资料简介
11.2
能量转化的方向性和效率
一、能量转化的方向性
如同水总是自发地从高处往低处流,能量的流向也并不是随意的。
这些情形可能吗
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
?
这些情形可能吗
枯萎的花儿,自发从空气中吸取能量和水分,重焕青春?
这些情形可能吗
坡底的巨石从周围环境中获取能量,滚向坡顶?
这些情形可能吗
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?
一、能量转化的方向性
能量转化具有
;
如果某个过程涉及了热量,能量的转化(和转移)将无法自发地沿
发生,除非我们耗费额外的能量提供帮助;
方向性
反方向
一、能量转化的方向性
为什么能量是守恒的,我们仍然要节约能源呢?
生成
转移
总量
(1)我们对能量的利用,无法避免涉及热量的
与
;
(2)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
。
二、能量转化中的效率
在实际工作和生活中,人们把一种能量转化为另一种能量总是为了某种目的:
用燃气灶烧水,目的是为了把水烧热或烧开;
使用电梯是为了把人或物体提高到一定的高度;
二、能量转化中的效率
使用电梯时每消耗
1
度的电能完全转化成人或物体的势能
。
不能
烧水时将天然气燃烧产生的热量完全传递给水壶中的水
。
这些愿望能实现吗
?
二、能量转化中的效率
所有能量利用的过程中,能量损耗不可避免,如烧水过程中,有一定比例的热量会散发到大气、壶体中;
二、能量转化中的效率
输入能量
:
输出有效能量
:
输出无效能量
:
输入能量=输出有效能量+输出无效能量
散发到大气、壶体中的那部分能量(电器自身吸收的热量);
水吸收的那部分能量(用来做有用功的能量);
天然气完全燃烧释放出的化学能(电流通过用电器所做的功);
二、能量转化中的效率
能量转化效率
=
输出有效能量
/
输入能量,即
η=w
有
/w
总
;
任何情况下,
η
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