710_能量守恒定律與能源課件

1、1010能量守恒定律與能源221kxEP重力勢(shì)能重力勢(shì)能彈性勢(shì)彈性勢(shì)能能動(dòng)能動(dòng)能勢(shì)能勢(shì)能機(jī)械能機(jī)械能mghEP221mvEk知識(shí)回顧知識(shí)回顧一、能量的概念 一個(gè)物體能夠?qū)ν庾龉?，我們就說這個(gè)物體具有能量。太陽能的利用：太陽能的利用：太陽能轉(zhuǎn)化為電能太陽能轉(zhuǎn)化為電能內(nèi)燃機(jī)車：內(nèi)燃機(jī)車：內(nèi)能轉(zhuǎn)化機(jī)械能內(nèi)能轉(zhuǎn)化機(jī)械能水電站：水電站：水的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能水的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能水果電池：水果電池：化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能17171818世紀(jì)許多機(jī)械專家就已經(jīng)論證世紀(jì)許多機(jī)械專家就已經(jīng)論證了永動(dòng)機(jī)是不可能的，法國(guó)科學(xué)院在了永動(dòng)機(jī)是不可能的，法國(guó)科學(xué)院在17751775年就正式?jīng)Q定，不再研究和試驗(yàn)?zāi)昃?/p>

2、正式?jīng)Q定，不再研究和試驗(yàn)任何永動(dòng)機(jī)任何永動(dòng)機(jī) 滾珠永動(dòng)機(jī)滾珠永動(dòng)機(jī) 軟臂永動(dòng)機(jī)軟臂永動(dòng)機(jī) 阿基米德螺阿基米德螺旋永動(dòng)機(jī)旋永動(dòng)機(jī) 磁力永動(dòng)機(jī)磁力永動(dòng)機(jī)水塔式永動(dòng)機(jī)水塔式永動(dòng)機(jī)ABC注意：注意：燃料燃燒時(shí)燃料燃燒時(shí)一旦把自己的熱量釋放一旦把自己的熱量釋放出去，它就不會(huì)再次自動(dòng)聚集起來出去，它就不會(huì)再次自動(dòng)聚集起來供人類重新利用供人類重新利用，電池中的化學(xué)能，電池中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，它又通過燈泡轉(zhuǎn)化成轉(zhuǎn)化為電能，它又通過燈泡轉(zhuǎn)化成內(nèi)能和光能，熱和光被其他物質(zhì)吸內(nèi)能和光能，熱和光被其他物質(zhì)吸收后變?yōu)橹車h(huán)境的內(nèi)能，收后變?yōu)橹車h(huán)境的內(nèi)能，我們無我們無法把這些內(nèi)能收集起來法把這些內(nèi)能收集起來重新重新利

3、利用這種現(xiàn)象用這種現(xiàn)象叫做叫做能量耗散與能量守恒是否矛盾，能量耗散與能量守恒是否矛盾，該怎樣理解該怎樣理解? ? 能量耗散和能量守恒并不矛盾，能能量耗散和能量守恒并不矛盾，能量耗散表明，在能源利用的過程中，即量耗散表明，在能源利用的過程中，即在能量的轉(zhuǎn)化過程中，能量在數(shù)量上并在能量的轉(zhuǎn)化過程中，能量在數(shù)量上并沒有減少但是可利用的品質(zhì)上降低了，沒有減少但是可利用的品質(zhì)上降低了，從便于利用變?yōu)椴槐阌诶昧?。從便于利用變?yōu)椴槐阌诶昧?。這是節(jié)這是節(jié)約能源的根本原因約能源的根本原因 內(nèi)能總是自發(fā)地從內(nèi)能總是自發(fā)地從高溫物體向低溫物高溫物體向低溫物體轉(zhuǎn)移體轉(zhuǎn)移而不會(huì)自發(fā)的由低而不會(huì)自發(fā)的由低溫物體向高溫

4、物體溫物體向高溫物體轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移機(jī)械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能而內(nèi)能不可全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能而不引起其他變化熱機(jī)的效率不可能1000/0（第二類永動(dòng)機(jī)不可能存在）（第二類永動(dòng)機(jī)不可能存在）例如：一輛行駛的小轎車，燃料燃燒產(chǎn)生的內(nèi)能例如：一輛行駛的小轎車，燃料燃燒產(chǎn)生的內(nèi)能有有370/0通過發(fā)動(dòng)機(jī)散熱系統(tǒng)排出，通過發(fā)動(dòng)機(jī)散熱系統(tǒng)排出，370/0直接由直接由排氣管排出，有排氣管排出，有260/0變?yōu)榘l(fā)動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械能變?yōu)榘l(fā)動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械能 能量的耗散從能量轉(zhuǎn)化的角能量的耗散從能量轉(zhuǎn)化的角度反映出自然界中宏觀過程的方度反映出自然界中宏觀過程的方向性。向性。 正是因?yàn)槟芰哭D(zhuǎn)化的方向性，正是因?yàn)槟芰哭D(zhuǎn)化的方向性，能量

5、的利用受這種方向性的制約，能量的利用受這種方向性的制約，所以能量的利用是有條件的，也所以能量的利用是有條件的，也是有代價(jià)的是有代價(jià)的 通過以上分析我們知道了：通過以上分析我們知道了：【合作共探合作共探1 1】功是能量轉(zhuǎn)化的量度分析常見力做功與能量轉(zhuǎn)化的對(duì)應(yīng)關(guān)系：合力的功:_重力做功：_彈力做功：_動(dòng)能變化 W=Ek2-Ek1=Ek 重力勢(shì)能和其他能相互轉(zhuǎn)化WG=-Ep=Ep1-Ep2彈性勢(shì)能和其他能相互轉(zhuǎn)化 WF=-Ep=Ep1-Ep2 【合作共探合作共探1 1】功是能量轉(zhuǎn)化的量度分析常見力做功與能量轉(zhuǎn)化的對(duì)應(yīng)關(guān)系：只有重力、彈簧彈力做功: 除重力和彈簧彈力之外的力做的功:一對(duì)相互作用的滑動(dòng)摩

6、擦力的總功:機(jī)械能守恒 E=0機(jī)械能變化 W=E內(nèi)能變化 Q=FfL相對(duì)1. WG= E重重3. W合合= E動(dòng)動(dòng)2. W彈彈= E彈彈 4. 其它力做的功（重力、彈力其它力做的功（重力、彈力以外的力）與機(jī)械能的變化之間以外的力）與機(jī)械能的變化之間的關(guān)系：的關(guān)系： EW 其它其它力學(xué)領(lǐng)域中功能關(guān)系的主要形式有力學(xué)領(lǐng)域中功能關(guān)系的主要形式有當(dāng)當(dāng)W其其0時(shí)，時(shí)，E0，機(jī)械能增加，機(jī)械能增加 當(dāng)當(dāng)W其其0時(shí)，時(shí)，E0，機(jī)械能減少，機(jī)械能減少 5.系統(tǒng)克服摩擦力所做的總功等于系統(tǒng)系統(tǒng)克服摩擦力所做的總功等于系統(tǒng)機(jī)械能的減少量，滑動(dòng)摩擦力與相對(duì)距機(jī)械能的減少量，滑動(dòng)摩擦力與相對(duì)距離的乘積在數(shù)值上等于系統(tǒng)

7、產(chǎn)生的內(nèi)能，離的乘積在數(shù)值上等于系統(tǒng)產(chǎn)生的內(nèi)能，即即EQFS相相ABCDADA在力學(xué)領(lǐng)域中功能關(guān)系的主要形式有：在力學(xué)領(lǐng)域中功能關(guān)系的主要形式有：（1）重力做功等于重力勢(shì)能變化量的負(fù)值，）重力做功等于重力勢(shì)能變化量的負(fù)值，即即 彈簧彈力做的功等于彈性勢(shì)能變化量的負(fù)彈簧彈力做的功等于彈性勢(shì)能變化量的負(fù)值，即值，即（2）外力做的總功等于物體的動(dòng)能變化）外力做的總功等于物體的動(dòng)能變化（動(dòng)能定理），（動(dòng)能定理）， 即即 kEW總pGEWEW彈（3）只有重力或彈力做功的系統(tǒng)，）只有重力或彈力做功的系統(tǒng)，系統(tǒng)機(jī)械能守恒（機(jī)械能守恒定律），系統(tǒng)機(jī)械能守恒（機(jī)械能守恒定律），即即（4）除重力和彈力以外的其它力做）除重力和彈力以外的其它力做的總功，等于系統(tǒng)