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名师导学——3.1 能量的相互转化


第 3 章能量的转化与守恒
3.1 能量的相互转化
学习指要 一、知识要点 1.各种形式的能量:电能、热能、化学能、生物能、机械能(包括动能和势能)、光能、太 阳能、水能、风能、核能、地热能、潮汐能等。 2.能量的相互转化实质上是能量的转移或转化过程,包括“消耗能量”“利用能量”和“获得能 量”。 二、重要提示 1.能量的转化是普遍存在的,如动能可以转化为势能

,化学能可以转化为电能,生物能可 以转化为势能,电能可以转化为光能和热能等。 2.常见物质中,溶解时溶液温度升高的有氢氧化钠、浓硫酸等,溶解时溶液温度降低的有 氯化铵、硝酸铵等。 科学广场 向地球要热 地球是一个巨大的热库。地球中心——地核的温度在 3700℃~4500℃之间,如果人们 真的能乘坐地下火箭”去地核探险,必须穿上绝热材料制作的防护衣并且戴上深色墨镜。因 为那里可以说是一片火海了。 地球内部的热量主要是地球内放射性元素衰变时释放出来的。 这些放射性元素每年要放 出 27.3 万亿亿焦耳的热。但是,地壳是热的不良导体,阻碍着地热外流,每年平均只有 8.4 万亿亿焦耳的热散发到宇宙空间,其余的内能就储存在巨大的地下热库里了。 有人估计,仅陆地部分地面以下 3 千米之内的地壳,它的地热能储量大约相当于 l40 万 亿吨标准煤,是全世界煤炭远景储量的 13 倍以上。我国已经发现的温泉有两千多处,地下 热水温度大多在 60℃以上。个别地方甚至达到 l00℃~l40℃呢! 利用地热发电,是开发地热的好办法。在我国的西藏高原,有一个羊八井地热区,地热 电厂担负着拉萨市一部分电力供应。电厂用过的热水冷却后可以游泳。远处是白色的雪山, 近处是热气腾腾的温泉浴池,看起来别有一番感受,如图 3—1 所示。 直接把地下热水取来供暖,也是开发地热的一种好办法。北京市区已 经开发了多处地热井,直接用来冬季供暖。 地热是一种新能源,怎样利用地热,还是一个正在探索的重大课题。 解题指导 【例 l】 请将对应的能量转化情况(前端用字母表示)的字母填在相应的现象(前端用数字表示) 后的横线上。 (1)水力发电 ;(2)电动水泵抽水到屋顶 ;(3)利用火箭发射人造卫星 ;(4)万物 生长靠太阳 。 A.太阳能(光能)转化为化学能 B.化学能转化为热能再转化为机械能 C.水能(机械能)转化为电能 D.电能转化为水能(机械能) 【解析】水力发电是利用水流来推动水轮机及发电机,消耗了水能(机械能),得到了电能。

电动水泵抽水到屋顶是利用电流通过水泵,促使风叶运转,带动水流运动,消耗了电能, 得到了水能(机械能)。利用火箭发射人造卫星时,火箭里的燃料燃烧,产生了大量的热, 化学能减少,热能增加;剧热的气体将推动火箭向上运动,热能减少,机械能增加。万物 生长靠太阳,消耗了太阳能(光能),发生了光合作用,获得了化学能。 【答案】 (1)C (2)D (3)B (4)A 【例 2】下列关于能量转化的实例和分析,你认为正确的是 ( ) A.水轮机带动发电机发电——电能转化为机械能 B.燃料燃烧——化学能转化为内能 C.钻木取火——内能转化为机械能 D.给蓄电池充电——化学能转化为电能 【解析】发电机发电是将机械能转化为电能;钻木取火是将机械能转化为内能;蓄电池充电 是将电能转化为化学能储存起来。燃料具有化学能,燃烧时将化学能转化为内能。 【答案】B 同步训练 A 组 1.长江三峡水电站建成后装机容量将达到 l820 万千瓦,这些电能最终来源于 ( ) A.水的势能 B.水的动能 C.太阳能 D.水本身具有的能量 2.自然界中,各种形式的能量都不是孤立的,不同形式的能量会发生转化和转移。下列过 程是能量转化还是转移?请在括号内注明。 (1)金属汤匙插入开水中,金属柄会烫手。 ( ) (2)用煤气灶烧水,水被烧开。 ( ) (3)冬天在户外晒太阳,全身会热起来。( ) (4)手电筒开关打开,电灯发光。 ( ) 3.小明的爸爸有一把能充电的剃须刀,充电时能转化为 能,当小明的爸爸在使用 剃须刀时 能转化为 能。 4.“神舟八号”飞船于 2011 年 11 月 17 日晚返回地面,为防止飞船从太空返回地面的过程中 因高温而损坏,飞船的表面层用耐高温材料制成。飞船表面层温度升高,你认为其中发 生的能量转化主要是 ( ) A.化学能转化为内能 B.机械能转化为化学能 C.内能转化为机械能 D.机械能转化为内能 5.2011 年 9 月 29 日 21 时 16 分 3 秒,“天宫一号”在酒泉卫星发射中心成功发射,这是中 国第一个目标飞行器。 火箭发射时燃气燃烧产生的热能转化为火箭的 能, “天宫一号” 与火箭分离后,便打开了太阳能电池帆板,太阳能电池帆板是为“天宫一号”提供能源的 装置,它的作用是将 能直接转化为 能。 6.小明同学将能量的转化及常见的例子进行连线,其中错误的一组是 ( ) A.机械能转化为内能——用磨刀石磨刀 B.光能转化为化学能——植物的光合作用 C.电能转化为内能——电炉工作 D.机械能转化为电能——电动机 7.如图所示是一种在阳光下能不断摇摆的塑料小花。花盆表面的太阳能电板在光照下,产 生电流驱动电动机,使小花左右摆动。下列有关该小花摆动过程中能量转化的描述正确 的是 ( ) A.叶片将光能转化为化学能

B.电动机将机械能转化为电能 C.太阳能电池板将太阳能转化为电能 D.小花将动能转化为化学能 8.日常生活中常见的用电设备有:电茶壶、白炽灯、电风扇、洗衣机、电饭锅等。请你从 中选出能量转化形式不同的两种用电器,并填入下表:
用电器名称 主要的能量转化

9.请分析回答下列有关能量形式的问题: (1)某品牌变色眼镜(如图①)的镜片在强光下会变成暗棕色,当光线变暗 时,镜片几乎变成无色透明。原来,变色眼镜是在普通镜片中加入了 适量的 溴化银和氧化铜的微晶粒。当强光照射时,溴化银分解为银和 溴,使镜片呈现暗棕色。此过程中,光能转化成 能。 (2)干电池是生活中常用的电池,它是把能转化成电能。 (3)如图②所示为一辆行驶中的太阳能汽车,该车的顶部装有由硅晶制成的太 阳能电池板,它将太阳能转化为电能,电能再转化为 能。 同步训练 B 组 10. 市面上出售一种装有太阳能电扇的帽子(如图所示)。 在阳光的照射下, 小电扇快速转动, 能给炎热的夏季带来一丝凉意。该装置的能量转化情况是 ( )

A.太阳能一电能一机械能 B.太阳能一机械能一电能 C.电能一太阳能一机械能 D.机械能一太阳能一电能 11.阅读下面的短文,然后回答问题。 光电池是一种将光能转化为电能的电池。硅光电池(如图甲)是一种典型的光电池,它的 主要部分用硅制成。这种电池性能稳定,使用寿命长,已广泛应用在电子计算器(如图乙)、 收音机、玩具等小型电器中。在人造卫星和其他太空仪器上也常用硅光电池作为电源。但由 于目前生产光电池的成本高,而且能量转化效率较低,这些原因都限制了它的应用范围。

(1)光电池是一种将 能转化为能的电池。 (2)硅光电池的优点是 ;不足之处是 (3)与普通化学电池相比,你认为光电池还有什么优点?



参考答案

第 3 章能量的转化与守恒
3.1 能量的相互转化
1.C 2.(1)能的转移 (2)能的转化 (3)能的转移 (4)能的转化 3.电化学化学动 4.D 5.机械 太阳 电 6.D 7.C 8.略 9.(1)化学 (2)化学 (3)机械 l0.A[解析:因受到阳光照射, 说明利用了太阳能,通过太阳能电池板将太阳能转化为电能, 而电动机将电能转化为机械能。] 11.(1)光 电 (2)性能稳定、使用寿命长成本高、能 量转化率低 (3)废弃的光电池不会污染环境


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