机械能及守恒定律

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机械能的守恒定律

机械能的守恒定律

机械能的守恒定律机械能的守恒定律是物理学中一个非常重要的定律,它描述了在某些条件下,物体的机械能将会保持不变。

这个定律可以帮助我们理解能量在物体之间的转换和传递过程。

首先,我们来了解一下什么是机械能。

机械能是指物体所具有的动能和势能的总和。

动能是指物体由于运动而具有的能量,它与物体的质量和速度有关,可以用公式:动能=1/2mv²来表示,其中m是物体的质量,v是物体的速度。

势能是指物体由于位置或者形状而具有的能量,常见的有重力势能和弹性势能。

重力势能可以用公式:重力势能=mgh来表示,其中m是物体的质量,g是地球的重力加速度,h是物体的高度。

弹性势能可以用公式:弹性势能=1/2kx²来表示,其中k是弹簧的劲度系数,x是弹簧的伸长或者压缩距离。

机械能的守恒定律是说在某些条件下,物体的机械能保持不变。

这些条件包括没有外力做功以及没有能量的转换和损失。

换句话说,如果物体只受到保守力做功,且没有摩擦、空气阻力等影响能量转换和损失的因素存在,那么物体的机械能将保持不变。

举个例子来说明机械能守恒定律。

假设有一个小球从A点滑下来,经过B点,最终到达C点。

在A点,小球的动能为0,势能最大;到达B点时,物体的势能为0,动能最大;最终到达C点时,小球的动能和势能均为零。

根据机械能守恒定律,A点到B点,由于小球获得动能,势能减少;而从B点到C点,小球失去动能,而势能增加。

但是,整个过程中,物体的机械能保持不变。

机械能守恒定律在日常生活中有很多应用。

比如,我们在玩跷跷板时,当一个人下落时,他的势能减少,动能增加,而另一个人上升时,势能增加,动能减少,但两人的机械能保持不变。

再比如,我们在乘坐过山车时,当车辆从最高点下落时,势能减少,动能增加,而当车辆升到最高点时,势能增加,动能减少,但车辆的机械能保持不变。

但需要注意的是,机械能守恒定律只适用于没有外力做功,且没有能量转换和损失的情况。

在实际应用中,往往存在一些能量转换和损失的因素,比如摩擦力、空气阻力等,这些因素会导致能量的转换和损失,使机械能不再保持不变。

机械能守恒定律知识点总结

机械能守恒定律知识点总结

机械能守恒定律知识点总结在物理学中,机械能守恒定律是一个非常重要的概念,它对于理解物体的运动和能量转化有着关键的作用。

一、机械能守恒定律的定义机械能守恒定律指的是:在只有重力或弹力做功的物体系统内,动能与势能可以相互转化,而总的机械能保持不变。

这里要明确一点,机械能包括动能和势能。

动能是物体由于运动而具有的能量,其大小与物体的质量和速度有关,公式为$E_{k} =\frac{1}{2}mv^2$,其中$m$是物体的质量,$v$是物体的速度。

势能则分为重力势能和弹性势能。

重力势能是物体由于被举高而具有的能量,其大小与物体的质量、高度和重力加速度有关,公式为$E_{p} =mgh$,其中$h$是物体相对参考平面的高度。

弹性势能是物体由于发生弹性形变而具有的能量,其大小与形变程度有关。

二、机械能守恒定律的条件机械能守恒定律成立需要满足两个条件:一是只有重力或弹力做功;二是系统内没有其他形式的能量转化,比如摩擦力做功会将机械能转化为内能,这种情况下机械能就不守恒了。

为了更好地理解这两个条件,我们来看几个例子。

比如一个自由落体的物体,在下落过程中只有重力做功,没有其他力做功,所以机械能守恒。

再比如一个弹簧振子在水平方向振动,只有弹簧的弹力做功,机械能也是守恒的。

但是,如果一个物体在粗糙的水平面上运动,摩擦力做功,那么机械能就不守恒了,因为摩擦力做功会使机械能转化为内能。

三、机械能守恒定律的表达式机械能守恒定律有多种表达式,常见的有以下几种:1、$E_{k1} + E_{p1} = E_{k2} + E_{p2}$这表示初状态的动能与势能之和等于末状态的动能与势能之和。

2、$\Delta E_{k} =\Delta E_{p}$即动能的增加量等于势能的减少量,或者说动能的减少量等于势能的增加量。

3、$E_{1} = E_{2}$表示系统在任意两个状态下的机械能相等。

四、机械能守恒定律的应用机械能守恒定律在解决物理问题中有着广泛的应用,特别是在涉及物体的运动和能量转化的问题中。

机械能守恒定律:机械能=动能 重力势能 弹性势能(条件系统只有内部的重力或弹力做功)

机械能守恒定律:机械能=动能 重力势能 弹性势能(条件系统只有内部的重力或弹力做功)

机械能守恒定律:机械能=动能+重力势能+弹性势能(条件:系统只有内部的重力或弹力做功). 守恒条件:(功角度)只有重力,弹力做功;(能转化角度)只发生动能与势能之间的相互转化。

“只有重力做功”不等于“只受重力作用”。

在该过程中,物体可以受其它力的作用,只要这些力不做功,或所做功的代数和为零,就可以认为是“只有重力做功”。

列式形式:E 1=E 2(先要确定零势面) P 减(或增)=E 增(或减) E A 减(或增)=E B 增(或减)mgh 1 +121212222mV mgh mV =+ 或者 ∆E p 减 = ∆E k 增5. 如图所示在一根细棒的中点C 和端点B ,分别固定两个质量、体积完全相同的小球,棒可以绕另一端A 在竖直平面内无摩擦地转动. 若从水平位置由静止释放,求两球到达最低位置时线速度的大小. 小球的质量为m ,棒的质量不计. 某同学对此题的解法是:设AB=L ,AC=L2,到最低位置时B 球和C 球的速度大小分别为v 1、v 2.运动过程中只有重力对小球做功,所以每个球的机械能都守恒.:C 球有21122Lmv mg =,1v (m/s) B 球有 2212m v m g L =,2v =(m/s) 你同意上述解法吗?若不同意,请简述理由并求出你认为正确的结果. 5. (10分)解: 不同意,因为在此过程中,细棒分别对小球做功,所以每个小球的机械能不守恒. 说出“不同意”得3分,说出理由得2分 但对棒、小球组成的系统,机械能守恒:mgL+mg L 2=12m 2C v +12m 2B v (2分) 又v B =2vC , (1分)可解得: v C =15gL 5, v B =215gL5(2分) 17.质量不计的直角形支架两端分别连接质量为m 和2m 的小球A 和B 。

支架的两直角边长度分别为2l 和l ,支架可绕固定轴O 在竖直平面内无摩擦转动,如图所示。

开始时OA 边处于水平位置,由静止释放,则 ( ) A .A 球的最大速度为gl )12(632- B .A 球的速度最大时,两小球的总重力势能为零C .A 球的速度最大时,两直角边与竖直方向的夹角为45°D .A 、B 两球的最大速度之比v 1∶v 2=2∶116.质量不计的轻质弹性杆P 插在桌面上,杆端套有一个质量为m 的小球,今使小球沿水平方向做半径为R 的匀速圆周运动,角速度为ω,如图所示,则杆的上端受到的作用力大小为(C )A. R m 2ωB. 24222R m g m ω-C.24222R m g m ω+D .不能确定22.如图所示,轻杆长为3L ,在杆的A 、B 两端分别固定质量均为m 的球A 和球B ,杆上距球A 为L 处的点O 装在光滑的水平转动轴上,杆和球在竖直面内转动,已知球B 运动到最高点时,球B 对杆恰好无作用力.求:(1)球B 在最高点时,杆对水平轴的作用力大小.(2)球B 转到最低点时,球A 和球B 对杆的作用力分别是多大?方向如何? 解:(1)球B 在最高点时速度为v 0,有Lvm mg 220=,得gL v 20=.此时球A 的速度为gL v 221210=,设此时杆对球A 的作用力为F A ,则 ,5.1,)2/(20mg F Lv mmg F A A ==-, A 球对杆的作用力为,5.1mg F A ='.水平轴对杆的作用力与A 球对杆的作用力平衡,再据牛顿第三定律知,杆对水平轴的作用力大小为F 0=1. 5 mg.(2)设球B 在最低点时的速度为B v ,取O 点为参考平面,据机械能守恒定律有222020)2(21212)2(21212B B v m m g L m v L m g v m m gL m v L m g +++⋅-=+-+⋅解得gL v B 526=。

机械能守恒定律及其应用

机械能守恒定律及其应用

机械能守恒定律的意义
揭示了能量守恒的实质
机械能守恒定律是能量守恒定律在力 学系统中的具体表现,它表明在满足 一定条件下,系统中的机械能可以自 发的相互转化,但总能量保持不变。
提供了解决问题的方法
在解决力学问题时,如果满足机械能 守恒定律的条件,可以将问题简化为 求解初末状态的机械能,从而大大简 化计算过程。
VS
详细描述
火箭升空过程中,燃料燃烧产生大量气体 ,向下喷射产生推力,使火箭加速上升。 在这个过程中,火箭的重力势能和动能之 间相互转化,机械能总量保持不变,也是 机械能守恒定律的应用。
水利发电站工作过程中的机械能守恒
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ总结词
水轮机在水的冲力作用下旋转,将水的重力 势能转化为水轮机的动能,再通过发电机转 化为电能,整个过程中机械能总量保持不变 。
之间的关系。
数学表达式的理解
机械能守恒
机械能守恒定律表明,在没有外 力做功的情况下,质点的机械能 (动能和势能之和)保持不变。
适用范围
机械能守恒定律适用于没有外力 做功的系统,如自由落体运动、 弹性碰撞等。
守恒原因
机械能守恒的原因是重力做功与 路径无关,只与初末位置的高度 差有关。
数学表达式的应用
单摆在摆角小于5°的理想情况下,只受重力和摆线的拉力,不涉及其他外力。因此,其 机械能守恒。
详细描述
单摆是一种简单的机械系统,由一根悬挂的细线和下面的小球组成。当单摆在垂直平面 内摆动时,其动能和势能之间相互转换。在摆角小于5°的理想情况下,由于空气阻力和 摩擦力可以忽略不计,因此只有重力和摆线的拉力作用在单摆上。根据机械能守恒定律
,单摆的动能和势能之和保持不变,即机械能守恒。
弹簧振子的机械能守恒

机械能量守恒定律公式

机械能量守恒定律公式

机械能量守恒定律公式
1. 机械能量守恒定律内容。

- 在只有重力或弹力做功的物体系统内,动能与势能可以相互转化,而总的机械能保持不变。

2. 公式表达。

- 设物体的动能为E_k,重力势能为E_p,弹性势能为E_弹。

- 初始状态的机械能E_1=E_k1 + E_p1+E_弹1,末状态的机械能
E_2=E_k2+E_p2+E_弹2。

- 根据机械能守恒定律E_1 = E_2,即
E_k1+E_p1+E_弹1=E_k2+E_p2+E_弹2。

- 在只有重力做功的情况下(不涉及弹性势能),公式可简化为
E_k1+E_p1=E_k2+E_p2,进一步展开:(1)/(2)mv_1^2+mgh_1=(1)/(2)mv_2^2+mgh_2(其中m为物体质量,v为速度,h为物体相对参考平面的高度)。

- 在只有弹簧弹力做功的系统中(不考虑重力势能变化),设弹簧的劲度系数为k,弹簧形变量为x,初始弹性势能E_弹1=(1)/(2)kx_1^2,末态弹性势能
E_弹2=(1)/(2)kx_2^2,如果系统动能分别为E_k1和E_k2,根据机械能守恒定律
E_k1+(1)/(2)kx_1^2=E_k2+(1)/(2)kx_2^2。

机械能守恒定律的公式

机械能守恒定律的公式

机械能守恒定律的公式在物理学中,机械能是动能和势能的总和,可以用以下公式表示:机械能(Em)=动能(K)+势能(U)其中,动能(K)定义为一个物体由于运动而具有的能量。

动能与物体的质量(m)和速度(v)的平方成正比:动能(K)=1/2*m*v^2势能(U)定义为一个物体由于其位置而具有的能量。

势能的大小取决于物体的位置以及一些宏观物理量。

常见的势能形式包括重力势能和弹性势能等。

重力势能:当一个物体处于高处时,由于其重力而具有的势能。

重力势能与物体的质量(m)、重力加速度(g)和物体的高度(h)成正比:重力势能(Ug)=m*g*h弹性势能:当一个物体被压缩或拉伸时,由于其弹性而具有的势能。

弹性势能与弹性系数(k)和物体的位移(x)的平方成正比:弹性势能(Us)=1/2*k*x^2当一个系统不受外力做功时,机械能保持不变。

表示为:机械能初(Ei)=机械能末(Ef)机械能初指的是系统在一些时间点的初值,机械能末指的是系统在另一个时间点的末值。

根据机械能的定义和势能及动能的计算公式,可以将机械能守恒定律的公式推导为:1/2*m*v^2+m*g*h+1/2*k*x^2=常数这个常数的值取决于系统在不同时间点的机械能的初始值和末值。

但是,当一个系统处于自由落体或弹性碰撞等情况下,机械能守恒定律的公式可以更简化为:m*g*h初+1/2*m*v初^2=m*g*h末+1/2*m*v末^2其中,h初是系统在一些时间点的高度,v初是系统在该时间点的速度;h末是系统在另一个时间点的高度,v末是系统在该时间点的速度。

总结起来,机械能守恒定律的公式是用来描述一个系统在无外力做功的情况下,机械能保持不变的物理定律。

该公式由动能和势能的计算公式组成,可以通过这些公式计算出系统在不同时间点的机械能的初值和末值,进而验证机械能守恒定律。

在一些特殊情况下,该公式也可以进一步简化。

机械能守恒定律

机械能守恒定律机械能守恒是物理学中的一个基本定律,它描述了在没有外力做功和没有能量损失的封闭系统中,机械能守恒的原理和应用。

本文将介绍机械能守恒定律的基本概念、公式和应用。

一、机械能守恒定律的概念机械能守恒定律是指在一个封闭系统中,如果只有重力做功或者没有外力做功的情况下,系统的机械能保持不变。

机械能是由物体的动能和势能组成的,动能是由物体的运动速度决定的,而势能则与物体的位置和形状有关。

在一个封闭系统中,无论是动能还是势能,它们的总和都会保持不变。

二、机械能守恒定律的公式机械能守恒定律可以用以下公式表示:K1 + U1 = K2 + U2其中,K1和K2分别表示系统在两个不同时刻的动能,U1和U2则表示系统在两个不同时刻的势能。

根据这个公式,我们可以计算出系统在不同时刻的机械能,从而验证机械能守恒定律是否成立。

三、机械能守恒定律的应用机械能守恒定律在实际应用中有着广泛的应用。

以下是几个常见的应用场景:1. 弹簧振子弹簧振子是机械能守恒定律的一个典型应用。

当一个质点通过弹簧与支架相连,并在弹簧的作用下来回振动时,由于没有外力做功和能量损失,系统的机械能将保持不变。

2. 坡道滑块当一个块从斜坡上滑下时,由于没有外力做功,只有重力做功,系统的机械能守恒。

初始时,滑块具有一定高度的势能,随着滑块下滑,势能转化为动能,滑块的速度逐渐增加。

3. 自由落体自由落体是机械能守恒定律的典型应用之一。

在忽略空气阻力的情况下,自由落体物体只受到重力做功,而没有其他外力做功,因此系统的机械能保持不变。

4. 弹性碰撞在弹性碰撞中,系统的动能会发生变化,但总的机械能仍然保持不变。

一部分动能会转化为变形能,而另一部分则会转化为其他物体的动能,通过计算机械能的损失,可以判断碰撞是否为弹性碰撞。

总结:机械能守恒定律是物理学中一个重要的定律,它描述了在没有外力做功和能量损失的封闭系统中,机械能的总和保持不变。

我们可以通过公式和应用来验证机械能守恒定律的正确性。

机械能守恒定律知识点总结

机械能守恒定律知识点总结一、机械能守恒定律的定义在只有重力或弹力做功的物体系统内,动能与势能可以相互转化,而总的机械能保持不变,这就是机械能守恒定律。

二、机械能守恒的条件机械能守恒的条件是“只有重力或弹力做功”。

这包含以下三种情况:1、只受重力作用,比如自由落体运动。

2、受其他力,但其他力不做功。

3、除重力和弹力外,其他力做功的代数和为零。

需要注意的是,“只有重力或弹力做功”并不等同于“只受重力或弹力作用”。

比如,物体在光滑斜面上下滑时,受到重力、支持力和摩擦力,但支持力不做功,摩擦力做功为零,只有重力做功,机械能守恒。

三、机械能的组成机械能包括动能、重力势能和弹性势能。

1、动能:物体由于运动而具有的能,表达式为$E_{k}=\frac{1}{2}mv^2$,其中$m$是物体的质量,$v$是物体的速度。

动能与物体的质量和速度的平方成正比。

2、重力势能:物体由于被举高而具有的能,表达式为$E_{p}=mgh$,其中$m$是物体的质量,$g$是重力加速度,$h$是物体相对参考平面的高度。

重力势能与物体的质量、重力加速度以及相对高度有关。

3、弹性势能:物体由于发生弹性形变而具有的能,其大小与形变程度和劲度系数有关。

四、机械能守恒定律的表达式1、守恒观点:初态机械能等于末态机械能,即$E_{k1}+E_{p1}=E_{k2}+E_{p2}$。

2、转化观点:动能的增加量等于势能的减少量,即$\Delta E_{k}=\Delta E_{p}$。

3、转移观点:系统内 A 部分机械能的增加量等于 B 部分机械能的减少量。

五、机械能守恒定律的应用步骤1、确定研究对象和研究过程。

2、分析研究对象在研究过程中的受力情况,判断机械能是否守恒。

3、选取合适的零势能面,确定初、末状态的机械能。

4、列方程求解。

六、常见的机械能守恒模型1、自由落体运动:物体只在重力作用下从静止开始下落,机械能守恒。

2、平抛运动:物体在水平方向做匀速直线运动,竖直方向做自由落体运动,只有重力做功,机械能守恒。

机械能守恒定律

而单个物体机械能不守恒
常见形式:轻绳连接、轻杆连接、弹簧连接(物体+弹
簧或物体+弹簧+物体)、叠加。
4、机械能是否守恒的判断方法
(1)用做功来判断:只有重力或系统内弹力做功
(2)用能量转化来判断:对单个物体或者物体系:
只有动能和势能的相互转化而无其他形式能的转化,
则物体系机械能守恒。
5、机械能不守恒的情况:
(1)、除重力和弹力之外的力对物体做功,(如滑动摩
擦力、空气阻力做功做功)物体的机械能不守恒。除重力
和弹力之外的那些力做正功,机械能要增加;除重力和弹
力之外的那些力做负功,机械能要减少,而且增加或减少
的数值,等于除重力和弹力之外的那些力做功的数值,
(2)、绳子在被绷紧的瞬间,物体的机械能不守恒。
物体沿绳子方向的速度突变为零。
机械能守恒定律



动能
+
= 重力势能
+
弹性势能
机械能守恒定律
1、内容:在只有重力或弹力做功的物体系统内,动能与
势能可以互相转化,而总的机械能保持不变.
2、机械能守恒定律的三种表达形式:
(1)守恒的观点: Ek 初 EP初 Ek 末 EP末
即初状态的动能与势能之和等于末状态的动能与势能之

(2)转化的观点:
Ek EP
即动能(势能)的增加量等于势能(动能)的减少量
(3)转移的观点:
E A增 EB减
即A物体机械能的增加量等于B物体机械能的减少量
3、机械能守恒的条件
(1)、单个物体:若
时机械能守恒
(2)、对于物体系:若
系统内弹力

则物体和轻绳(轻杆、弹簧)组成的系统机械能守恒,

机械能守恒定律

机械能守恒定律机械能守恒定律是力学中的一个基本原理,它描述了在没有外力做功和没有摩擦损失的情况下,系统的机械能保持不变。

机械能包括了物体的动能和势能,它们之间可以相互转化但总和保持恒定。

一、机械能的定义机械能是指物体的动能和势能的总和,即:E = K + U其中,E表示机械能,K表示动能,U表示势能。

动能是物体由于运动而具有的能量,由物体的质量和速度决定;势能则是物体由于位置而具有的能量,它与物体的质量、位置和外力有关。

二、机械能守恒定律的表达形式机械能守恒定律可以通过以下公式表示:E₁ = E₂即在某一过程中,物体的机械能在始末状态保持不变。

这意味着在没有外界做功和能量损失的情况下,物体的机械能始终保持恒定。

三、机械能守恒定律的应用机械能守恒定律可以应用于各种力学问题的求解中,例如弹簧振子、自由落体等。

下面以一个滑块运动的例子来说明机械能守恒定律的应用。

假设有一个质量为m的滑块,沿着光滑的水平面上有一个长度为l的弹簧。

当滑块位于弹簧的伸长端时,弹簧势能为0,机械能仅由滑块的动能组成;当滑块位于弹簧的压缩端时,机械能由滑块的动能和弹簧的势能组成。

根据机械能守恒定律,可以得到以下关系:(1/2)mv₁² = (1/2)kx²其中,v₁表示滑块在伸长端的速度,k表示弹簧的弹性系数,x表示滑块相对平衡位置的位移。

通过这个关系式,我们可以求解出滑块在不同位置的速度和位移。

四、机械能守恒定律的局限性尽管机械能守恒定律在许多力学问题中都适用,但在实际问题中,往往存在着一些能量损失,如摩擦阻力等。

这些能量损失将导致系统的机械能不再保持恒定。

因此,在考虑具体的实际情况时,我们需要考虑这些能量损失,并将其纳入计算中。

五、总结机械能守恒定律是力学中的一个重要原理,它描述了在没有外力做功和没有能量损失的情况下,系统的机械能保持不变。

通过机械能守恒定律,我们可以解决许多力学问题,并得到物体在不同位置和状态下的速度和位移等信息。

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第五章机械能及守恒定律第十节能量守恒定律与能源一、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:1.用能量的观点分析问题应该深入学生的心中,因为这是最本质的分析方法.2.感知我们周围能源的耗散,树立节能意识.二、教学内容剖析本节课的地位和作用:学生在学习了机械能守恒定律之后拓展到能量守恒是不难接受的,特别是学生通过对自然界的认识、生物课的学习、化学课的学习,都学到了很多种类的能量,在这节课中把这些能量间的关系综合起来是有很大意义的。

本节课教学重点:1.能量守恒定律的内容.2.应用能量守恒定律解决问题.本节课教学难点:1.理解能量守恒定律的确切含义.2.能量转化的方向性.三、教学思路与方法教学思路:通过阅读让学生体会自然界中能量的确良转化与守恒关系,鼓励学生得出问题,理解能量品质、能量耗散等概念。

新课程更多地与社会实际相联系,鼓励学生提出问题.本节“思考与讨论”对能源问题做了讨论,这是一个质疑的X例.它引导我们考虑能量转化和转移的方向性.从物理学的角度研究宏观过程的方向性,在现阶段只需用一些简单的实例,让学生初步地体会一下就可以了.例如:摩擦力做功的过程,要损耗机械能而生热,产生的热不可能全部转化为机械功.在其他的宏观过程中也是如此,例如:两种气体放到一个容器内,总会均匀地混合到一起,但不会再自发地分离开来.通过实例说明.在能量的转化和转移过程中,能量是守恒的,但能量的品质却降低了,可被人直接利用的能在逐渐减少,这是能量耗散现象.所以,能量虽然守恒,但我们还要节约能源.教学方法:教师启发、引导,学生自主阅读、思考,讨论、交流学习成果。

四、教学准备投影仪、教学录像或课件、玻璃容器、沙子、小铁球、水、小木块.视野拓展地热什么是地热资源地球是一个巨大的热库,它由地壳、地幔和地核组成。

我们知道越往地下温度越高,地热就是指地球内部蕴藏的能量。

从地球表面往下正常增温梯度是每1000米增加25—30℃,在地下约40公里处温度可达到1200℃,地球中心温度可达到6000℃。

由于构造原因,地球表面的热流量分布不匀,这就形成了地热异常,如果再具备盖层、储层、导热、导水等地质条件,就可以进行地热资源的开发利用。

地热资源可以按多种方式分类。

按赋存状态可分为水热型(可进一步划分为蒸汽型和热水型地热资源)、干热岩型和地压型地热资源;按技术经济条件可分为浅于2000米的经济型地热资源,和2000米至5000米的亚经济型地热资源;按成因可分为现(近)代火山型、岩浆型、断裂型、断陷盆地型和凹陷盆地型等;按温度可分为高温和中低温地热资源,其中大于150℃的高温地热资源带主要出现在地壳表层各大板块的边缘,如板块的碰撞带、板块开裂部位和现代裂谷带,小于150℃的中、低温地热资源则分布于板块内部的活动断裂带、断陷谷和凹陷盆地地区。

地热资源赋存在一定的地质构造部位,有明显的矿产资源属性,因而对地热资源要实行开发和保护并重的科学原则的地热资源储量及分布地区赋存有丰富的地热资源,根据平原区地热地质构造格局、主要断裂构造展布方向、热储层埋深及地温场特征,市平原具备地热开发利用条件的地区分为:延庆、沙河、小汤山、城区、良乡、天竺、后沙峪、李遂、双桥、凤河营这10个地热田。

的地热有了长足的发展,已查明的地热田面积超过了1000平方公里。

投入开发利用的地热田有:东南城区、小汤山、顺义、良乡以及延庆。

开凿成功的地热井有300余眼,出水温度在40—88℃之间,出水量达到1000方/日,开凿深度一般在2000米左右。

近年来随着房地产和旅游业的快速发展,也加速了地热资源的开发利用,热水井的开凿深度也由2000米增加到了3000米,有的甚至达到4000米。

平原地区具有地热开发利用条件的2372km2X围内,每年可采地热水总量为1.087×108m3,可利用总热量1.903×1013KJ,仅相当于全部储存热量3.219×1017KJ的0.006%,其资源的潜力是十分巨大的。

的地热温泉水中富含有各种微量元素,其中锶、锂、偏硅酸已达到天然矿泉水标准,铁、氟等化学元素达到了医疗矿水标准。

PH值在7.5左右,属于偏碱性,矿化度较低,属于比较优良的地热温泉水。

地热资源是集热、矿、水三位一体的清洁而宝贵的矿产资源,在市政府治理大气污染、改善空气质量、举办2008年奥运会的今天,选择地热水用于采暖、洗浴、文化娱乐、医疗、种养殖等,越来越受到各单位的欢迎。

据介绍,世界上只有6个国家的首都具有地热资源,是具备开采条件的城市之一。

已发现有10个低温地热田,大多地热井水温约为50℃左右,个别达到70℃以上。

市内8个主要城区的地下都有热源,预计每年可以开采地下热水近1200万立方米,可以利用的热量折合成标准煤相当于9万多吨。

地热的利用:地热资源按温度可分为高温、中温和低温三类。

温度大于150℃的地热以蒸气形式存在,叫高温地热;90℃-150℃的地热以水和蒸气的混合物等形式存在,叫中温地热;温度大于25℃、小于90℃的地热以温水(25℃-40℃)、温热水(40℃-60℃)、热水(60℃-90℃)等形式存在,叫低温地热。

高温地热一般存在于地质活动性强的全球板块的边界,即火山、地震、岩浆侵入多发地区,著名的冰岛地热田、新西兰地热田、日本地热田以及我国的XX羊八井地热田、XX腾冲地热田、XX大屯地热田都属于高温地热田。

中低温地热田广泛分布在板块的内部,我国华北、京津地区的地热田多属于中低温地热田。

地热能的利用主要有两种方式。

中低温地热一般直接利用,即地热采暖、温室等,目前市地热利用就是这种方式。

另一种是将高温地热转化为蒸汽,进而发电。

在我国,高温地热资源(温度高于150℃)主要集中在XX南部、XX西部和XX东部。

我国最大的XX羊八井地热电站,装机容量达25兆瓦,占XX电网供电量的一半左右。

与相对集中的高温地热不同,温度低于150℃的中低温地热资源则遍及全国各地,可以说整个中国大陆就是一个巨大的“地热田”。

尤其是东部沿海地区储埋藏浅、水质好,同时又多处在人口集中、城镇密布的地区,地热水的利用价值更高。

专家们最看重的是其作为可替代能源具有清洁、无污染及经济效益好的特点。

国际上也普遍利用地热资源。

爱尔兰几乎全部家庭和大楼都用地热。

美国和新西兰的许多城市也在使用地热采暖,还有不少地方用地热加热温室。

有专家预计,如果有效开发地热能源,地热能将供应全世界所需用电与热量的25%—50%。

高温地热能主要用于发电,中低温地热能一般可直接利用(供热、温室、旅游和疗养等)。

在人们日益关注全球气候变暖和矿物燃料利用带来的各种环境污染的今天,地热能作为一种清洁、无污染的能源而备受各国重视。

地下热水和地热蒸气是由地球表面的大气降水渗漏到地壳下面,在地下不同深处被热岩体加热了所形成的。

地下水的深处循环和来自极深处的岩浆侵入到地壳后,把热量从地下深处带至近表层。

在有些地方,热能可随断层裂缝自然涌出,以热蒸气和热水的形式到达地面。

这些天然出露的地下热水或蒸气叫做温泉。

温泉是在当前技术水平下最容易直接利用的一种地热资源。

地热开发热背后的隐患地热是一种宝贵资源,如果不开采而任其沉睡地下,并不会增值,是对资源的浪费。

但如果缺少统筹计划而一哄而上,乱开乱采,也很容易造成资源的巨大浪费甚至破坏环境。

地下热水位于地层深处,形成过程长,开采后难以用天然降水迅速补给。

开采过多会造成资源枯竭,水位下降。

已经有专家指出,地热的开发热将诱发地震。

地热水是地球壳体的重要组成部分,具有缓冲地基岩石板块应力的作用,并承受和分散地表压力。

地下热水在被人类强行钻透深部岩层采集抽吸后,因自然降水难以进入地下热水库存,不可避免地产生空隙,导致大地的稳定性受到破坏。

在山脉地区和城市高层建筑密集区域,地表压力更大,因此该区域的地下热水资源受破坏程度,将直接威胁到地理稳定性。

一些专家指出:有的开发商不顾水文地质条件强行打井。

在上个世纪70年代,的地热井一般只打到1000米深,而现在很多井打了3000多米,甚至4000米才出水。

有的开发商的态度是:不管花多少钱,我的楼盘在这里我就要在这里打井。

这样打的井已经很不经济。

没打出水的井已有10多口,最典型的一口井打到4070米也没出水,因钻机的能力达到极限而作罢。

这种穷尽耗竭式的开采会破坏地质结构。

目前的地热温泉开发热还造成地质勘探队伍的不稳定。

据业内人士介绍,地质勘探队原来都有各自的专业分工,有的负责找煤矿,有的负责找铁矿,如此等等。

从90年代后,地矿系统也走向市场化,地热开发的热潮使得地矿队纷纷转向水文地质。

这种现象在全国很普遍,长此下去,将影响国家的后备资源储备。

有专家认为,实事求是地讲,任何情况下,即使从技术上来说地热能也不是可再生能源。

但如果有限度的开采,热量提取的速度不超过补充的速度,并采取回灌措施,那么地热能便可以再生。

中国能源研究会地热专业委员会副秘书长X克棪告诉记者,地热开发已出现过度开采。

XX由于冬季大量抽取地热水用于供暖,每年地热水位下降2米。

XX近年有大批洗浴场非法开采地热水,每年地热水位下降达5米。

每年下降1米至1.5米,略微超过了国家标准允许的1米。

X克棪副秘书长认为,现在我们应大力提倡地热水回灌,将用过的热水经处理后重新注回到含水层中,可以提高再生的性能,因为这样可以使含水层不枯竭。

这是国际上目前普遍采用的方法。

巴黎大量开采地热供暖,但由于100%的回灌,水位没有下降。

而虽然每年开采1000万立方米,目前回灌却只有17万立方米。

据介绍,我国目前尚无统一的地热管理部门,也没有全国性的地热开发规划。

据作者了解,市的地热开发规划已出台。

规划要求对地热资源勘察、开发的项目进行严格的审核、登记,开采后必须采取回灌措施,避免地下水损失。

市国土资源和房屋管理局地热管理处陈建平处长透露,今后市每年地热井开发数量将控制在20眼井左右。

梯级利用和回灌———保护好珍贵的地热据业内人士介绍,现有的300多口地热井中,超过40%是仅仅用于洗浴。

也就是说,在地下几千米的地方经年累月而形成的宝贵温泉被抽出来后,有40%只被用来洗一下澡就排放掉,任其流走了。

地热的利用方式可以有多种。

据专家介绍,目前国际上提倡对温泉一水多用、梯级利用,除了用于沐浴保健和治疗外,冬天人们可以用温泉直接供暖,也可以用来开发休闲娱乐和旅游,还可以搞温泉种植、温泉养殖,最后还可以搞余热供暖。

北苑家园2001年开始采用地热供暖,这是全国最大也是首项集中地热供暖项目。

这里居民的取暖及生活用热水,都来自地下热水。

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