11.2 能量转化的方向性和效率1课堂导入问题能量的转化和转移无处不在。然而,有些能量的转化和转移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?在常温常压下,温度不同的水和冰之间的热传递,哪一种可以自发进行?2课堂活动一、能量转化的方向性如同水是自发地流只能从高处往低处流,能量的自发流向也不是随意的,即能量的转化具有方向性。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 .这是不可能的,温度高的那部分水不可能从温度低的部分吸收热量。在热传递的过程中,内能总是自发地从高温物体转移到低温物体,不能相反。电冰箱制冷要消耗电能1. 能量转移的方向性在热传递的过程中 , 内能总是自发地从高温物体转移到低温物体 . 如果要使内能从低温物体转移到高温物体,就需要消耗其他形式的能量。 例如,电冰箱、空调就需要消耗电能。空调制冷制冷要消耗电能(2) 枯萎的花儿,自发从空气中吸取能量和水分,重焕青春这是不可能的。因为被其他物质吸收后变为周围环境的内能 , 枯萎的花儿无法把这些内能收集起来重新利用。(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! 2 .能量转化的方向性(4) 汽车从北京开到天津,掉转车头 , 可以不再消耗新的燃料 ,从空气、尾气中吸取能量,返回北京 .研究表明,如果某个过程中涉及了热量 , 能量的转化(和转移)就将是“覆水难收” , 这些机械能、内能无法再转化回可以被利用的能源 .小结: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。既然自然界的能量是守恒的 , 为什么我们还要节约能源? 因为现实的宏观世界中 , 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 .问题二、能量转化的效率1. 人们在能量转移和转化过程中利用能量:(1) 用燃气灶烧水(2) 使用电梯把人或物体提高到一定的高...