量的量保持不变。
换句话说，能量既不能创造，也不能消失，只能在不同形式之间进行转换。
例如，我们考虑一个弹簧，将其压缩到一定程度后松开，弹簧的弹性势能会转化为动能，将物体推动。
在现实的物理过程中，能量的转化往往不是完全有效的，会有一部分能量转化为无用的热能散失到周围环境中。
这是能量守恒定律与能量转化效率的关系。
总结起来，能量的转化是物质运动和相互作用的结果，能量守恒定律指出能量在转化过程中总量保持不变，不会凭空消失或新增。
能量的转化和守恒(12)
二、化学能
1、燃料的燃烧是一种化学变化，燃烧时产生 的光和热就来源于燃料储存的化学能。
2、食物也具有化学能，人们的生活、工作所消 耗的能量就来源于食物里储存的化学能
三、核能
重力势能
动 能
化学能
内 能
电能
四、能量的转化与转移
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。
五、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。
六、永动机
练习一
1、冰块沿地面滑动，往往会逐渐融化， 在这一过程中是 机械 能转化为 内 能。
2、原子弹、氢弹爆炸时释放的能量
来源于 原子核反应
。
3、白天，太阳能热水器中的水的温度 升高，水的内能 增加 （填”减少“” 不变“或”增加“），这是热通传递过
的方法改变了它的内能。
练习二
1、在各种形式的能量的相互转化的过程中，下列说
法中正确的是
（ C）
A、机械能一定守恒
B、各种形式的能量都守恒
C、各种形式的能的总量一定守恒
D、只有机械能转化为内能 2、植物进行光合作用的过程，是
（A ）
A、光能转化为化学能 B、内能转化为化学能
C、化学能转化为光能 D、光能转化为内能
。
2、将实验中的电源换成电灯，让重物落下，随着重物 的下落，重物的 重力势能 转化为重物的 动能 ；细绳 带动电机转轴转动，电机将动能 转化为 电能 ；电能通 过导线传输到灯泡，灯泡将发光并会发热，此时灯泡将
电能 转化为 光能 和 内能 ；电机转动一段时间后还会 发热，则电机还将 电能 转化为 内能 。
能量转化与守恒
能量转化与守恒能量是宇宙中最基本的属性之一，贯穿着一切物质和现象。
能量的转化与守恒原理是自然界普遍存在的规律，指的是能量在不同形式间相互转换的过程，并且在整个转化过程中总量保持不变。
深入理解能量转化与守恒原理，对于我们认识自然界的运行机制和有效利用能源具有重要意义。
一、能量的转化能量的转化是指能量从一种形式向另一种形式的转变过程。
根据能量的性质和形式，能量的转化可以分为以下几种类型。
1. 动能转化：动能是质量和速度的函数，当物体具有速度时，它具有动能。
动能的转化包括机械能的转化和热能的转化。
例如，一个下落的物体具有机械能，当它接触到地面时，机械能转化为热能。
2. 电能转化：电能是电荷的一种能量形式，当电荷在电场中运动时，它具有电能。
电能的转化包括电动机的转化、电灯的光能转化等。
3. 热能转化：热能是由物体的温度决定的能量，热能的转化包括热机的转化和热电效应等。
例如，蒸汽机将热能转化为机械能，热电效应将热能转化为电能。
4. 光能转化：光能是由光的波粒二象性决定的能量，光能的转化包括太阳能的转化和光电效应等。
太阳能通过太阳能电池板转化为电能，光电效应将光能转化为电能。
二、能量守恒原理能量守恒原理是描述能量转化过程中能量总量保持不变的基本规律。
根据热力学第一定律，能量守恒原理可以形式化为能量转化的数学表达式，即能量的输入等于能量的输出。
在闭合系统中，能量转化具有以下特点。
1. 能量守恒：在任何封闭系统中，能量总量保持不变。
能量既不能被创建，也不能被销毁，只能从一种形式转化为另一种形式。
2. 能量传递：能量可以通过传导、辐射、传递等方式在物体间传递。
在传递过程中，能量从一个物体转移到另一个物体，但总能量不会改变。
3. 能量转换效率：能量转化存在能量的损失，即能量转换效率不会达到100%。
能量转换过程中会产生一定的热量损失。
能量守恒原理的应用广泛，涵盖了各个领域。
在工业生产中，合理利用能量守恒原理可以提高产品的能源利用效率，减少浪费。
第十六章热和能第五节能量的转化和守恒
第十六章热和能第五节能量的转化和守恒1课时新授课【教案目标】知识与技能：1、知道能量守恒定律。
2、能举出日常生活中能量守恒的实例。
3、用能量守恒的观点分析物理现象。
过程与方法：1、通过学生自己做小实验，发现各种现象的内在联系，体会各种形式能量之间的相互转化。
2、通过讨论体会能量不会凭空产生或消失，只会从一种形式转化为其他形式，或从一个物体转移到另一个物体。
情感态度与价值观：1、通过学生自己做小实验，激发学生的学习兴趣，对物理规律形成感性的认识。
2、通过讨论锻炼学生分析问题的能力。
【教案重点】通过常见的实例，说明能量的转化和能量的守恒。
【教案难点】为什么能量是守恒的。
【教案准备】黑色塑料袋、水、温度计、电池、导线、小电动机、钢笔、纸屑，多媒体课件。
生活中，我们有这样的经验：停止用力，秋千会越摆越低，最终停下来。
使乒乓球从一定高度落到球拍上，乒乓球会跳起，但越跳越低，最终会停下【教案反思】一、案例中的“亮点”本节课的设计体现了“从生活走向物理”的新课程理念，通过大量实例、教师演示、学生演示加深了学生的认识，符合学生的认知规律。
在认知过程中，注重学生的自主性，让学生去阅读、观察、举例、分析、讨论、得出结论，充分发挥学生的主体性地位。
更注重学生的认知过程与方法和情感态度与价值观教育，适时恰当的培养了学生的兴趣，为学生的长远发展奠定了态度和价值观基础。
二、教案中易出现的问题学生举例分析，有很多的不可预见性，时间不容易把握。
有些实验现象需要时间，没能及时呈现实验结果，导致直观性不强，说服力不强。
有些不直观的现象教师没能课前准备视频或图片。
总之，教师课前准备还要更充分。
【板书设计】第五节能量的转化和守恒一、自然界存在着多种形式的能量。
二、在一定条件下，各种形式的能量可以相互转化和转移。
三、在能量转化和转移的过程中，能的总量保持不变。
附件1反馈练习1．能量既不会，也不会，它只会从一种形式为其他形式，或者从一个物体到另一个物体，而在转化和转移过程中，保持不变.这就是能量守恒定律。
4能量的转化与守恒
一、能量的转化与守恒1、能量的转移：能量可以从一个物体转移到另一个物体（如下左图），或者从物体的一部分转移到另一部分（如下右图），在转移过程中能量的形式不变。
2、能量的转化∶能量从一种形式转化为其他形式，在转化过程中能量的形式发生改变。
【重点提示】∶能量转移和转化的区别（1）能量的转移：能量的形式没有改变。
比如内能从高温物体转移到低温物体，能量的形式仍然是内能。
（2）能量的转化：能量的形式发生改变。
比如电能通过灯泡后转化为光能。
能量的转化一般在一定条件下进行，比如太阳的光能通过绿色植物的光合作用转化成化学能储存在植物体内，燃料的化学能通过燃烧转化为内能。
∶能量转化的普遍性：常见的能量形式有机械能、内能、光能、化学能、电能等，在一定条件下，各种形式的能量之间是可以相互转化的，如图所示。
例如；燃料通过燃烧把化学能转化为内能；在热机中，内能可以转化为机械能；通过火力发电机，内能转化为电能;通过电灯，电能转化为光能；使用干电池时，电池内的化学能转化为电能等。
∶能量的转化和转移具有方向性。
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，而在转化和转移过程中，能量的总量保持不变。
【重点提示】机械能守恒与能量守恒的区别：1、机械能守恒是有条件的——没有机械能损失和额外能量的补充，仅存在动能和机械能之间的转化，需只在重力或者弹力做功的条件下；2、能量守恒的成立是不需要条件的——有多少能量的消失（转移或者转化），就有多少其他形式的能量的产生。
3、永动机（1）不少人曾设想制造一种不需要动力就能源源不断地对外做功的机器，人们把这种机器叫做永动机。
然而，从没有一种永动机成功过。
（2）能量守恒定律使人们认识到：任何一部机器，只能使能量从一种形式转化为其他形式，而不能无中生有地制造能量。
因此，根本不可能制造出永动机。
1、发展是人类永恒的主题，能源与社会发展关系密切。
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A
）
B、内能转化为化学能 D、光能转化为内能
1、自然界中，各种形式的能量都 可在一定条件下 相互转化，且在这 一过程中，一定遵循 能量守恒定律 。
2、下列做法属于能量转化的（ B ） A、人烤火取暖 B、划火柴点火 C、用热水袋取暖 D、用煤气炉给一壶水加热
3、自由运动的滚摆，每次上升的高度逐 渐减小，下列说法正确的是 （D） A、机械能守恒 B、能量正在消失 C、只存在动能和重力势能的相互转化 D、减少的那部分机械能转化为内能，但 总的能量守恒
4、小刚同学想运用已学知识在家门口建 立一个喷泉，并用抽水机把喷出的水送回 到喷水用的贮水容器。为此他想为抽水机 设计一个机械装置来带动，要求一开始用 手摇动使机械转动起来，以后就靠机械自 己通过内部简单机械相互传动，使其永远 转动下去；抽水机就永远工作，喷泉也不 停出水。你认为小刚同学设想的机械能实 现吗？（“能”或“不能”），为什么？
分析各现象中 能的转化或转移
• • • • • • • • • 气体膨胀做功，温度降低 水轮机带动发电机发电 电动机带动水泵转动 电流通过灯丝使灯丝发光 煤炭燃烧 光合作用 压缩气体做功 木材燃烧 手摇发电机发电使灯泡发光 （内能转化为机械能） （机械能转化为电能） （电能转化为机械能） （电能转化为内能光能） （化学能转化为内能） （光能转化为化学能） （机械能转化为内能） （化学能转化为内能） （机械能转化为电能再转 化为内能光能）
一、多种形式的能量
我们知道能量的形式： 机械能、内能、电能、光能、太 阳能、化学能、生物能、原子能等．
化学能
1、燃料的燃烧是一种化学变化，燃烧时产生 的光和热就来源于燃料储存的化学能。
2、食物也具有化学能，人们的生活、工作所消
耗的能量就来源于食物里储存的化学能
核能
二、能量的转化
机械能转 化为电能
练习一
பைடு நூலகம்
1、冰块沿地面滑动，往往会逐渐融化， 在这一过程中是 机械 能转化为 内 能。
2、原子弹、氢弹爆炸时释放的能量 来源于 原子核反应 。 3、白天，太阳能热水器中的水的温度 升高，水的内能 增加 （填”减少“” 热传递 不变“或”增加“），这是通过 的方法改变了它的内能。
练习二
1、在各种形式的能量的相互转化的过程中，下列说 法中正确的是 （ C ） A、机械能一定守恒 B、各种形式的能量都守恒 C、各种形式的能的总量一定守恒 D、只有机械能转化为内能 2、植物进行光合作用的过程，是 A、光能转化为化学能 C、化学能转化为光能 （
我国有句俗语：“既要马儿跑，又要马儿 不吃草。”你认为这可能吗？为什么？
本节小结
1、各种形式的能可以相互转化 2、能量守恒定律:
凭空消失 能量既不会______________，也不会 凭空产生 转化为 ___________，它只会从一种形式__________ 其他形式，或者从一个物体_______到另一个 转移 转化和转移 物体，而在____________的过程中，能量的 总量保持_______。 不变
电能转化 为机械能
光能转化 为化学能
化学能转 化为电能
水果电池
煤气灶 做饭 化学能转 化为内能
机械能转 化为电能
太阳能转 化为电能
电能转化 为内能
机械能转 化为内能
摩擦生热
电能转化 为机械能
电动机
太阳能 热水器
光能转化 为内能
内燃机车
内能转化 机械能
光能转化 为电能再 转化为机 械能
机械能转 化为光能 和内能
灯 泡 发 光
电能转化 为光能和 内能
电能转化 为化学能
电 解 池
热 机 做 功 冲 程
化学能转化 为内能再转 化为机械能
化学能转 化为光能 和内能
钻木取火
机械能转化 为内能
火力发电 厂发电
内能转化为 机械能再转 化为电能
各种形式的能可以相互转化
内能
机械能
光能
电能
化学能
1、电风扇工作时，消耗的电能与电动机获得 的机械能相等吗？ 2、掉在地上的弹性小球为什么越跳越低?
能量守恒定律：
凭空消灭 能量既不会 ，也不会 ， 它只会从一种形式 凭空产生 转化 为其他形式，或者从一个物体 转移 到另一个物体。在转化和转移的过 保持不变 程中，能量的总量 。
能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本 定律之一。
“消耗能量”“利用能量”“获得能量”的实质是： 能量相互转化或转移的过程。