能的。但如果有外界适当的干预，或满足一定的条件，
热量可以从低温物体转移至高温物体。 例如空调可以将热量从低温的室内移至高温的室 外，但外界必须做功，这种转移才是可能的，空调不 开不做电功，这种转移就是不可能的。
讲授新课
（2）转化的方向性 指内能和其他形式的的能量（如电能、机械能 等）的相互转化具有方向性。其他形式的能量可以
热机工作时总是有能量的损失，所以热机效率始终
小于1。
讲授新课
即都可表示为： 输出有效能量 能量转化效率= 输入能量
提高能量利用中的转化效率是节能问题的核 心，是可持续发展的重要措施之一。
课堂小结
（一）能量的转化具有方向性
涉及了热量，能量的转化（和转移）是有方向的，无
法自发地沿反方向发生，除非我们耗费额外的能量提 供帮助。
讲授新课
生活经验告诉我们，这些理想都不可能发生在
所有的能量利用过程中，能量损耗不可避免 。 以天燃气烧一壶水为例： 1.输入能量
我们把天然气完全燃烧释
放出的化学能称为输入能量。
讲授新课
2.输出有效能量 壶水水吸收的那部分能量称为输出有效能量。 3.输出无效能量 把散发到大气、壶体中的那部分能量称为输出
（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
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<1!
随堂训练
1. 一般情况下（ 内）能只能从高温问题转移到低温物
体，不能相反。如冬天，火炉把自己能传递给房间里
的空气，供人们取暖；到了春天，我们不能把这些能 量重新收集起来供来年再用，上述事例说明：能量的 转化、能量的转移，都是有（方向 ）性的；请再举一 个符合这一规律的例子：
无效能量。
讲授新课
4.输入能量、输出有效能量和输出无效能量的关系
根据能量守恒定律：
输入能量=输出有效能量+输出无效能量
为了进一步描述这些过程，人们定义了能量
的转化效率。
讲授新课
5.能量转化效率
输出有效能量 能量转化效率= 输入能量 W有 W总
即 η=
，任何情况下，η<1!
其实，在所有的能量利用的过程中，都有
物块在地面上因摩擦部分机械能转化为内能，
这些内能不会再转化成机械能。
Байду номын сангаас 随堂训练
2．下列说法正确的是（ C ） A．能量是守恒的，所以无须节约能源 B．物体的温度越高，含有的热量越多 C．热量只能自发地从高温物体转移到低温物体，不 能相反 D．相同质量的0℃的水比0℃的冰内能少
第十一章 物理学与能源技术
2.能量转化的方向性和效率
导入新课
讲授新课
课堂小结
随堂训练
导入新课
能量的转化和转移无处不在。然而，许多 情况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？
这是因为能量的转化具有方向性。
导入新课
学习目标 1.认识到能量转移具有方向性。 2.认识能量转化效率。
讲授新课
（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！
讲授新课
（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？
返程不 再耗 油…….
讲授新课
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，我们无法把这些内能 收集起来重新利用，这种现象叫作能量的耗 散。能量的耗散从能量转化的角度反映出自
以上的关系。
讲授新课
讨论交流各种“效率”
在“机械与功”一章中，我们研究了机械 效率，即有用功在总功中所占的比例；在“改 变世界的热机”一章中，我们又知道了热机的 效率，即内能转化为有用机械能的效率。这些
效率，跟我们今天学习的“能量转化效率”是
一回事吗？为什么？
讲授新课
机械效率定义:有用功在总功中所占的百分比，叫 机械效率，机械效率总小于1。 热机效率：热机所做有用功（有效利用的能量）与 燃料完全燃烧释放的热量之比叫作热机效率。
讲授新课
热传递的过程是有方向性的，这个过
程可以向一个方向自发地进行，但是向相 反的方向却不能自发地进行。 注意：内能总是自发地从高温物体向低温 物体转移而不会自发地由低温物体向高温
物体转移。
讲授新课
（2）枯萎的花儿，自发从空气中吸取能量和水分， 重焕青春？
枯萎的花儿，也不
可能自发从空气中
吸取能量和水分。
节约能源的原因。
讲授新课
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； 并希望烧水时将天燃气燃烧产生的热量完全传递
给水壶中的水。
使用电梯是为了把人或物体提高到一定的高 度；并希望每消耗1千瓦时的电能完全转化成人或 物体的势能。
能源，这种说法对吗？并说明原因。
讲授新课
这种说法不正确，因为能量转化具有方向性。
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。 这就是为什么虽然能量是守恒的，我们仍然要
自发地转化为内能，而内能不可无条件地转化为其
他形式的能量。 例如钟表在再次上紧发条之前,终会停下,机械 能终会完全转变为内能，内能不可自发地转化为机 械能。
讲授新课
总之如果某个过程涉及了热量，能量的
转化（和转移）就将是“覆水难收”，无法 自发地沿反方向发生，除非我们耗费额外的 能量提供帮助。
思考：因为能量是守恒的，所以我们不需要节约
然界中宏观过程的方向性。
讲授新课
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。
讲授新课
2.能量流动具有方向性 （1）转移的方向性 热量只能自发地从高温物体转移到低温物体，反 之要想使热量自发地从低温物体流入高温物体是不可
讲授新课
一 能量转化的方向性
思考：水能从低处往高处流吗？水能自发地从低处
往高处流吗？
如果水是自发地流 只能从高处往低处流，
同样能量的自发流向也
不是随意的，即能量的
转化具有方向性。
用抽机就能实现水从低 处往高处流。
讲授新课
1.讨论交流：这些情形可能吗？ 试看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?