3．当水壶中的水烧开时，壶盖会被顶起，从能量转化的观点看，这是水蒸气的_________能转化为壶盖的　　　　　 能。(题型一)

2．英国物理学家法拉第经过10年不懈努力，终于在1831年发现了　　　　　 现象，导致发电机的发明，实现了电能的大规模生产。我国兴建的长江三峡发电机组，是通过　　　 能转化为电能。福州市即将兴建的垃圾焚烧电厂，是将垃圾焚烧后获得的　　　　 能。最终转化为电能。(题型一)

1．从能的转化和守恒的观点来看，用热传递来改变物体的内能，实际上是　　　　 的过程，用做功方法来改变物体的内能，实际上是　　　　 　的过程．(题型一)

16．5 　　　能量的转化和守恒

有没有这样的一个机械，不需要外界给它能量，就能够让它源源不断的向外做功？热量能不能由温度低的物体传给温度高的物体？

智　 能　 提　 要

问：怎样理解“能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一“这句话？

答：能量守恒定律具有普遍性和重要性的原因有以下几点：(1)能量守恒定律与发现细胞、进化论一起被恩格斯誉为19世纪自然科学的三大发现，在理论上已被公认；(2)人类的一切活动，包括生活和生产活动，都会有能量的转化问题，例如做功劳动、生活用热、建筑、冶金等等；(3)自然界中的各种变化不管是大到天体、小到原子核内部，也不管是物理学(比如火山爆发)、天文学(比如星球的运动)的问题，所有的能量转化或转移的过程，都服从能量守恒定律；(4)人类研究或从事各项活动，都是以能量守恒定律作为其理论基础的，比如永动机的研制失败．

问：能量守恒定律的内涵是什么？

答：能量既不会凭空消失，也不会凭空产生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变，这就是能量守恒定律．

(1)在热现象中，利用内能做功的过程是内能和其他形式能量的转化过程，做了多少功，就有多少内能转化为等量的其他形式的能量或就有多少其他形式的能量转化为等量的内能，能量是守恒的．例如摩擦生热，机械能转化为内能．

(2)在热传递过程中是内能的转移过程．例如，一杯热水誉一杯冷水混合，稳定后，热水降温减少了多少内能，冷水变热会增加等量的内能，能量是守恒的．

(3)自然界中除了内能可以同其他形式的能量 发生转化外，各种形式的能量也都可以发生相互转化，例如，燃料燃烧释放化学能=完全燃烧获得的内能；再如电动机带动水泵消耗的电能=水泵获得的机械能+电动机发热产生的内能，且能量是守恒的．

问；怎样从能量的角度理解自然界中的各种现象都是互相联系的？

答；通过课本中的四个学过的相互有联系的现象可知，不同的自然现象之间都有能量的转化：例如摩擦生热(搓手)，摩擦是机械运动现象，生热是热现象，摩擦能够生热，说明机械运动现象和热现象有联系．依次类比可逐个分析出其他各种确有能量的转化，能量可以反映这种联系．课本中图15.5-1不同形式的能量的转化实例没有一个标准答案，其中机械能与化学能之间的相互转化，能量的形式稍显生疏，其实在化学课上我们已学习溶液的振荡可加快溶液的反应速率，其实就是一个例证．另外，还有就是食物在人体内“燃烧”转化为人的日常活动所需的机械能等也是化学能转化为机械能的例子．

中 考 撷 要

　　　 本节内容的中考考点是：运用能量守恒定律分析、判断生活实例中内能与其他形式能的相互转化．最近的中考中，经常出现取材于现实生活实际的试题，体现了“从生活走向物理，从物理走向社会”的新课程理念．

智 能 拓 展

你知道吗，能量也会贬值！

我们知道，运动是多种多样的，就其运动形态而论，运动可分为有序运动和无序运动，与此相似，能量也可分为有序能和无序能．一切宏观整体运动的能量和大量电子定向运动的电能都是有序能；而物质内部分子杂乱无章的热运动所具有的能量是无序能．根据能量转化和转移的方向性，有序能可以完全地、无条件地转换为无序能，但有序能不能自动地全部转化为有序能，无序能不能全部被利用，总有一部分要转移到环境中去，无序能转换为有序能是有条件的、不完全的．因此能量的转换特性，导致了能量不仅有“量”的多少，还有“质”的高低．

自发进行的能量转换过程是有方向性的，因此可以说有序能比无序能更有价值，具有更高的品质．有一种普遍的自然现象“摩擦生热．由于摩擦过程中机械能转换为内能，即有序能转换为无序能．能量的转化从量级上看没有变化，但从品质上看却降低了，即它的使用价值变小了，能量使用价值的降低称为能量贬值．摩擦使高品质能量贬值为低品质能量．能量贬值是自然界的普遍现象．例如，汽车制动时，由于摩擦，动能转变成地面、空气的内能，这些能量能够自动地用来再次开动汽车吗？显然不能．这些能量虽然没有消失，但是我们却不能利用它．

我们是在能量的转化或转移的过程中利用能量的，但能量的转化或转移，都是有方向性的．因此，不是什么能量都可以利用．能量的利用是有条件的，也是有代价的．有的东西可以成为能源，有的却不能．

智　 能　 归　 例

题型一　 能结合实例分析能量之间的转化和转移

例 　下列过程中，属于内能转化为机械能的是(　 )

A．寒冷天气快速搓手，手会感到暖和

B．水轮机带动发电机发电

C．烧红的铁块放入水中，冷水变热

D．壶中的水沸腾时，壶盖不断地在跳动

知识点　 通过实例，认识能量之间可以互相转化

闯关点拨　 寒冷天气快速搓手，手感到暖和是摩擦生热现象，机械能转化为内能．水轮机带动发电机发电，是机械能转移的过程．烧红的铁块放入水中，使冷水变热，是内能转移的过程，铁放热，内能减小，水吸热，内能增加．壶中的水沸腾时，壶盖不断地在跳动，是水蒸气膨胀对外做功，顶起壶盖后，它自身的内能要减小，从而获得机械能．

答 选D

题型二 　能用能量守恒的观点分析物理现象．

例　 在某密闭隔热的房间内有一电冰箱，现接通电源使电冰箱开始工作，并打开电冰箱的门，则过段时间后室内的温度将(　 )

A．降低　　　　　　　 B．不变　　　　　　　 C．升高　　　　　　　 D．无法判断

知识点　 有用能量转化与守恒的观点分析物理现象的意识

闯关点拨　 电冰箱制冷过程中，使冰箱内的温度降低的同时，又使其外部温度升高(将冰箱内部的内能转移到外部)，此过程不可能自发发生，必需消耗电能，此部分电能最终也转变为内能，因此从总能量的角度看，室内的内能将增加，室内温度上升．

答 　选C

[拓展题]　 小华在做如图15-13所示的滚摆实验中，发现滚摆每次上升的高度逐渐减小，小华想：“这是否说明在动能、势能的相互转化的过程中，整个装置的能量不守恒？这不是与能量守恒定律相矛盾吗？”请你帮小华解决他的困惑．

闯关点拨　 在能量的转化过程中，某种能量可以增加或减小(即可以不守恒)，但总的能量一定是守恒的．

答　 在滚摆运动的过程中，由于摩擦不可避免，总有一部分机械能转化为内能，故整个装置的机械能不守恒，但总的能量(即机械能和内能的总和)保持不变．

中考典题精析

考题　 2001年3月20日，俄罗斯“和平号”空间站终于走完了它回归地球的全部旅程，坠入太平洋。这个凝聚着人类智慧结晶的庞然大物在高速坠落的过程中分解成许多碎片，这些碎片在天空中燃烧发光，形成一道道明亮的弧线，请回答：①“和平号”空间站进人大气层后向地球坠落的原因是什么?，②“和平号”空间站在下落过程中分解成许多碎片，这些碎片在空气中燃烧发光的原因是什么?这里有什么形式的能量转化?(内蒙古包头市2002年中考题)

闯关点拨　 解答此类题目，必须理解改变物体内能的方法可能是热传递，还可能是做功

析　 “和平号”空间站进入大气层后，由于受到地球的引力，所以会向地球坠落．空间站在进入大气层后，具有很大的动能和势能．在坠落的过程中要克服与空气摩擦做功，将机械能转化为内能，空间站的温度过高就会燃烧发光．

答　 ①受地球的引力；②与空气摩擦生热，机械能转化为内能和光能．

智　 能　 训　 练

基础知识训练

13.叙述太阳辐射到地球的能量是如何转化为其他形式能的.

12.为什么说太阳是一个巨大的“核能火炉”？

11.做一做：找大小相同的黑塑料袋和白塑料袋，装上同样多的水，在阳光下照射相同的时间，然后用温度计分别测出两塑料袋中水的温度，哪个塑料袋中的水温度升高的多，做做看并说明理由.

10.物体接受太阳辐射发生的能量转化中，属于太阳能转化为化学能的是

A.使大地变热

B.使空气变热形成风

C.使水汽化，蒸发的水蒸气到空中形成云，以雨雪形式流入江河

D.被植物、微生物吸收，古代生物以煤、石油形式储存起来

9.关于能源及其利用，下列说法中错误的是

A.煤、石油和天然气的化学能归根到底来自太阳能

B.能源的利用过程实质是能的转化和转移过程

C.我们一方面要高度重视能源的开发，另一方面也要千方百计注意能源的节约，提高能源的利用率

D.由于我国煤和石油的储量十分丰富，所以太阳能和核能的开发在我国并不十分重要

8.关于太阳能电池，下列说法中错误的是

A.太阳能电池使用寿命长，不需燃料

B.太阳能电池产生的电压低

C.太阳能电池使用方便，效率低

D.太阳能电池的成本低