能量在自然界中的分布
物质循环和能量流动的内在联系
物质循环和能量流动的内在联系物质循环和能量流动是自然界中两个重要的过程，它们之间存在着密切的内在联系。
物质循环是指物质在自然界中不断地流动，并在各种生物体之间相互转化。
例如，植物通过光合作用将二氧化碳和水转化为有机物质，而动物则通过消耗有机物质来获取能量。
这种物质的流动使得自然界中的物质能够不断循环。
能量流动是指能量在自然界中的流动和转化。
例如，太阳的光能在地球表面的植物体内转化为化学能量，而动物则通过消耗有机物质来获取能量。
这种能量的流动使得自然界中的能量能够不断流动。
物质循环和能量流动之间存在着密切的内在联系。
在物质循环过程中，物质会不断地转化为其他物质，这过程中会产生或消耗能量。
因此，物质循环和能量流动是相互联系的，并且在自然界中协同运作。
高中物理教科版必修2课件：第四章 第6节 能源的开发与利用
(2)能量在转化与转移过程中，能量的总量保持不变。利用能 量守恒定律解题的关键是正确分析有多少种能量变化，分析时避 免出现遗漏。
1．(多选)下列关于能量守恒定律的认识正确的是
()
1 C.4mgh
1 D.2mgh
[思路点拨] 通过题图可知，拿去盖板后，最后两端液面相平。U
形管中的右侧 h 高度的液体重心降低。
[解析] 去掉右侧盖板之后，液体向左侧流动，最终两侧液面相 平，液体的重力势能减少，减少的重力势能转化为内 能。如图所示，最终状态可等效为右侧12h 的液柱移到 左侧管中，即增加的内能等于该液柱减少的重力势能，则 Q＝18mg·12h ＝116mgh，故 A 正确。
图466 解析：木块与皮带间的摩擦力 f＝μN＝μmg＝0.2×1×10 N＝2 N。 由牛顿第二定律得木块加速度 a＝mf ＝21 m/s2＝2 m/s2。
木块速度达到 4 m/s 时需发生位移 x＝2va2＝2×422 m＝4 m<6 m， 即木块在到达 B 端之前就已达到最大速度 4 m/s，后与传送 带一起匀速运动，不再发生滑动。 皮带摩擦力对物块所做的功等于物块动能的增加量，即
第6节
能源的开发与利用
1．功是能量转化的量度，不同形式的能 量之间的转化是通过做功来实现的。
2．自然界中的能量在转移和转化过程中 总量是不变的。
3．能源是指能够提供某种形式能量的物 质资源。能源与人类生活密切相关，节 约能源，恰当地利用能源，以及开发新 能源是人类解决能源问题的基本途径。
一、能量守恒定律 1．内容：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一
A．某种形式的能减少，一定存在其他形式的能增加
高中物理人教必修三第12章第3节能源与可持续发展 讲义
4 能源与可持续发展1.知道自然界中能量的转化情况，知道能量守恒定律的内容.2.知道能量转移或转化的方向性，知道什么是能量耗散.3.知道什么是不可再生能源和可再生能源，了解能源的利用与社会发展的关系．一、能量守恒定律能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变．这个规律叫作能量守恒定律．二、能量转移或转化的方向性1．能量转移或转化的方向性：一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的．2．能量耗散(1)能量耗散的概念：燃料燃烧时一旦把热量释放出去，就不会再次自动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成内能和光能，热和光被其他物质吸收之后变成周围环境的内能，我们很难把这些散失的能量收集起来重新利用．(2)能量品质降低：能量耗散虽然不会导致能量总量的减少，却会导致能量品质的降低，从便于利用的能源变成不便于利用的能源．(3)能量耗散从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性．三、能源的分类与应用1．可再生能源：在自然界中可以再生的能源，如：水能、风能、潮汐能等．2．不可再生能源：自然界中无法在短时间内再生的能源，如：煤炭、石油、天然气等．3．我国在能源的开发利用方面，有以下几种发电方式：太阳能发电、水力发电、风能发电、核能发电．四、能源与社会发展1．人类对能源的利用大致经历了三个时期，即柴薪时期、煤炭时期、石油时期．2．人类社会可持续发展的核心是追求发展与资源、环境的平衡．人类要树立新的能源安全观，转变能源的供需模式：既要提倡节能，又要发展可再生能源以及天然气、清洁煤和核能等清洁能源．一、能量的转化与守恒1．自然界中不同形式的能量可以相互转化，一种形式的能量减少一定伴随着其他形式的能量增加，能量的总量保持不变．2．能量守恒定律的适用范围能量守恒定律是贯穿物理学的基本规律，是在各种自然现象中普遍适用的一条规律．3．能量守恒定律的表达式(1)E初＝E末，初状态各种能量的总和等于末状态各种能量的总和．(2)ΔE增＝ΔE减，某些能量的增加量等于其他能量的减少量．4．应用步骤(1)明确研究对象及研究过程；(2)明确该过程中，哪些形式的能量在变化；(3)确定参与转化的能量中，哪些能量增加，哪些能量减少；(4)列出增加的能量和减少的能量之间的守恒式(或初、末状态能量相等的守恒式)．二、能源的分类与应用1．地球上的绝大部分能源来源于太阳的辐射能2．能源的分类(1)可再生能源：自然界可以源源不断地提供，或在自然界中可以再生，如：水能、风能、潮汐能．(2)不可再生能源：自然界无法在短时间内再生，如：煤炭、石油、天然气．三、能源与社会发展1．能源的重要性：能源是社会存在与发展永远不可或缺的必需品，是国民经济运动的物质基础，它与材料、信息构成现代社会的三大支柱．2．能源和环境污染(1)温室效应：石油、煤炭的燃烧增加了大气中二氧化碳的含量，由于二氧化碳对长波的辐射有强烈的吸收作用，且像暖房的玻璃一样，只准太阳光的热辐射进来，不让室内长波热辐射出去，使地球气温上升，这种效应叫温室效应．温室效应造成的影响：温室效应使两极的冰雪融化，海平面上升，淹没沿海城市，使海水倒流入河流，从而使耕地盐碱化；温室效应使全球降水量变化，影响气候和植被变化，影响人体健康．(2)酸雨：酸雨是指pH值小于5.6的雨、雪或其他形式的大气降水．形成酸雨的主要原因是燃烧煤炭和石油，以及工业生产等释放到大气中的二氧化硫等物质使雨水酸度升高，形成“酸雨”，腐蚀建筑物、酸化土壤．(3)光化学烟雾：内燃机工作时的高温使空气和燃料中的多种物质发生化学反应，产生氮的氧化物和碳氢化合物．这些化合物在大气中受到紫外线的照射，产生二次污染物质——光化学烟雾．这些物质有毒，能引起人的多种疾病．另外，常规能源燃烧时产生的浮尘也是一种污染物．1．以下属于一次能源的是（）A．太阳能B．电能C．煤气D．焦炭2．在阳光的照射下，悬挂在墙上的太阳能小风扇快速转动，这说明（）A．动能可以凭空产生B．不同形式的能可以相互转化C．可以制造出不需要消耗能量的“永动机”D．太阳可以提供无穷无尽的能量，不需要节约能源3．能量守恒定律是自然界最基本的规律之一。
1焦耳的概念
1焦耳的概念焦耳（Joule）是国际单位制中能量、功和热量的单位，符号为J。
焦耳的定义是：当施加1牛的力，使物体移动1米时，所做的功为1焦耳。
焦耳是由英国物理学家詹姆斯·普雷斯科特·焦耳于19世纪提出，并成为国际能量单位制的基本单位之一。
在自然界中，能量是存在于物体和系统中的一种量，用来描述物体和系统进行运动、变化和作用的能力。
焦耳作为能量的单位，可以代表各种形式的能量，包括机械能、电能、热能等。
焦耳的概念是基于物体的运动和力的作用而产生的。
当施加力使物体移动时，力对物体做功。
做功的大小与力的大小和物体移动的距离有关。
如果力的大小为1牛，物体移动的距离为1米，那么做的功就是1焦耳。
如果力为多牛或者物体移动的距离更大，做的功就更多，反之则做的功更少。
焦耳不仅可以表示物体的功，还可以表示物体所含的能量。
根据能量守恒定律，能量既不会消失也不会产生，只能转化为其他形式的能量。
这就意味着物体所做的功会转化为其它形式的能量，例如热量。
热量的单位同样是焦耳，因此，焦耳也可以用来表示物体所拥有的热能。
在科学研究和技术应用中，焦耳被广泛应用于各个领域。
在物理学和工程学中，焦耳常被用来计算机械能、电能和热能等能量的大小。
在化学和生物学中，焦耳可以用来描述化学反应、光合作用等过程中的能量转化。
在工业生产和能源利用中，焦耳可以用来表示能源的输入和输出，比如汽车的燃料消耗和发电厂的功率输出。
除了焦耳，国际单位制中还有其他单位来衡量能量，如卡路里（cal）等。
卡路里是热量的单位，1焦耳等于0.239卡路里。
在一些特定的应用中，卡路里也经常用来表示食物的热量含量。
总结起来，焦耳是国际单位制中用来衡量能量、功和热量的单位。
它是基于物体的运动和力的作用而产生的，可以表示物体所做的功和所含的能量。
焦耳在科学研究、技术应用和能源利用等领域都有广泛的应用。
通过对焦耳的理解，可以更好地理解和研究能量转化和利用的过程。
能量与熵的概念
能量与熵的概念能量和熵是物理学中的两个重要概念，它们在自然界的各个领域都有广泛的应用。
能量是指物体内部存在的能够引起物理、化学变化的能力，而熵则是描述物体混乱程度的一种量度。
本文将分别对能量和熵这两个概念进行解析，并探讨它们之间的相关性。
一、能量的概念及其应用能量在物理学中是一种基本的物理量，用来描述系统进行物理或化学变化所具有的能力。
它存在于各种形式，例如动能、势能、热能等。
能量是一个守恒的量，也就是说在一个封闭系统中，能量的总量是不会改变的。
能量在自然界中的应用非常广泛。
它驱动着地球上的各种物理、化学和生物过程。
例如，太阳能作为一种常见的能量形式，提供了地球上所有生命的能量来源。
同时，能量也被用于工业生产、交通运输以及各种科学研究中。
二、熵的概念及其计算方法熵是描述系统混乱程度的一种量度，它是由克劳修斯于19世纪提出的。
熵代表了一个系统的无序程度，熵越高，系统的混乱程度越大，反之亦然。
熵的计算可以根据系统的排列方式和状态数来进行。
对于热力学系统，可以使用玻尔兹曼熵公式进行计算，即S=k ln W，其中S是熵，k是玻尔兹曼常数，W是系统的状态数。
而在信息论中，熵则表示信息的不确定性，可以用来描述信息的平均值。
三、能量与熵的相关性能量和熵之间存在着密切的相关性。
能量可以影响物质的熵，而熵的增加又会导致能量的损失。
这一关系可以通过热力学第二定律来解释。
根据热力学第二定律，自然界的熵总是趋于增加的，也就是说自然界趋向于更高的混乱程度。
因此，能量在自然界中的转化往往伴随着熵的增加。
综上所述，能量和熵是相辅相成的概念，在自然界中相互影响、相互制约。
能量是物理变化的动力，而熵则是物理变化的方向。
对于我们来说，理解和应用这两个概念是非常重要的，可以帮助我们更好地理解自然界的各种现象。
能量与熵的概念不仅仅局限于物理学领域，在其他学科中也有广泛的应用。
例如，在经济学中，能源供应和消耗问题是一个重要的研究课题，而熵可以作为衡量经济效率和可持续性的指标之一。
物理化学中的能量转化与传递
物理化学中的能量转化与传递能量转化与传递是物理化学的重要概念之一。
在自然界中，所有的现象都涉及到能量的转化与传递。
从宏观的角度来看，太阳能被光合作用转化为化学能，再转化为生命活动所需的能量。
而在微观的层面，电子、光子、离子和其他粒子之间的相互作用都涉及到能量的传递。
1. 能量的守恒定律能量的守恒定律是物理化学中最基本的定律之一。
它表明，在任何物理或化学过程中，能量的总量是保持不变的。
这意味着，在一个封闭的系统中，能量只能相互转化，但不能被创建或破坏。
在化学反应中，无论是放热反应还是吸热反应，总的能量变化为反应物的能量和生成物的能量之差。
如果反应物的能量高于生成物的能量，反应则为放热反应；如果反应物的能量低于生成物的能量，反应则为吸热反应。
例如，燃烧是一种放热反应，因为燃料的化学能被释放出来，转化为热能和光能。
2. 能量转化的方式在物理化学中，能量可以通过多种方式进行转化。
其中最常见的是热能、动能、化学能和电能的互相转化。
热能是一种分子级别的能量，其来源可以是化学反应、辐射或摩擦等。
热能的转化通常是通过传导、对流或辐射等方式进行的。
例如，蒸汽发动机中的热能转化为动能，驱动汽车前进。
动能是物体运动的能量，其大小与物体的质量和速度有关。
动能可以转化为势能，如弹性势能、重力势能和化学势能等。
例如，当我们把一个弹簧压缩时，它的弹性势能会增加，当它恢复原状时，弹簧的弹性势能会转化为动能。
化学能是指物质在化学反应中所带有的能量。
化学能可以转化为热能、电能或机械能等。
例如，燃料的化学能可以转化为热能和机械能，驱动汽车前进。
电能是一种由电荷分布所引起的能量。
它可以通过电流的流动转化为热能或机械能等。
例如，电动汽车通过电池储存的电能驱动发动机，转化为机械能，推动汽车前进。
3. 能量传递的方式能量的传递是指能量从一处到另一处的移动过程。
能量可以通过多种方式进行传递，如热传导、辐射传递、对流传递和电磁传递等。
热传导是指热能在物质中通过颗粒之间的碰撞而传递的过程。
能量守恒定律自然界中的能量平衡
能量守恒定律自然界中的能量平衡能量守恒定律是自然科学中的基本定律之一，它说明了能量在自然界中的转化和守恒规律。
根据能量守恒定律，能量不会凭空产生或消失，只能从一种形式转化为另一种形式。
在自然界中，能量的转化与平衡是非常重要的。
1. 能量守恒定律的基本原理能量守恒定律表明，在一个封闭系统内，能量总量保持不变。
这意味着能量可以从一种形式转化为另一种形式，但总能量的大小保持恒定。
例如，当一块物体从高处下落时，其势能转化为动能；当把一杯热水放置一段时间后，热能会逐渐散失，并转化为环境中的其他形式的能量。
2. 能量的转化能量在自然界中的转化涉及多个方面。
其中一种常见的转化方式是热能转化为机械能。
例如，蒸汽机运行时，燃烧煤炭释放出的热能被利用来产生蒸汽，然后蒸汽通过运转的轮机将热能转化为机械能。
另一种常见的能量转化是光能转化为电能，这是太阳能电池板的工作原理，利用光能激发电子，形成电能。
3. 能量平衡能量平衡是指自然界中能量的输入与输出保持平衡态。
在一个封闭系统内，能量的输入与输出持续发生，但总能量保持不变。
例如，地球的能量平衡是指来自太阳的入射太阳能与地球辐射出去的太阳能保持平衡。
这种平衡可以维持地球温度和气候的相对稳定。
4. 能量平衡的示例一个重要的能量平衡示例是地球的能量平衡。
太阳能作为地球的主要能量来源，通过辐射进入大气层和地表。
一部分太阳能被地球表面吸收，转化为热能和化学能，用于驱动气候和生态系统的运行。
另一部分太阳能被反射回太空。
在地球能量平衡中，大气层的存在起到重要作用。
它通过吸收和散射太阳能，调节地表的能量输入。
地表净吸收的能量主要用于加热大气和水体，驱动风、云、降水和海洋循环等现象。
总结：能量守恒定律是自然界中能量转化和平衡的基本原理。
能量在自然界中以不同的形式进行转化，但总能量始终保持不变。
能量平衡是指系统中输入与输出能量的平衡态，在地球能量平衡中起到重要作用的是大气层的存在。
了解能量守恒定律和能量平衡对于我们理解自然界的能量传递和物质循环过程具有重要意义。
能量守恒定律的应用解释自然界的各种现象
能量守恒定律的应用解释自然界的各种现象能量守恒定律是自然科学中最基本的定律之一，它描述了能量在自然界中的转化和守恒关系。
在本文中，我们将探讨能量守恒定律在自然界中的应用，解释各种现象的原因。
一、机械能守恒法则能量守恒定律的一个重要应用是在机械系统中。
根据机械能守恒法则，当一个机械系统中只有重力和弹性力时，系统的总机械能守恒。
这意味着系统的机械能在运动过程中保持不变。
例如，当一个物体从高处下落时，它的势能逐渐转化为动能。
当物体触地时，势能完全转化为动能，而在下落过程中没有能量损失。
同样地，当一个弹簧被拉伸或压缩时，它的弹性势能也会转化为运动的动能。
这些现象都可以用能量守恒定律来解释。
二、热量传递与热能守恒能量守恒定律还可以应用于热量传递和热能守恒。
根据热能守恒定律，一个封闭系统中的热量不会增加也不会减少，仅会在系统内部转移。
这意味着热量的增加或减少来自于其他形式的能量转化，并且总能量保持不变。
例如，在一个封闭的水壶中，当外部加热时，水的温度会升高。
这是因为外部热量被传递到水分子中，增加了水分子的动能。
然而，根据能量守恒定律，水壶系统总能量不变，因此有热量的增加就会伴随着其他形式的能量的减少，比如系统的内部能量。
三、化学反应与化学能守恒能量守恒定律也适用于化学反应和化学能守恒。
在化学反应中，物质之间发生能量转移和转化，但总能量保持不变。
例如，当木材燃烧时，化学能被释放为热量和光能。
这是因为化学反应使得化学键断裂，分子重新组合，在这一过程中释放出能量。
虽然能量的形式发生了改变，但总能量保持不变。
四、生物能量转化能量守恒定律也可以解释生物界中能量转化的现象。
在生物体内，能量通过食物链传递，从一个生物体转移到另一个生物体。
例如，植物通过光合作用将太阳能转化为化学能，然后被食草动物摄取。
食草动物在消化过程中将植物的化学能转化为自身的生物能，同时也损失了一部分能量。
当捕食者吃掉食草动物时，能量再次转移。
这一过程中，生物体内的能量转化遵循能量守恒定律。
物质和能量在食物链中的关系
物质和能量在食物链中的关系1.引言1.1 概述食物链是自然界中生物之间相互关联的一个重要概念。
在食物链中，物质和能量通过食物的摄取和代谢得以转移和传递。
物质和能量在食物链中的相互作用直接影响着生物体的生长、繁殖和生存。
在食物链的层次结构中，各个生物种类之间通过食物关系相互连接着。
食物链的形成是由不同生物之间的捕食关系所导致的。
生物通过捕食其他生物从而摄取食物中的物质和能量，被捕食的生物将其物质和能量转移到捕食者的体内。
这样，物质和能量就通过食物链传递了下去。
食物链中的物质传递主要表现为食物中营养物质的转移。
植物可以通过光合作用将无机物质转化为有机物质，这些有机物质可以被植物食草动物摄取和消化。
食草动物将这些有机物质转化为自身所需的能量和营养物质，然后它们成为食肉动物的食物来源，再将物质传递给更高层次的捕食者。
这样，物质通过食物链不断地传递和转移。
而能量在食物链中的转移则主要表现为食物中化学能量的流动。
植物通过光合作用将太阳能转化为化学能，这些化学能通过食物链传递给食草动物，再传递给食肉动物。
在每个层次的捕食者体内，能量都会被一部分消耗掉用于维持生命活动，但仍有一部分能量以新的形式转移到下一层次的捕食者体内。
这样，能量在食物链中的转移不断地进行着。
总结起来，物质和能量在食物链中相互作用，相互传递和转移。
食物链的存在和运行不仅维持着生物体的生长和生存，也对整个生态系统的稳定性和生态平衡起着重要的作用。
进一步研究物质和能量在食物链中的关系，有助于我们更深入地了解生物间的相互依赖性，为生态保护和可持续发展提供科学依据。
1.2 文章结构文章结构部分的内容可以如下所示：文章结构：本文将分为引言、正文和结论三个部分，探讨物质和能量在食物链中的关系。
引言部分主要包括概述、文章结构和目的三个小节。
首先，我们将概述物质和能量在自然界中的重要性以及它们在食物链中的作用。
其次，我们将介绍本文的结构，明确各个部分的内容及层次安排。
自然界中的能量转化
自然界中的能量转化现象
太阳辐射能转化
太阳辐射能通过光合作用 转化为生物质能
太阳辐射能转化为热能， 引起地球气候变化
太阳辐射能转化为电能， 如太阳能电池板
太阳辐射能转化为化学能， 如植物的光合作用
风能转化
风能转化为机械能
风能转化为水能
风能转化为热能
风能转化为电能
水能转化
水能转化为机械能：例如水力发电 水能转化为热能：例如水蒸发吸热 水能转化为电能：例如潮汐发电 水能转化为化学能：例如水分解成氢气和氧气
高效能量转化技术的研发
太阳能电池技术：提高光电转换效率，降低成本 燃料电池技术：实现高效、清洁的能源利用 核聚变技术：提供无限、安全、清洁的能源供应 储能技术：解决能源供需不平衡问题，提高能源利用效率
未来能源结构的变化
太阳能、风能等 可再生能源的占 比将逐渐增加
核聚变能源将成 为未来，如潮汐能、波浪能等，具有清洁、可再生、分 布广泛等优点。
核能：利用核裂变或核聚变产生能量，具有能量密度高、无排放等优点， 但存在放射性污染等挑战。
THANK YOU
汇报人：
氢能的应用将逐 渐普及
传统化石能源的 使用将逐渐减少
人类对能量转化的利用和探索
人类利用能源的历史和现状
早期能源利用：木材、煤炭等自然资源的直接燃烧 工业革命：蒸汽机、内燃机等机械的出现，大规模使用煤炭和石油 现代能源利用：核能、太阳能、风能等可再生能源的开发与利用 未来能源探索：氢能、地热能等新型能源的研究与开发
生物质能转化
定义：生物质能转化是指利用生物质资源通过化学或生物化学途径转化为 能源的过程 转化方式：燃烧、生物发酵、生物质热解等
应用领域：生物质发电、生物质燃料、生物质热能等
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矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。
如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。
㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。
(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。
如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。
对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。
二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。
2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。
㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。
2、矿产品价格稳定性及变化趋势。
三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。
2、矿区矿产资源概况。
3、该设计与矿区总体开发的关系。
㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。
2、矿床开采技术条件及水文地质条件。