第6章 第2节 能量的转化与守恒 第3节 珍惜大自然 讲义

第6章 能源与可持续发展 第2节　能量的转化与守恒 第3节　珍惜大自然 [学习目标] 1.知道不同形式的能量可相互转化，在转化过程中能量总量保持不变。 2.知道能量的转化具有方向性。 3.了解熵的概念。 [基础梳理] 一、能量的转化与守恒 1.能量的转移与转化：能量可以从一个物体转移到其他物体，也可以从一种形式转化为其他形式。 2.能量守恒定律：在一个孤立系统里，能量既不能凭空产生，也不能凭空消失，它只能从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到其他物体，在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变。 3.第一类永动机：不需要任何动力或燃料就能不停运动的机器。 二、自然过程的方向性与熵 1.自然界宏观过程具有方向性，是不可能自动的逆向进行。要使它们逆向进行就必须由外界对它们施加作用。 2.开尔文及克劳修斯总结出重要的自然规律：自然界发生的与热现象有关的一切宏观过程都是有方向性的不可逆过程。 3.熵是描述处于不同状态的物体，分子运动状态无序程度不一样的物理量。熵越高，意味系统越无序；熵越低，就意味着系统越有序。 [能力拓展] 一、能量的转化与能量守恒 1.能量转化或转移的判断 2.能量在转化或转移过程中，总能量不变。能量为状态量，对应某时刻；功与热量是过程量，对应一个过程。 二、自然过程的方向性与熵 1.引入熵后，关于自然过程的方向性就可以表述为：在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵不会减少。 2.熵和系统内能一样都是一个状态函数，仅由系统的状态决定。从分子运动论的观点来看，熵是分子热运动无序(混乱)程度的定量量度。 [随堂演练] 1．有一种叫作“压电陶瓷”的电子元件，当对它挤压或拉伸时，它的两端就会形成一定的电压，这种现象称为压电效应。一种燃气打火机，就是应用了该元件的压电效应制成的。只要用大拇指压一下打火机上的按钮，压电陶瓷片就会产生的高压，形成火花放电，从而点燃可燃气体。在上述过程中，压电陶瓷片完成的能量转化是（　　） A．化学能转化为电能 B．内能转化为电能 C．化学能转化为光能 D．机械能转化为电能 2．关于能量耗散，下列说法中正确的是（　　） A．能量耗散是指在一定条件下，能量在转化过程中总量减少了 B．能量耗散表明能量守恒定律具有一定的局限性 C．能量耗散表明在能源的利用过程中，能量在数量上并未减少，因此，可利用的品质并未降低 D．能量耗散从能量转化的角度反映出自然界中宏观过程的方向性 3．据外媒报道，瑞士的一家采石场正在运营着--辆自重45吨的自卸式电动卡车，令人惊讶的是，该卡车从来不需要充电。关于此报道，下列说法正确的是（　　） A．这辆卡车的工作应该是满载下山，卸货后空载上山 B．这辆卡车的工作应该是空载下山，装货后满载上山 C．这违反了能量守恒定律，一定是假新闻 D．这辆卡车一定有燃油发动机提供额外动力 4．如图所示，质量为M、长度为L的小车静止在光滑水平面上，质量为m的小物块(可视为质点)放在小车的最左端。现用一水平恒力F作用在小物块上，使小物块从静止开始做匀加速直线运动。小物块和小车之间的摩擦力为f，小物块滑到小车的最右端时，小车运动的距离为x。此过程中，以下结论不正确的是（　　） A．小物块到达小车最右端时具有的动能为(F－f)·(L＋x) B．小物块到达小车最右端时，小车具有的动能为fx C．小物块克服摩擦力所做的功为f(L＋x) D．小物块和小车增加的机械能为Fx 5．如图所示，足够长粗糙斜面倾角为θ，固定在水平面上，物块a通过平行于斜面的轻绳跨过光滑轻滑轮与物块b相连，b的质量为m。开始时，a、b均静止且a刚好不受斜面摩擦力作用。现对b施加竖直向下的恒力F，使a、b做加速运动。则在b下降h高度过程中（　　） A．a的加速度等于 B．a的重力势能增加mghsinθ C．绳的 ... ...