师：今天我们一起学习能量守恒定律与能源。这节课我们要学习各种形式的能量、能量的转化与守恒定律以及能源的相关知识。前面我们已经学过机械能、动能、势能等，其实还有很多别的形式的能量，比如机械能、内能、电磁能、核能以及化学能，下面我们逐个解释。
机械能是与物体的运动或相对位置有关的能量，像动能和势能。比如高速行驶的汽车具有动能，拉开的弓具有势能。实际上，声音也就是声波，也是一种机械能。
内能是原子或分子无规则运动所具有的动能和势能的总和。任何物体都具有内能，比如这块冰，从微观角度看，构成冰的水分子在永不停息地做无规则热运动，分子之间还有势能，所有分子的动能和势能总和就是这块冰的内能。
电能是与电相关的能量。比如发电机能产生电能，蓄电池内部储存有电能，常见的干电池以及纽扣电池，内部也都储存着电能。
电磁能是以电磁波形式传播的一种能量，像广播信号，虽然肉眼看不见，但如果形象表示出来就是这样。雷达波也是电磁能，常用的微波炉，其工作介质微波同样是电磁能，包括手机信号、Wifi信号，还有最常见的太阳光等，都属于电磁能。
核能是储存在原子核内部的能量，原子核发生核反应，如裂变、聚变过程中会释放出巨大能量。像原子弹、氢弹爆炸时释放出的就是可怕的核能。不过，我们要和平利用核能，比如建立核电站，将核能转化为电能。
化学能是储存在化学键当中的能量。比如煤做成煤球燃烧时，我们获取的就是它的化学能；木材燃烧时，同样是在释放化学能；天然气以及汽油、柴油、煤油等石油制品的使用，也是在利用化学能。
刚才讲解各种能量时，提到了它们之间的转化，下面看看各种能量是如何转化的。例如，阳光照在地面上，植物吸收阳光，将光能转化为化学能储存起来；我们取木材燃烧，又把化学能转化成了内能和光能。河流中的水吸收阳光辐射后蒸发上升形成云，云下成雨落到高山上，通过拦水坝把水拦起来，释放水坝发电，就是把水的机械能转化成电能，电能通过输电电路输送到生活区，进入千家万户，人们生活工作用电，再次把电能转化成光能和内能。生活和生产都离不开能量。
很早以前，人们思考能否发明一种生产能量的机器，也就是永动机。比如有一种设计，右边小球距离轴线远，力臂长，想让轮子顺时针旋转。但实际上，左边轮子力臂虽短，小球数量却更多，最终力矩平衡，轮子不会旋转。
还有一种设计思路，放一块磁铁，小铁球被磁铁吸引上去，从小孔掉落后砸动机器转动，铁球沿槽滚回原位，再次被吸引上去，周而复始实现转动。但实际上，小球被吸引上去后，沿槽下落时，到某一位置就无法回到原位了。
历史上许多著名人物都参与过永动机设计，然而这些能工巧匠设计的永动机无一例外都失败了。不过，永动机的设计也有意义，让人们认识到永动机不可能实现，同时在这个过程中，许多科学家注意到各种自然现象之间的相互转化和联系，也就是能量的转化和联系。比如1831年法拉第发现电磁感应现象，揭示了电和磁的联系；1840年焦耳发现电流的热效应，表明了电和热的联系；1842年，迈尔描述了能量守恒定律，并计算出热功当量的数值，体现了力和热的联系；1843年，焦耳测定了热功当量的数值；1847年，亥姆霍兹在理论上概括和总结了能量守恒定律。
经过长时间科学研究和发展，科学家提出了一个重要规律——能量转化与守恒定律。现在我们表述为：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，在转化和转移过程中，能量的总量保持不变。这就是能量转化和转移遵循的规律，能量守恒定律是最基本、最普遍、最重要的物理定律之一。