3.8 能量的转化与守恒 —浙教版九年级科学上册学案(1).docxVIP

3.8能量的转化与守恒

我们知道，动能和势能之间可以相互转化。那么，其他形式的能量是否也会发生相互转化呢？能量在转化过程中遵循什么规律？

一、能量的相互转化

1、能量有机械能、内能、化学能、电能、核能等多种形式，各种形式的能量不是孤立的，而是相互联系的。

2、能量可以在两个物体之间转移，能量形式也可以转化。

（1）太阳光照射到绿色植物的叶片上，叶片通过光合作用把水和CO2合成为淀粉等有机物质，将电磁能（光能）转变为化学能储存在植物里；

（2）太阳光照射到大气层中，使大气产生对流，将电磁能转变为空气的动能；

（3）太阳光照射到太阳能热水器上，使水的温度升高，将电磁能转变为水的内能；

（4）太阳光照射到电池板上，将电磁能转化为电能。

4、人的生命活动和人体完成的各种动作，都需要能量。所有这些能量都来自于食物。人吃进各种食物，食物消化后被吸收的营养物质由血液输送到人体各处，食物的化学能转化为人体的内能、电能、机械能等，如图3-98所示。

5、电能由发电厂提供。在火力发电厂中，燃烧煤或者天然气来加热水，水沸腾后产生的蒸汽驱动涡轮机转动，涡轮机带动发电机，发电机发出的电通过输电线传输到各地的用户，如图3-99所示。对于燃煤发电厂，电能是由化学能经过一系列能量转化后得到的。

6、大量事实表明：自然界中各种形式的能量都不是孤立的，不同形式的能量之间会发生相互转化，能量也会在不同的物体间相互转移。各种形式的能量之间的转化是非常普遍的现象，自然界中物质运动形式的变化总伴随着能量的相互转化。平常我们所说的“消耗能量”、“利用能量”或者“获得能量”，实质上就是能量相互转化或转移的过程。

二、能量的转化与守恒定律

1、能量转化和守恒定律：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。而在转化和转移的过程中，能的总量保持不变。

2、能量转化和守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一。

3、永动机：达·芬奇曾设计了一个“永动机”，一只圆轮，里面装有可以自由滚动的重钢球，如图3-103所示。利用隔板的特殊形状，使轮子一边的钢球总是滚到另一边距离轮心远些的地方，这样，在钢球的重力作用下，轮子便会转动不息。你认为这个“永动机”能旋转不息吗？为什么？

“永动机”不可能旋转不息，最终会停止下来；因为“永动机”违反能量的转化和守恒定律，所以不可能发生。

“永动机”不可能旋转不息，最终会停止下来；因为“永动机”违反能量的转化和守恒定律，所以不可能发生。

三、能量的转移和转化的方向性

1、当一块炽热的铁块投入水中时，内能从铁块传递给水，从而使铁块的温度降低，水的温度升高，最后两者达到相同的温度。但是，相反的过程并不会自发地发生。铁块不可能自发地从同温度的水中吸收热，使自己变得炽热，尽管这一过程并不违反能量转化和守恒定律。

2、当杂技演员沿竹竿下滑时，演员的重力势能有一部分转化为手和竹竿的内能，使手和竹竿的温度升高。但是，相反的过程也不会自发地发生，即手和竹竿不可能自发地降低温度，而使人的位置升高，尽管这一过程也不违反能量转化和守恒定律。

3、大量的现象表明：能量的转移和转化有一定的方向性。我们是在能量转移或转化过程中利用能量的。

【例1】能量转化或转移是自然界的普遍现象，如图所示为核电站示意图、家庭电路部分示意图及电热水壶

图，下列相关叙述正确的是（D）

A．核反应堆进行的核裂变释放核能，直接转化为家庭电路所需的电能

B．发电机利用了电流磁效应发电，电热水壶利用了电流热效应烧水

C．汽轮机工作、壶内水升温两过程中，改变水的内能方式相同

D．手机充电和电热壶烧水时，两者本质都是电流做功

1、继高铁之后，“华龙一号”核电装置成为了我国的另一“国之重器”，目前已经和多个国家签订了核能发

电项目。如图是核电站工作流程图，关于流程中各装置的能量转化，正确的是（A）

A．核反应堆：核能转化为内能

B．蒸汽轮机：化学能转化为动能

C．发电机：电能转化为机械能

D．电取暖器：电能转化为机械能

2、如图是核电站发电和供电的流程图。关于流程图中各装置的能量转化，下列说法正确的是（C）

A．核反应堆将核能转化为电能

B．蒸汽轮机将机械能转化为内能

C．发电机将机械能转化为电能

D．各种用电器将其他形式的能转化为电能

【例2】在各种形式的能量相互转化过程中，下列说法正确的是(C)

A．机械能一定守恒B．各种形式的能量都守恒

C．各种形式能的总量一定守恒D．内能一定守恒

【例3】能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，只会由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．能源危机产生的根本原因是（D）

A．能量的转移和转化遵循守恒定律