蒸汽機的能量轉化過程是什么？
煤燃料的化學能轉化為水的內能
水的內能轉化為輪子的機械能
火力發(fā)電的能量轉化過程是什么？
水的內能轉化為汽輪機的機械能
汽輪機的機械能轉化為發(fā)電機的電能
電動機的能量轉化過程是什么？
思考：能否設計出不需要消耗能量，但能自動運轉的機器呢？
如圖這樣一盆水,旁邊掛毛巾,毛巾就像抽水機一樣源源不斷地把水從盆子里抽出來,滴到地上
如圖，是不是可以實現(xiàn)把水從低處的水吸到高處？
能否如圖所示，用更多的盆和毛巾，把水一級級的向上提？
毛細現(xiàn)象：毛細管插入浸潤液體（水）中，管內液面上升，高于管外，毛細管插入不浸潤液體（空氣）中，管內液體下降，低于管外的現(xiàn)象。
通過機器的自行轉動，實現(xiàn)對外做功。即不消耗任何能量，卻能永遠運動并對外做功。
科學家經過長時間探索，發(fā)現(xiàn)： 任何一種形式的能量在轉化為其它形式的能量過程中，其總量保持不變。
解析： 1.能量不會憑空產生，也不會憑空消失。 2.能量會從一種形式轉化為其他形式（能量轉化）； 能量會從一個物體轉移到其他物體（能量轉移）。 3.在轉化或轉移的過程中，能量的總量保持不變。
能量守恒定律是19世紀自然科學的三大發(fā)現(xiàn)之一
能量轉移和能量轉化的方向性
若把一杯涼水放到溫度較高的環(huán)境中，水是否會自動變熱？把水放到溫度較低的環(huán)境中，水是否會自動變熱？
分析：放到溫度較高的環(huán)境中，水吸熱，溫度升高，內能增加。空氣的內能傳遞給水。將水放到溫度較低的環(huán)境中，水不會自動變熱，水的內能會傳給空氣。
在熱傳遞的過程中，內能總是自發(fā)地從高溫物體轉移到低溫物體，不能相反。如果要使內能從低溫物體轉移到高溫物體，就需要消耗其他形式的能量。 例如，電冰箱就需要消耗電能。
你見過生活中熱量從低溫物體轉移到高溫物體的嗎？
結論：說明能量的轉移是有方向性的。
　汽車制動時，由于摩擦，動能轉化成輪胎、地面和空氣的內能。
這些消耗的能量不能再自動地被用來驅動汽車。
我們從石油中提煉出汽油，內燃機把能源中儲備的化學能轉化為汽車的機械能、內能。
這些機械能、內能無法再轉化回可以被利用的能源
火力發(fā)電廠把煤中貯存的化學能轉化為電能，供生產和生活用。
用電器將電能轉化為內能、光能、機械能多種形式的能后，這些能量無法再變回能源。
結論：說明能量的轉化是有方向性的。
小結：能量的轉化和轉移具有方向性，或者說，能量的轉化和轉移具有不可逆性．人們是在能量的轉化和轉移的過程中利用能量。能源的利用是有條件的，我們所能利用的能源是有限的，所以需要節(jié)約能源。
人類消耗各種能源時給自己帶來了便利，也給自己造成了麻煩，不可避免地對環(huán)境造成影響,對環(huán)境造成了污染。
化石能源是現(xiàn)代的主要能源?；剂显谌紵眠^程中, 產生的各種氣體與固體廢物和余熱對環(huán)境造成污染。
化石能源通過燃燒轉化為內能，相當一部分內能沒有被有效利用，從而造成了熱污染。汽車尾氣造成空氣污染和城市熱島效應。
城市里，大量煙塵和廢氣阻礙了地表熱量向外輻射。另外，城市中的建筑物、混凝土和瀝青路面，改變了地表的反射率和蓄熱能力，使得城市氣溫比周圍農村的高。
燃料燃燒產生的大量二氧化碳，大大加劇了地球的溫室效應。
溫室效應會造成全球氣候變暖，冰川融化，海平面上升，出現(xiàn)極端高溫、干旱、颶風。危害自然生態(tài)系統(tǒng)，導致許多生物物種滅絕，也給人類帶來直接威脅。
燃料燃燒還生成二氧化硫、氮氧化物、粉塵和一氧化碳等有害物質。產生的酸性物質最終會形成酸雨。
在消耗各種能源時，對環(huán)境造成怎樣的破壞呢？用“√”表示大量消耗能源對環(huán)境會有明顯的破壞，用“×”表示對環(huán)境不會造成明顯的破壞。
能量轉移和轉化的方向性
1. 白熾燈工作時的能量的轉化情況
如圖所示，白熾燈正常工作時，電流做功，電能轉化為光能和內能。根據(jù)能量守恒定律，輸出的光能與內能之和應該等于輸入的電能，它們之間的關系如圖所示.
2. 行駛的小轎車能量的轉化情況
對于行駛的小轎車來說，輸出的能量與輸入的能量之間的關系可以用圖來表示.
我們讓白熾燈工作的目的在于獲取光能。如果一只白熾燈只發(fā)光，那么它的效率就是100%。
事實上，白熾燈發(fā)光時總會發(fā)熱，因此必然有一部分電能轉化為內能。通常，一盞額定功率為100W的白熾燈正常工作時，每秒產生的有用能量——光能約為10J，其他的電能都轉化為了內能。
通常，能量轉換裝置的效率可用下式計算：
算一算小轎車工作時的效率
對于熱機來說，轉化為有用功的能量與燃料完全燃燒所釋放的能量之比叫作熱機的效率。
為了提高熱機的效率，人們一直在努力地減少熱機工作過程中各種能量的損失。由蒸汽機發(fā)展為噴氣發(fā)動機，能源利用效率從6%提高到50%以上?？梢姡茉蠢眯实奶岣唠x不開科學技術的進步。
1．不可再生能源和可再生能源
（2）可再生能源：太陽能、風能、水能等可以在自然界里源源不斷地到 。
（1）不可再生能源：化石能源、核能等會越用越少，不能在短期內從自然界得到補充。
現(xiàn)在世界能源消耗中90%以上是不可再生能源。
2．21世紀的能源趨勢
（1）我國的能源可開采量和消耗與世界的比較
（1）按現(xiàn)在的能源消耗，世界上的石油、天然氣和煤等生物化石能源將在幾十年至200年內逐漸耗盡。同時大量消耗常規(guī)能源帶來了環(huán)境問題
（2）能源與可持續(xù)發(fā)展策略
①提高能源的利用率，減少在能源使用中對環(huán)境的破壞。
（1）未來理想能源須滿足的條件：
可再生能源是未來理想能源的一個重要發(fā)展方向
（2）我國各種新能源的開發(fā)和利用：
1．（2020秋?青島期中）節(jié)約能源，人人有責。不提倡的做法是（　　）A．用節(jié)能燈代替白熾燈照明B．私家車代替公交車出行C．離開教室，人走燈滅D．夏天空調溫度調得不要太低
2．（2020?棗莊）能源和環(huán)境是人類生存的基本條件，下列敘述正確的是（　　）A．煤、石油和天然氣都屬于可再生能源B．電池在生產生活中應用廣泛C．就地焚燒廢棄塑料，減少“白色污染”D．禁止使用化石燃料，防止形成酸雨
3．（2020?福建）我國城鄉(xiāng)建設和管理越來越注重環(huán)保，以下做法符合環(huán)保要求的是（　　）A．廢舊電池隨意丟棄B．減少城市綠地和湖泊的面積C．工業(yè)廢水直接排放到江河中D．使用太陽能、風能等清潔能源
4．（2020?鞍山）能源科技的發(fā)展促進了人類文明的進步，下列有關能源的說法正確的是（　　）A．核電站中的反應堆是利用核裂變發(fā)電的B．太陽能、風能、天然氣都是可再生能源C．電能是廣泛使用的一次能源D．因為能量轉化服從能量守恒定律，所以能源是取之不盡、用之不竭的
5．（2020?長沙二模）關于能源和可持續(xù)發(fā)展，下列說法正確的是（　?。〢．風能、太陽能、核能都是可再生能源B．太陽能電池將太陽能直接轉化為化學能C．我國已建成的核電站是利用核聚變來發(fā)電的D．能量轉移和轉化是有方向性的，所以我們必須節(jié)約能源
6．（2020?德州）2020年6月13日，空軍大型運輸機運﹣20，搭載105名參加紅場閱兵的三軍儀仗隊隊員，首次跨洲際飛行抵達莫斯科國際機場。下列有關運輸機說法正確的是（　?。〢．運輸機使用的燃油屬于可再生能源B．運輸機在減速降落的過程中，機械能減小C．運輸機是靠空氣浮力升空的D．運輸機停在水平地面受到的重力與它對地面的壓力是平衡力
推動了人類社會發(fā)展，為人類文明發(fā)展作出了重大貢獻。
改變能源結構、開發(fā)新能源、提高能源的利用率、減少環(huán)境污染.
問題：不可再生能源會被消耗殆盡；破壞環(huán)境和生態(tài)平衡。

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能量轉化的基本規(guī)律

版本： 蘇科版

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