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1、7.10 能量守恒定律与能源能量守恒定律与能源电站有一个高塔，塔顶上装有锅炉，塔的周围装有平电站有一个高塔，塔顶上装有锅炉，塔的周围装有平面反射镜，它把阳光反射后集中在锅炉上，把锅炉内面反射镜，它把阳光反射后集中在锅炉上，把锅炉内的工作物质水加热成高温高压蒸汽。高温高压蒸汽通的工作物质水加热成高温高压蒸汽。高温高压蒸汽通过管道输送到汽轮发电机。过管道输送到汽轮发电机。太阳能热电站太阳能热电站太阳能太阳能内能内能机械能机械能电能电能一、能量的转化一、能量的转化 光合作用光合作用 光能光能 化学能化学能电动机电动机 电能电能 机械能机械能发电机发电机 机械能机械能 电能电能电能电能 光能光能、内能
2、内能化学能化学能 内能内能 、机械能、机械能 水能（动能、重力势能）水能（动能、重力势能）电能电能 水果电池水果电池化学能化学能 电能电能 在一定条件下，系统内的动能和势能相在一定条件下，系统内的动能和势能相互转化，但其和保持不变，即服从互转化，但其和保持不变，即服从机械能守机械能守恒定律恒定律。当其它形式的能量如电能、内能、化当其它形式的能量如电能、内能、化学能、光能等参与转化时，是否服从学能、光能等参与转化时，是否服从类似类似的规律的规律呢？呢？：永动机永动机蒸汽机消耗煤炭，内燃机消耗汽油或蒸汽机消耗煤炭，内燃机消耗汽油或柴油，电动机消耗电力，有没有一种柴油，电动机消耗电力，有没有一种机器
3、，它不消耗任何燃料或动力，却机器，它不消耗任何燃料或动力，却可以不停地运转，源源不断的对外做可以不停地运转，源源不断的对外做功呢？这种机器被称为永动机。功呢？这种机器被称为永动机。大约在大约在1570年，意大年，意大利有一位教授叫泰斯尼尔斯，利有一位教授叫泰斯尼尔斯，提出用磁石的吸力可以实现提出用磁石的吸力可以实现永动机。他的设计如图所示，永动机。他的设计如图所示，A是一个磁石，铁球是一个磁石，铁球C受磁石受磁石吸引可沿斜面滚上去，滚到吸引可沿斜面滚上去，滚到上端的上端的E处，从小洞处，从小洞B落下，落下，经曲面经曲面BFC返回，复又被磁返回，复又被磁石吸引，铁球就可以沿螺旋石吸引，铁球就可以
4、沿螺旋途径连续运动下去途径连续运动下去。历史上的永动机历史上的永动机磁力永动机奥恩库尔的永动机模型奥恩库尔的永动机模型滚珠永动机滚珠永动机软臂永动机软臂永动机阿基米德阿基米德螺旋永动螺旋永动机机 上世纪上世纪20年代德国的一张明信片年代德国的一张明信片,拿爱因斯坦开玩笑，想想看这个永动机拿爱因斯坦开玩笑，想想看这个永动机为什么不行？为什么不行？能量守恒定律能量守恒定律的内容的内容能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为别的形式，或者它只能从一种形式转化为别的形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转从一个物体转移到别的物体，在转化或转移
5、的过程中其总量不变移的过程中其总量不变。某种形式的能减少，一定有其他形式的能某种形式的能减少，一定有其他形式的能量增加，且减少量和增加量一定相等某量增加，且减少量和增加量一定相等某个物体的能量减少，一定存在其他物体的个物体的能量减少，一定存在其他物体的能量增加，且减少量和增加量一定相等。能量增加，且减少量和增加量一定相等。能量守恒定律的意义能量守恒定律的意义能量守恒定律能量守恒定律同同生物进化论、细胞的发现生物进化论、细胞的发现被恩被恩格斯誉为格斯誉为19世纪的三个最伟大的科学发现。世纪的三个最伟大的科学发现。能量守恒定律是在无数实验事实的基础上建立能量守恒定律是在无数实验事实的基础上建立起来
6、的，是自然科学的起来的，是自然科学的普遍规律普遍规律之一。之一。自然界一切已经实现的过程都遵守能量守恒定自然界一切已经实现的过程都遵守能量守恒定律。凡是违反能量守恒定律的过程都是不可能律。凡是违反能量守恒定律的过程都是不可能实现的，例如实现的，例如“永动机永动机”只能以失败而告终。只能以失败而告终。机械能守恒定律只是能量守恒定律的特例。机械能守恒定律只是能量守恒定律的特例。能源的分类能源的分类能源：凡是能够提供可利用能量的物质统称为能源能源：凡是能够提供可利用能量的物质统称为能源能源可分为能源可分为常规能源常规能源和和新能源新能源两类两类常规能源：煤、石油和天然气等常规能源：煤、石油和天然气等
7、新能源新能源太太阳阳能能新能源新能源风风能能 新新疆疆达达坂坂 风风力力发发电电厂厂新能源新能源水水能能 三三峡峡水水电电站站新能源新能源核核能能 深深圳圳大大亚亚湾湾核核电电站站 燃料的化学能一部燃料的化学能一部分转化为食物的内分转化为食物的内能，最终都转化为能，最终都转化为周围环境的内能。周围环境的内能。能量耗散能量耗散 在在能能源源的的利利用用过过程程中中，即即在在能能量量的的转转化化过过程程中中，能能量量在在数数量量上上并并未未减减少少，但但在在可可利利用用的的品品质质上上却却降降低低了了，从从便便于于利利用用变变成成不便于利用不便于利用的了。的了。这这是是能能源源危危机机更更深深层层次次的的含含义义，也也是是“自自然然界界的的能能量量虽虽然然守守恒恒，但但还还是是要要节节约约能能源源”的根本原因。的根本原因。