能量守恒定律
1.不同形式的能之間可以相互轉(zhuǎn)化,例如,電流通過導(dǎo)體時,電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,燃料燃燒時,化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,熾熱的燈絲發(fā)光,內(nèi)能轉(zhuǎn)化為光能。
2.各種形式的能相互轉(zhuǎn)化過程中守恒,能量守恒定律的內(nèi)容為:能量既不會憑空產(chǎn)生,也不會憑空消失,它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式,或者從一個物體轉(zhuǎn)移到別的物體;在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過程中其總量不變。
3.能量守恒定律是自然界中的一條普遍規(guī)律,恩格斯把這一定律稱為“偉大的運(yùn)動基本定律”,并把這一定律和細(xì)胞學(xué)說、達(dá)爾文的生物進(jìn)化論稱為19世紀(jì)自然科學(xué)的三大發(fā)現(xiàn)。
4.第一類永動機(jī)是指不需要任何動力或燃料卻能不斷對外做功的機(jī)器,它不可能造成的原因是違背了能量守恒定律。
5.能量守恒定律的發(fā)現(xiàn)在物理學(xué)理論的發(fā)展上使經(jīng)典物理學(xué)從經(jīng)驗科學(xué)發(fā)展成完整的理論科學(xué),在哲學(xué)上為辯證唯物主義自然觀提供了自然科學(xué)基礎(chǔ),揭示了自然界中各種不同的運(yùn)動形式是相互聯(lián)系的,且在轉(zhuǎn)化過程數(shù)量上保持守恒。所以,能量守恒定律論證了物質(zhì)運(yùn)動的不滅性和統(tǒng)一性。
1.能量守恒定律的內(nèi)容
能量既不會憑空產(chǎn)生,也不會憑空消失,它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式,或者從一個物體轉(zhuǎn)移到別的物體;在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程中其總量不變。
2.對能量守恒定律的理解
(1)能量的存在形式及相互轉(zhuǎn)化
各種運(yùn)動形式都有對應(yīng)的能:機(jī)械運(yùn)動有機(jī)械能,分子的熱運(yùn)動有內(nèi)能,還有諸如電磁能、化學(xué)能、原子能等。
各種形式的能,通過某種力做功可以相互轉(zhuǎn)化,例如:利用電爐取暖或燒水,電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能;煤燃燒,化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能;列車剎車后,輪子溫度升高,機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。
(2)與某種運(yùn)動形式對應(yīng)的能是否守恒是有條件的,例如,物體的機(jī)械能守恒,必須是只有重力做功;而能量守恒定律是沒有條件的,它是一切自然界現(xiàn)象都遵守的基本規(guī)律。
(3)能量守恒定律的重要意義
①找到了各種自然現(xiàn)象的公共量度——能量,從而把各種自然現(xiàn)象用定量規(guī)律聯(lián)系起來,揭示了自然規(guī)律的多樣性和統(tǒng)一性。
②突破了人們關(guān)于物質(zhì)運(yùn)動的機(jī)械觀念的范圍,從本質(zhì)上表明了各種運(yùn)動形式之間相互轉(zhuǎn)化的可能性。能量守恒定律比機(jī)械能守恒定律更普遍,它是物理學(xué)中解決問題的重要思維方法。
③能量守恒定律與細(xì)胞學(xué)說、達(dá)爾文的生物進(jìn)化論并稱19世紀(jì)自然科學(xué)中三大發(fā)現(xiàn)。
(1)在能量轉(zhuǎn)化過程中,要正確理解能量轉(zhuǎn)化的量度——功,能量轉(zhuǎn)化是通過做功完成的。
(2)熱力學(xué)第一定律、機(jī)械能守恒定律都是能量守恒的具體體現(xiàn)。
1.[多選]下列關(guān)于能量轉(zhuǎn)化的現(xiàn)象的說法中,正確的是( )
A.用太陽灶燒水是太陽能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能
B.電燈發(fā)光是電能轉(zhuǎn)化為光能
C.核電站發(fā)電是電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能
D.生石灰放入盛有涼水的燒杯里,水溫升高是動能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能
解析:選AB 核電站是核能轉(zhuǎn)化為電能,生石灰使水溫升高是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,所以C、D錯誤;太陽灶燒水是利用太陽能給水加熱。即太陽能轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能,所以A正確;電燈是將電能轉(zhuǎn)化為光能的裝置,所以B項正確。
1.第一類永動機(jī)
不需要任何動力或燃料卻能不斷對外做功的機(jī)器。
2.第一類永動機(jī)不可能造成的原因分析
如果沒有外界熱源提供熱量,由熱力學(xué)第一定律有Q=0,ΔU=W,就是說如果系統(tǒng)的內(nèi)能減少,則W<0,系統(tǒng)對外做功是要以內(nèi)能的減少為代價的。如果不消耗內(nèi)能,應(yīng)有ΔU=0,由熱力學(xué)第一定律可知Q=-W,這說明,要想源源不斷地對外做功,物體必須從熱源不斷地吸取熱量(Q>0),因此,在無外界能量供給的前提下,這是不可能的。