教科版九年級(jí)物理11.2《能量轉(zhuǎn)化的方向性和效率》優(yōu)秀課件

1、2.能量轉(zhuǎn)化的方向性和效率第十一章 物理學(xué)與能源技術(shù)導(dǎo)入新課講授新課課堂小結(jié)隨堂訓(xùn)練能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移無處不在。然而，許多情況雖然并不違背能量守恒定律，但在實(shí)際情形中卻不會(huì)發(fā)生，這是為什么呢？這是因?yàn)槟芰康霓D(zhuǎn)化具有方向性。導(dǎo)入新課1.認(rèn)識(shí)到能量轉(zhuǎn)移具有方向性。2.認(rèn)識(shí)能量轉(zhuǎn)化效率。學(xué)習(xí)目標(biāo)導(dǎo)入新課思考：水能從低處往高處流嗎？水能自發(fā)地從低處往高處流嗎？能量轉(zhuǎn)化的方向性一用抽機(jī)就能實(shí)現(xiàn)水從低處往高處流。 如果水是自發(fā)地流只能從高處往低處流，同樣能量的自發(fā)流向也不是隨意的，即能量的轉(zhuǎn)化具有方向性。講授新課1.討論交流：這些情形可能嗎？ 試看分析以下過程能否實(shí)現(xiàn)，以及實(shí)現(xiàn)過程中的能量轉(zhuǎn)化情況。（1）一

2、杯水靜置一段時(shí)間后，其中的一部分水自行從另一部分水中吸取熱量，沸騰成水蒸氣?另一部分水則內(nèi)能減少，凝結(jié)成冰?講授新課 熱傳遞的過程是有方向性的，這個(gè)過程可以向一個(gè)方向自發(fā)地進(jìn)行，但是向相反的方向卻不能自發(fā)地進(jìn)行。注意：內(nèi)能總是自發(fā)地從高溫物體向低溫物體轉(zhuǎn)移而不會(huì)自發(fā)地由低溫物體向高溫物體轉(zhuǎn)移。講授新課（2）枯萎的花兒，自發(fā)從空氣中吸取能量和水分，重?zé)ㄇ啻?？枯萎的花兒，也不可能自發(fā)從空氣中吸取能量和水分。講授新課（3）坡底的巨石從周圍環(huán)境中獲取能量，滾向坡頂？ 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！ 講授新課（4）汽車從北京開到天津，掉轉(zhuǎn)車頭，可以不再消耗新的燃料

3、，從空氣、尾氣中吸取能量，返回北京？返程不再耗油.講授新課 這是不可能的。因?yàn)楸黄渌镔|(zhì)吸收后變?yōu)橹車h(huán)境的內(nèi)能，我們無法把這些內(nèi)能收集起來重新利用，這種現(xiàn)象叫作能量的耗散。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向性。講授新課 通過以上的分析很明顯這些過程都是不可能實(shí)現(xiàn)的，我們?cè)诂F(xiàn)實(shí)生活中也從未看到這樣的現(xiàn)象發(fā)生過。自然界中許多自發(fā)的過程都是有方向的，或者說能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移也是有方向的。講授新課2.能量流動(dòng)具有方向性（1）轉(zhuǎn)移的方向性 熱量只能自發(fā)地從高溫物體轉(zhuǎn)移到低溫物體，反之要想使熱量自發(fā)地從低溫物體流入高溫物體是不可能的。但如果有外界適當(dāng)?shù)母深A(yù)，或滿足一定的條件，熱量可以從

4、低溫物體轉(zhuǎn)移至高溫物體。 例如空調(diào)可以將熱量從低溫的室內(nèi)移至高溫的室外，但外界必須做功，這種轉(zhuǎn)移才是可能的，空調(diào)不開不做電功，這種轉(zhuǎn)移就是不可能的。講授新課（2）轉(zhuǎn)化的方向性 指內(nèi)能和其他形式的的能量（如電能、機(jī)械能等）的相互轉(zhuǎn)化具有方向性。其他形式的能量可以自發(fā)地轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，而內(nèi)能不可無條件地轉(zhuǎn)化為其他形式的能量。 例如鐘表在再次上緊發(fā)條之前,終會(huì)停下,機(jī)械能終會(huì)完全轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)能，內(nèi)能不可自發(fā)地轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。講授新課 總之如果某個(gè)過程涉及了熱量，能量的轉(zhuǎn)化（和轉(zhuǎn)移）就將是“覆水難收”，無法自發(fā)地沿反方向發(fā)生，除非我們耗費(fèi)額外的能量提供幫助。思考：因?yàn)槟芰渴鞘睾愕?，所以我們不需要?jié)約能源，這種說

5、法對(duì)嗎？并說明原因。講授新課 現(xiàn)實(shí)的宏觀世界中，物體間一旦存在溫差，就會(huì)有熱量的傳遞；摩擦無處不在，機(jī)械能會(huì)不斷轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。我們對(duì)能量的利用，無法避免涉及熱量的生成與轉(zhuǎn)移。于是，每一次能量的利用。都會(huì)減少這個(gè)世界上可利用、便于利用的能量的總量。這種說法不正確，因?yàn)槟芰哭D(zhuǎn)化具有方向性。 這就是為什么雖然能量是守恒的，我們?nèi)匀灰?jié)約能源的原因。講授新課 在實(shí)際工作和生活中，人們把一種能量轉(zhuǎn)化為另一種能量總是為了某種目的： 用燃?xì)庠顭?，目的是為了把水燒熱或燒開；并希望燒水時(shí)將天燃?xì)馊紵a(chǎn)生的熱量完全傳遞給水壺中的水。 使用電梯是為了把人或物體提高到一定的高度；并希望每消耗1千瓦時(shí)的電能完全轉(zhuǎn)化成人

6、或物體的勢(shì)能。能量轉(zhuǎn)化中的效率二講授新課 生活經(jīng)驗(yàn)告訴我們，這些理想都不可能發(fā)生在所有的能量利用過程中，能量損耗不可避免 。 以天燃?xì)鉄粔厮疄槔?.輸入能量 我們把天然氣完全燃燒釋放出的化學(xué)能稱為輸入能量。講授新課3.輸出無效能量 把散發(fā)到大氣、壺體中的那部分能量稱為輸出無效能量。2.輸出有效能量 壺水水吸收的那部分能量稱為輸出有效能量。講授新課輸入能量=輸出有效能量+輸出無效能量4.輸入能量、輸出有效能量和輸出無效能量的關(guān)系根據(jù)能量守恒定律： 為了進(jìn)一步描述這些過程，人們定義了能量的轉(zhuǎn)化效率。講授新課5.能量轉(zhuǎn)化效率即= ，任何情況下，1!能量轉(zhuǎn)化效率=輸出有效能量輸入能量 其實(shí)，在所有

7、的能量利用的過程中，都有以上的關(guān)系。W有W總講授新課討論交流各種“效率” 在“機(jī)械與功”一章中，我們研究了機(jī)械效率，即有用功在總功中所占的比例；在“改變世界的熱機(jī)”一章中，我們又知道了熱機(jī)的效率，即內(nèi)能轉(zhuǎn)化為有用機(jī)械能的效率。這些效率，跟我們今天學(xué)習(xí)的“能量轉(zhuǎn)化效率”是一回事嗎？為什么？講授新課機(jī)械效率定義:有用功在總功中所占的百分比，叫機(jī)械效率，機(jī)械效率總小于1。熱機(jī)效率：熱機(jī)所做有用功（有效利用的能量）與燃料完全燃燒釋放的熱量之比叫作熱機(jī)效率。講授新課熱機(jī)工作時(shí)總是有能量的損失，所以熱機(jī)效率始終小于1。 提高能量利用中的轉(zhuǎn)化效率是節(jié)能問題的核心，是可持續(xù)發(fā)展的重要措施之一。能量轉(zhuǎn)化效率=輸

8、出有效能量輸入能量即都可表示為：講授新課（一）能量的轉(zhuǎn)化具有方向性涉及了熱量，能量的轉(zhuǎn)化（和轉(zhuǎn)移）是有方向的，無法自發(fā)地沿反方向發(fā)生，除非我們耗費(fèi)額外的能量提供幫助。（二）能量轉(zhuǎn)化中的效率輸入能量=輸出有效能量+輸出無效能量能量轉(zhuǎn)化效率=輸出有效能量/輸入能量即= W有/W總，任何情況下，1! 課堂小結(jié)1. 一般情況下（ ）能只能從高溫問題轉(zhuǎn)移到低溫物體，不能相反。如冬天，火爐把自己能傳遞給房間里的空氣，供人們?nèi)∨坏搅舜禾?，我們不能把這些能量重新收集起來供來年再用，上述事例說明：能量的轉(zhuǎn)化、能量的轉(zhuǎn)移，都是有（ ）性的；請(qǐng)?jiān)倥e一個(gè)符合這一規(guī)律的例子： 內(nèi)方向 物塊在地面上因摩擦部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，這些內(nèi)能不會(huì)再轉(zhuǎn)化成機(jī)械能。 隨堂訓(xùn)練2下列說法正確的是（）A能量是守恒的，所以無須節(jié)約能源 B物體的溫度越高，含有的熱量越多 C熱量只能自發(fā)地從高溫物體轉(zhuǎn)移到低溫物體，不能相反 D相同質(zhì)量的0的水比0的冰內(nèi)能少 C隨堂訓(xùn)練3下列關(guān)于能量轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化的方向性的說法中，不正確的是（）A在自然界中不是所有能量都能利用 B能量的利用是有條件的，也是有代價(jià)的 C不同溫度的物體發(fā)生熱傳遞時(shí)，熱傳遞的方向只能從高溫物體到低溫物體，不會(huì)相反 D汽車，剎車時(shí)，車的動(dòng)能