第十节 能量守恒定律与能源
1.了解各种不同形式的能,知道导致能量守恒定律确立的两类重要事实。
2.能够叙述能量守恒定律的内容,会用能量守恒的观点分析、解释一些实际问题。
3.了解能量耗散,知道能源短缺和环境恶化问题,增强节约能源和环境保护意识。
1.能量守恒定律
(1)建立能量守恒定律的两类重要事实
①确认了永动机的不可能性。
②发现了各种自然现象之间的相互联系与转化。
(2)内容: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另一种形式,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。
(3)意义:能量守恒定律的建立,是人类认识自然的一次重大飞跃。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。
2.能源和能量耗散
(1)能源与人类社会: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。自工业革命时期,煤和石油成为人类的主要能源。然而,煤炭和石油资源是有限的。能源短缺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。
(2)能量耗散:燃料燃烧时一旦把自己的热量释放出去,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,我们无法把这些散失的能量收集起来重新利用。
(3)能源危机的含义:在能源的利用过程中,即在能量的转化过程中,能量在数量上虽未减少,但在可利用的品质上降低了,从便于利用的变成不便于利用的了。
(4)能量转化的方向性与节约能源的必要性:能量耗散反映了能量转化的宏观过程具有方向性。所以,能源的利用是有条件的,也是有代价的,自然界的能量虽然守恒,但还是很有必要节约能源。
判一判
(1)煤自古至今都是人类的主要能源。( )
(2)能量耗散表明能量正在逐渐消失。( )
(3)世上总能量虽然不变,但我们仍需要有节能意识。( )
提示:(1)× 煤自工业革命后才成为人类的主要能源,远古的人类所需的主要能源是柴薪。
(2)× 能量耗散并非说明能量在消失,而是指可利用的能源正在减少。
(3)√ 世上总能量虽然不变,但可利用的能源正在逐渐减少,故我们仍需要节约能源。
课堂任务 能量守恒定律与能量耗散
仔细观察下列图片,认真参与“师生互动”。
活动1:某人骑自行车沿斜面匀速下坡,在下坡过程中,动能不变,势能减小,因而能量不守恒,这种说法正确吗?为什么?
提示:人骑自行车下坡时,受到摩擦力,产生热量。机械能转化为内能,总能量守恒。因而这种说法不正确。
活动2:在验证机械能守恒定律的实验中,计算结果发现,减少的重力势能值总大于增加的动能的值,即机械能的总量在减少,这是什么原因?