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课件网) 第十一章 物理学与能源技术 第二节 能量转化的方向性和效率 能量的转化和转移无处不在。然而，许多情况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？ 这是因为能量的转化具有方向性。 能量转化的方向性 思考：水能从低处往高处流吗？水能自发地从低处往高处流吗？ 用抽机就能实现水从低处往高处流。 如果水是自发地流只能从高处往低处流，同样能量的自发流向也不是随意的，即能量的转化具有方向性。 能量转化的方向性 1.讨论交流：这些情形可能吗？ 试看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 能量转化的方向性 思考：水能从低处往高处流吗？水能自发地从低处往高处流吗？ 用抽水机就能实现水从低处往高处流。 如果水是自发地流，只能从高处往低处流，同样能量的自发流向也不是随意的，即能量的转化具有方向性。 能量转化的方向性 1.讨论交流：这些情形可能吗？ 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 能量转化的方向性 热传递的过程是有方向性的，这个过程可以向一个方向自发地进行，但是向相反的方向却不能自发地进行。 注意：内能总是自发地从高温物体向低温物体转移而不会自发地由低温物体向高温物体转移。 能量转化的方向性 （2）枯萎的花儿，自发从空气中吸取能量和水分，重焕青春？ 枯萎的花儿，也不可能自发从空气中吸取能量和水分。 能量转化的方向性 （3）坡底的巨石从周围环境中获取能量，滚向坡顶？ 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！ 能量转化的方向性 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。 能量转化的方向性 2.能量流动具有方向性 （1）转移的方向性 热量只能自发地从高温物体转移到低温物体，反之要想使热量自发地从低温物体流入高温物体是不可能的。但如果有外界适当的干预，或满足一定的条件，热量可以从低温物体转移至高温物体。 例如空调可以将热量从低温的室内移至高温的室外，但外界必须做功，这种转移才是可能的，空调不开不做电功，这种转移就是不可能的。 能量转化的方向性 （2）转化的方向性 指内能和其他形式的的能量（如电能、机械能等）的相互转化具有方向性。其他形式的能量可以自发地转化为内能，而内能不可无条件地转化为其他形式的能量。 例如钟表在再次上紧发条之前,终会停下,机械能终会完全转化为内能，内能不可自发地转化为机械能。 能量转化的方向性 总之如果某个过程涉及了热量，能量的转化（和转移）就将是“覆水难收”，无法自发地沿反方向发生，除非我们耗费额外的能量提供帮助。 思考：因为能量是守恒的，所以我们不需要节约能源，这种说法对吗？并说明原因。 能量转化的方向性 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。 这种说法不正确，因为能量转化具有方向性。 这就是为什么虽然能量是守恒的，我们仍然要节约能源的原因。 能量转化中的效率 在实际工作和生活中，人们把一种能量转化为另一种能量总是有某种目的： 用燃气灶烧水，目的是 ... ...
