初中科学浙教版九年级上册第3章 能量的转化与守恒第7节 核能集体备课ppt课件

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你能说出哪些形式的能量？
各种形式的能量是孤立的，还是有联系的？
下列物体具有哪种形式的能量？物体的能量发生怎样变化？
1、同一形式的能量可以在两个物体之间转移。
你能列举出几个能量转移的实例吗？
2、不同形式的能量也可以转化。
你能列举出几个能量转化的实例吗？
双手相互摩擦，手会发热；
3、太阳能可以转化为各种形式的能量。
（1）转变为植物的化学能
化学能（储存有 机物中）
光合作用——地球上最主要的能量转化过程
光合作用是指植物利用光能，把二氧化碳和水转化成有机物，并释放出氧气的过程，如图所示。从能量转化的角度，就是把太阳辐射到地球上的光能转化为储存在糖类中的化学能。每年全球光合作用可以产生大约1600亿吨糖类。
光合作用不仅为生物体提供食物和能量，也是目前世界上主要动力的源泉。人类利用的煤、石油、天然气等化石能源，是古代植物进行光合作用攒积下来的。因此，光合作用是地球上最主要的能量转化过程。
（2）转变为空气的动能。
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。
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；
太阳光照射到电池板上，将电磁能转化为电能。
三种直接利用太阳能的方式
4、人体能量的来源及转化。
人体的能量都来自于食物（化学能）。
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
5、火力发电厂能量转化。
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。
6、核能发电厂能量转化。
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。
如图，青蛙从地上跃起捕捉害虫。在这个过程中青蛙消耗了什么能？这些能量到哪里去了？青蛙获得了什么能？这些能量来自哪里？
这些能量来自害虫的化学能
氢氧化钠在水中溶解，温度会升高；硝酸铵在水中溶解，温度会降低。这两种物质在溶解过程中，能量的形式各发生了怎样的转化？
氢氧化钠把化学能转化为内能。
硝酸铵把内能转化为化学能。
如图所示，用电动机提升重物时，电动机消耗的电能，是否都转化为重物的机械能？是否还转化为其他形式的能量？如果把转化后的各种形式的能量全部加起来，是否跟电动机消耗的电能相等？
电动机消耗的电能一部分转化为重物的机械能，一部分转化为内能
转化后的各种形式的能量全部加起来等于电动机消耗的电能。
二、能量的转化与守恒定律
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。
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。无论是机械运动，还是生命运动；无论是宇宙天体，还是微观粒子，都遵循这个定律。
能量转化和守恒定律是许多科学家经过长期探索，于19世纪中叶建立起来的。它是科学史上最重大的发现之一
能量的转化和守恒定律的建立
1840年，德国医生迈尔从生理学角度对能量进行了研究，他发现病人的静脉血比他预计的要红得多，因此他开始思考动物热的问题，并由此萌发了所有形式的能量都可以相互转化的想法。他还分析了多种能量的转化和守恒的现象，成为首先阐述能量守恒思想的人。
从1840~1878年的近40年时间里，英国科学家焦耳研究了电流热效应、空气压缩时温度的升高以及电、化学和机械作用之间的联系。他发现了焦耳定律，得出了电能向内能转化的定量关系。他做了400多次实验，用各种方法测定热与功之间的当量关系，精确地测定了热和机械功之间的当量关系的数值，为能量守恒定律的确立奠定了定量的实验基础。
1847年，德国科学家亥姆霍兹发表了《论力的守恒》一文，把能量的概念推广到热学、电磁学、天文学和生理学等领域，系统、严密地阐述了能量守恒思想。他分析了机械能、化学能、电磁能等不同形式能量的转化和守恒，并把能量守恒与永动机不可能制成联系起来。他认为机器只能转化能量，而不能创造和消灭能量。他对能量守恒定律作出了清晰、具有说服力的论述，从而使能量转化和守恒定律得到人们的广泛接受。可见，能量转化和守恒定律是众多科学家集体智慧的结晶。
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，因为圆轮转动时要克服摩擦和空气阻力消耗能量，而能量的转化有方向性，摩擦生热是不可逆的。
三、能量的转移和转化的方向性
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。
炽热的铁块投入水中时，内能从铁块传递给水，最后两者达到相同的温度。
当杂技演员沿竹竿下滑时，重力势能转化为内能，使手和竹竿的温度升高。
手和竹竿不可能自发地降低温度，而使人的位置升高。
大量的现象表明，能量的转移和转化有一定的方向性。
请你举例加以说明，能量的转移和转化有一定的方向性有什么实际意义？
例如，内能只能有高温物体转移到低温物体，这样就可以用高温物体给低温物体进行加热。
我们要遵循能量转移和转化的方向性，在能量转移和转化过程中合理利用能量。
又例如，水总是从高处流到低处，这样人们就可以用水的落差进行水力发电。