2020年中考正式開戰,你打算好了嗎?對于小學數學成績不好的朋友來說,熟悉備考資料的積累要隨時整理。小編為諸位考生整理了一些中考化學必備的知識點,供你們參考閱讀!
能的轉化與守恒定理是一個博大精深的定理,它不僅僅適用于熱學,也適用于電磁學、原子化學學、光學、機械震動等領域。本文主要從能量守恒定理的內容,與其他定律定理關系來進行剖析。
能量守恒定理內容
能量守恒定理稱作能的轉化與守恒定理。
其內容:能量既不會陡然形成,也不會陡然消失,它只能從一種方式轉化為其他方式,或則從一個物體轉移到另一個物體;在轉化或轉移的過程中,能量的總數不變。
中學數學都研究了什么方式的能量?
研究能量守恒定理,要搞明白俺們主要研究什么能量呢?
從解中學數學題的角度來剖析,我們主要剖析的是這五種方式的能量:
動能、彈性勢能、重力勢能、內能、電勢能。
注:內能包括磨擦生熱與焦耳熱兩種方式,中學不考磁能。動能、彈性勢能、重力勢能這三種方式能量之和稱之為機械能。
其實,上述五種方式的能量,是熱學與電磁學常考到的。
必修內容中的機械震動也是具有能量的,還有光子能量,核能等等,這種都不在本文討論范圍內,不過朋友們須要曉得,光電效應多項式與波爾基態多項式也都是能量守恒定理的推論。
能量守恒定理的公式
E1=E2
即,初始態的總能量,等于末態的總能量。
或則說,能量守恒定理,就是說上文提及的五種方式的能量之和是恒定的。
機械能守恒定理與能量守恒定理關系
機械能守恒定理是能的轉化與守恒定理的特殊方式。三者大多都是針對系統進行剖析的。
(1)在只有重力、彈力做功時,系統對應的只有動能、彈簧彈性勢能、重力勢能三種方式能量之間的變化。
(2)在有重力、彈簧彈力、靜電場力、摩擦力、安培力等等,諸多方式的力做功時,系統對應的有動能、彈簧彈性勢能、重力勢能、電勢能、摩擦熱、焦耳熱等等諸多方式的能量變化,而這種能量也是守恒的。
從上述對比中不難看出,機械能守恒是能量守恒的一種特例。
為此,在熟練把握能的轉化與守恒定理內容的基礎上,我們可以使用能量守恒來解決機械能守恒的問題。
或則說,能量守恒把握的特別棒了,我們就可以把機械能守恒忘記了。
能量守恒定理的前提條件
問:哪些情況下能用能量守恒定理解題?
答:我們是構建在解數學題方法的基礎上的。
系統的能量,未必哪些時侯都守恒。當我們研究的系統,外界的力并沒有對其做功(或外界力做功代數和為零),且沒有其他能量導出這個系統時(即沒有熱交換)能量守恒定律與能源,系統的總能量(各類方式能量和)是守恒的,這些情況下,我們才可以使用能量守恒定理解題。這時,系統內的能量,只是內部各組成部份能量的轉移,或不同能量方式間的轉化。
舉個反例,牛頓第二定理驗證實驗中,貨車及其裝載的砝碼,能量就不守恒。由于外界的拉力(托盤和砝碼提供)在對這個系統做功,讓其能量降低。
補充一句,在上述案例中,假如你覺得拉力做的功,屬于能量的注入,等于系統能量的降低量,也是可以的,這其實也算是能量守恒定理的推廣式了。
能量守恒定理、動能定律與機械能守恒定理的解題使用
下邊我把與能量守恒定理相關的公式(動能定律、機械能守恒)在解數學題題中的方法,或則說,遇見問題的第一切入點進行系統的整理。如下:
(1)單獨一個物體,或多個物體組成的整體(彼此沒有相對運動)二話不說就先嘗試動能定律。(注意動能定律的第二表達式,各個力做功代數和等于動能改變量,考這個公式的題更多。)
(2)題中有多個物體的運動過程,且滿足只有重力、彈力做功,大部份情況下在考機械能守恒定理。
(3)磨擦力出現,通常否掉機械能守恒定理,考的十之八九是動能定律。要是設計多個物體,例如某個物塊沖上木板車能量守恒定律與能源,還可能考能量守恒定理。
(4)常見的能量有五種,動能+重力勢能+彈性勢能+內能(磨擦熱與焦耳熱)+電勢能。對初一中學生而言,電勢能還沒學;原文作者王尚老師。能量守恒的表達式,就是這五種方式能量加上去是不變的。
(5)出現時間t和加速度a的問題,大多題,既不是考動能定律,也不是考機械能守恒,而是在考察牛頓動力學(牛二定理+直線運動三方程)。
(6)磨擦生熱的公式是Q=μN△x,△x指的是相對位移。這個是Q的定義式,考試可以直接用。用在那里?其實是能量守恒定理啦。
以上六句話,不是看了就理解的,就記住了,還會用了。看懂這種,須要朋友們課下好好品位下。并且,這種要點,就會延續、貫穿整個中考化學重要模塊,非常是高中念書期要學到的靜電場、磁場、電磁感應與交流電。
能量守恒定理的一些現象解釋
(1)自然界中不同的能量方式與不同的運動方式相對應:物體運動具有機械能、分子運動具有內能、電荷的運動具有電能、原子核內部的運動具有原子能等等。
(2)不同方式的能量之間可以互相轉化:“摩擦生熱是通過克服磨擦做功將機械能轉化為內能;水壺中的水沸騰時水蒸汽對壺蓋做功將壺蓋頂起,表明內能轉化為機械能;電壓通過電熱絲做功可將電能轉化為內能等等”。這種實例說明了不同方式的能量之間可以互相轉化,且是通過做功來完成的這一轉化過程。
(3)某種方式的能降低,一定有其他方式的能降低,且降低量和降低量一定相等.某個物體的能量降低,一定存在其他物體的能量降低,且降低量和降低量一定相等。
能量守恒定理的重要意義
能量守恒定理,是自然界最普遍、最重要的基本定理之一。從數學、化學到地質、生物,大到宇宙天體。小到原子核內部,只要有能量轉化,就一定服從能量守恒定理。
從日常生活到科學研究、工程技術,這一規律都發揮著重要的作用。人類對各類能量,如煤、石油等燃料以及水能、風能、核能等的借助,都是通過能量轉化來實現的。
能量守恒定理是人們認識自然和借助自然的有力裝備。
力、功、能的關系
通過上文的剖析,我們能更深入的理解能的轉化與守恒定理。力與功、能息息相關。
各類不同的力,通過做功的過程,可以改變系統內不同方式的能量的大小。