初中教科版2 能量转化的方向性和效率一等奖ppt课件

这是一份初中教科版2 能量转化的方向性和效率一等奖ppt课件，共20页。

能量的转化和转移无处不在。然而，有些能量的转化和转移虽然并不违背能量守恒定律，但在实际情形中却不会发生，这是为什么呢？
在常温常压下，温度不同的水和冰之间的热传递，哪一种可以自发进行？
如同水是自发地流只能从高处往低处流，能量的自发流向也不是随意的，即能量的转化具有方向性。
试着分析以下过程能否实现,以及实现过程中的能量转化情况。
(1)一杯水静置一段时间后,其中的一部分水自行从另一部分水中吸取热量,沸腾成水蒸气,另一部分水则内能减少,凝结成冰.
这是不可能的，温度高的那部分水不可能从温度低的部分吸收热量。
在热传递的过程中，内能总是自发地从高温物体转移到低温物体，不能相反。
在热传递的过程中,内能总是自发地从高温物体转移到低温物体.如果要使内能从低温物体转移到高温物体，就需要消耗其他形式的能量。 例如，电冰箱、空调就需要消耗电能。
这是不可能的。因为被其他物质吸收后变为周围环境的内能,枯萎的花儿无法把这些内能收集起来重新利用。
机械能可以全部转化为内能，而内能不可全部转化为机械能而不引起其他变化！
(4)汽车从北京开到天津，掉转车头,可以不再消耗新的燃料,从空气、尾气中吸取能量，返回北京.
研究表明，如果某个过程中涉及了热量,能量的转化（和转移）就将是“覆水难收”,这些机械能、内能无法再转化回可以被利用的能源.
小结：通过以上的分析很明显这些过程都是不可能实现的，我们在现实生活中也从未看到这样的现象发生过。自然界中许多自发的过程都是有方向的，或者说能量的转化和转移也是有方向的。
既然自然界的能量是守恒的,为什么我们还要节约能源？
因为现实的宏观世界中,物体间一旦存在温差,就会有热量的传递；摩擦无处不在,机械能会不断转化为内能.我们对能量的利用,无法避免涉及热量的生成与转移.于是，每一次能量的利用,都会减少这个世界上可利用、便于利用的能量的总量.
1. 人们在能量转移和转化过程中利用能量：
(2)使用电梯把人或物体提高到一定的高度
将天燃气的化学能燃烧转化成内能，再把内能传递给水。
电源提供的电能完化成人或物体的重力势能。
生活经验告诉我们，这些愿望都不可能发生。在所有的能量利用过程中，能量损耗不可避免 。
(2)使用电梯时,希望每消耗1千瓦时的电能完全转化成人或物体的势能。
(1)烧水时,希望将天然气燃烧产生的热量完全传递给水壶中的水.
(3)骑自行车时希望我们消耗的每一分体能全部转化自行车的人的动能？
以天燃气烧一壶水为例：
(1)输入能量:把天然气完全燃烧释放出的化学能称为输入能量.
(3)输出无效能量:把散发到大气、壶体中的那部分能量称为输出无效能量。
(2)输出有效能量:水吸收的那部分能量称为输出有效能量.
输入能量=输出有效能量+输出无效能量
为了进一步描述这些过程，人们定义了能量的转化效率。
①在所有的能量利用过程中，能量损耗不可能避免，因此存在以下关系：输入能量总大于输出无效能量，任何情况下，η都小于1。 ②在所有的能量利用的过程中，都有以上的关系。
提高能量利用中的转化效率是节能问题的核心，是可持续发展的重要措施之一。
在“机械与功”一章中，我们研究了机械效率，即有用功在总功中所占的比例；在“改变世界的热机”一章中，我们又知道了热机的效率，即内能转化为有用机械能的效率。这些效率，跟我们今天学习的“能量转化效率”是一回事吗？为什么？
(1)机械效率：有用功在总功中所占的百分比，叫机械效率，机械效率总小于1。(2)热机效率：热机所做有用功（有效利用的能量）与燃料完全燃烧释放的热量之比叫作热机效率。热机工作时总是有能量的损失，所以热机效率始终小于1。
本堂重点:了解能量转移和能量转化的方向性。
本堂难点:知道能量转化或转移的效率。
考点一：能量转化的方向性
(2019 湖南岳阳)关于材料、信息和能源的说法正确的是（　　）A．制作手机芯片的主要材料是超导体B．北斗卫星导航系统（BDS）是靠电磁波来定位的C．煤、石油、可燃冰都是可再生能源D．能量是守恒的，所以我们不需要节约能源
下列事例中，能表示能量转化或转移具有“方向性”的事例是(　　)A.电能可以转化为机械能，机械能也可以转化为电能B.热量可以自发地从高温物体传递给低温物体，但却不能自发地从低温物体传递到高温物体C.动能可以和重力势能相互转化D.电能可以转化为内能，内能也可以部分地转化为电能
考点二：能量转化中的效率
（2019 四川成都）我们的生产与生活总离不开能量及其转化．下列说法正确的是(　 　)A．提高能量利用中的转化效率是节能问题的核心B．全自动洗衣机工作时，电能全部转化为机械能C．吊装码头上，只要货物受到的合力为零，它的能量就不变D．用燃气灶烧水，只要调大火力，燃气灶的加热效率就会提高
（多选题）提高能量的利用效率，除了不随便浪费能源外，主要还需改进应用能源的技术常采用的措施有（ ）A．让燃料充分燃烧 B．采用保温隔热措施，减少热量的散失 C．充分利用余热和减少有害摩擦 D．增加能量的转化环节