1、讲练互动【例1】以下几种说法正确的是（ ）A.机械能可以完全变成内能，但内能不能完全变成机械能B.热量不能从低温物体传给高温物体C.若机器的各处均是光滑的，则它可以把从热源吸收的热量全部用来对外做功，而不引起其他变化D.自然界的能量是守恒的，所以我们没有必要节约能源解析：能量的转化和转移是有方向性的，机械能向内能的转化具有不可逆性，所以A对，C错.热量不能自发地从低温物体传给高温物体，而不引起其他变化，在某一特定条件下，热量可以从低温物体传给高温物体，例如电冰箱，所以B错.尽管自然界的能量守恒，但有的能量便于我们利用，有的不便于我们利用，所以仍要节约能源，D错.答案:A绿色通道 本题考查能量转
2、化和转移的方向性，对于“方向性”的理解，要把握“自发”这个关键.因此理解一个定律要重视对关键词语的理解.变式训练1.下列对于能量转化具有方向性的理解正确的是 （ ）A.若甲种形式的能可以转化为乙种形式的能，则乙种形式的能不可以转化为甲种形式的能B.虽然能量的转化具有方向性，但这种自发的转化方向可以改变C.所谓方向性指能量的自发转化方向D.反向的转化在一定条件下是可以进行的解析：能量转化具有方向性是指自发地转化而不引起其他变化是有方向性的，但在一定外在条件下也可以发生反向的转化，所以选项A、B错误，C、D正确.答案:CD【例2】 一种风力发电装置的扇面面积S2 m2，当风速v10 m/s时，该装
3、置的发电机组输出功率为875 W.已知空气的密度1.29 kg/m3，求该装置的能量转化效率.解析：沿风的方向上取面积为S、高度为vt的圆柱体，则在t时间内该圆柱体内的风的动能将被转化为其他形式的能，所以：E总=mv2=Sv3t输入总功率：P总=Sv3=1 290 W所以能量转化效率：=100%=68%.答案:68%绿色通道 解决问题的关键是将实际问题转化为物理模型，即可使问题得到解决.变式训练2.太阳能热水器有经济、安全、卫生、环保、节能等优点.如图4-4-1所示，是汕头市的一种太阳能热水器，该热水器的集热器的有效采光面积为3 m2，能在8 h内使225 L水的温度升高40 .设热水器每平方
4、米面积每秒钟接收太阳能辐射能力1.4103 J，即P0=1.4103 J /（m2s）.求：该太阳能热水器的效率是多大？保留两位有效数字，水的比热容c4.2103 J/(kg)图4-4-1解析：太阳能在8 h内吸收的热为Q=P0St=1.4103 J/(ms)3 m283 600 s=1.2108 J水吸收的热量Q吸=cmt=4.210322540 J=3.8107 J,所以热水器的效率=31.7%.答案:31.7%体验探究【问题】 蒸汽火车已基本退出历史舞台，它的发动机是经过改良的蒸汽机，但是能量转化的效率还是较低.先进的内燃机车，它的发动机的能量转化效率比蒸汽机车高得多，速度也快好多倍.人们在不断地研究、改良热机的能量转化效率，但是，能不能使热机的效率达到100%呢？导思：热损失不可避免，只要存在温度差，高温物质就会向低温物质放出热量，所以有用能量一定小于输入的总能量，转化效率一定小于100%.探究：能量转化的效率指的是转化为有用功的能量和输入能量的比值，即能量转化效率有用的能量/输入的总能量.它能衡量机器能将多少输入能量转化为有用的能量，法国工程师卡诺最先从理论上解决了热机的效率问题，他证明了工作物质由高温热源吸收的热量，只能有一部分用于做功，其余的要传给低温热源.因此，热机能量转化的效率不可能达到100%.
