第3節

能量守恒定律第三章熱力學定律讓“飲水小鴨”“喝”完一口水后，直立起來。直立一會兒，又會慢慢俯下身去，再“喝”一口，然后又會直立起來。如此循環往復……這種“飲水小鴨”玩具是一架永動機嗎？1.知道人類對能量概念的認識過程，并能理解能量和能量守恒觀念對世界統一性的意義。2.理解能量守恒定律，知道能量守恒是自然界普遍遵從的基本規律。3.知道第一類永動機是不可能實現的。知識點一：探索能量守恒的足跡1.人類對能量的認識與能量之間的轉化風能水能光能電能2.能量之間的轉化電能與磁能的轉化電能與內能的轉化3.能量守恒觀念的形成能量守恒觀念的形成由于能量既抽象又以各種不同的形式廣泛存在，所以能量守恒思想的萌芽及產生并不是一蹴而就的。從各種實驗的驗證，再到實驗結果的被質疑，科學家們付出了大量的努力。應該說，人類對能量的認識過程，體現了科學前輩們對“守恒”這一科學思想的追尋。從18世紀末到19世紀中葉，不同領域的科學家從不同角度都提出過能量守恒的思想。人類對能量守恒的認識經歷了一個由淺人深、由含糊到清晰的過程。1836年蓋斯發現化學反應放出的熱量與反應步驟無關1842年邁爾表述了能量守恒定律1841年焦耳發現電流的熱效應1831年法拉第發現電磁感應現象1820年奧斯特發現電流的磁效應1843年焦耳測定做功與傳熱的關系1798年倫福德的實驗表明熱的本質是運動1821年塞貝克發現溫差電現象1847年亥姆霍茲在理論上概括和總結能量守恒定律1.將一段長度為20cm的直導線放在勻強磁場中，通電電流為1A，受到安培力大小為2N，則該磁場磁感應強度（）A、B＝10TB、B≥10TC、B≤10TD、不能確定練一練B知識點二：能量守恒定律1.內容：能量既不會憑空產生，也不會憑空消失，它只能從一種形式轉化為別的形式，或者從一個物體轉移到別的物體，在轉化或轉移的過程中其總量不變。2.表達式：E初=E末3.意義：能量守恒定律是自然界最普遍，最重要，最可靠的自然規律之一，它與細胞學說，進化論一起被恩格斯譽為十九世紀自然科學的三大發現。4.能量守恒定律說明：(1)自然界存在著多種不同形式的運動，每種運動對應著一種形式的能量。機械運動———機械能熱運動———內能化學運動——化學能電荷運動——電能生物運動——生物能原子核內部的運動——原子能(2)不同形式的能量之間可以相互轉化。(3)能量守恒定律適用于任何物理現象和物理過程。1.行駛中的汽車制動后滑行一段距離，最后停下來；流星在夜空中墜落并發出明亮的光焰；降落傘在空中勻速下降；條形磁鐵在下落過程中穿過閉合線圈，線圈中產生電流。上述不同現象中所包含的相同物理過程是（）A．物體的動能轉化為其他形式的能B．物體的勢能轉化為其他形式的能C．物體的機械能轉化為其他形式的能D．其他形式的能轉化為物體的機械能練一練C2.下列關于能量轉化的現象的說法中，正確的是（）A．用太陽灶燒水是太陽能轉化為電能B．電燈發光是電能轉化為光能C．核電站發電是電能轉化為內能D．生石灰放入盛有涼水的燒杯里，水溫升高是動能轉化為內能B知識點三：永動機不可能制成飲水鴨不斷飲水原因：1.永動機：不消耗任何能量，卻可以源源不斷地對外做功，這種機器叫永動機。（人們把這種不消耗能量的永動機叫第一類永動機）2.歷史上的永動機：螺旋永動機達·芬奇滾球永動機軟臂永動機19世紀設計馬爾基斯3.第一類永動機不可能制成的原因違背了能量守恒定律。（1）如果沒有外界熱源供給熱量，則有U2－U1＝W，就是說，如果系統內能減少，即U2<U1，則W<0，系統對外做功是要以內能減少為代價的，若想源源不斷地做功，就必須使系統不斷回到初始狀態，在無外界能量供給的情況下，是不可能的。（2）層出不窮的永動機設計方案，由于違背了能量守恒定律，無一例外地宣布失敗，人類制造永動機的企圖是沒有任何成功希望的。1.．“第一類永動機”是不可能制成的，這是因為（）A．它不符合機械能守恒定律B．它違背了能量守恒定律C．它做功產生的熱不符合熱功當量D．暫時找不到合理的設計方案和理想材料練一練B能量守恒定律探索能量守恒的足跡永動機不可