1、第 6 講 內(nèi)能的利用能源 能量轉(zhuǎn)化縱觀貴州省近幾年熱和能源中考試題，此部分內(nèi)容考查的重點(diǎn)有：熱值、熱量的計(jì)算、熱機(jī)、能源的利用和分類及能量的轉(zhuǎn)化在中考中占有一定的比例，但難度不大；這一單元的試題在中考中呈現(xiàn)有兩個(gè)特點(diǎn)：一是貼近生活，以生活知識(shí)為背景，把物理知識(shí)的考查與科技、社會(huì)、生產(chǎn)聯(lián)系起來(lái)，使得視覺(jué)新穎；二是注重基礎(chǔ)考查，內(nèi)容較為簡(jiǎn)單題型的分布上相對(duì)穩(wěn)定，還是以填空題、選擇題、簡(jiǎn)答題、計(jì)算題呈現(xiàn)，考點(diǎn)分布均衡考試說(shuō)明1. 從能量轉(zhuǎn)化的角度認(rèn)識(shí)燃料的熱值.2. 了解熱機(jī)的工作原理知道內(nèi)能的利用在人類社會(huì)發(fā)展史上的重要意 義.定義燃料完全燃燒放出的熱量Q與燃料質(zhì)量m的 _，叫做這種燃料的熱值單

2、位，符號(hào)是公式Q qm理解(1) 酒精的熱值是3.0 107 J/kg ，表示(2) 熱值是燃料本身的一種特性，它與燃料的_積、是否完全燃燒等沒(méi)有關(guān)系有關(guān)，與燃料的質(zhì)量、體熱值【提示】對(duì)于氣體燃料來(lái)說(shuō)，熱值q Q/V，熱值單位為“J/m 3”定義把 能轉(zhuǎn)化為能的機(jī)器原理種類蒸汽機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、汽輪機(jī)、噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)等內(nèi)燃機(jī)定義燃料在氣缸內(nèi)燃燒產(chǎn)生動(dòng)力的熱機(jī)分類汽油機(jī)和柴油機(jī)工作過(guò)程每個(gè)工作循環(huán)分為四個(gè)沖程：沖程、沖程、沖程和沖程一個(gè)工作循環(huán)中只有沖程是靠燃?xì)馔苿?dòng)活塞做功，其他三個(gè)沖程是靠安裝在曲軸上的飛輪的來(lái)完成壓縮沖程中轉(zhuǎn)化為，在做功沖程中，轉(zhuǎn)化為熱機(jī)效率定義熱機(jī)用來(lái)做的那部分能量和燃料完全燃燒放出

3、的熱量之比公式能量流向提高熱機(jī)效率 讓燃料盡可能充分燃燒，如：將煤粒磨成煤粉、加大送風(fēng)量等；利用廢氣 的能量；機(jī)件間保持良好的潤(rùn)滑、減小摩擦途徑能量的轉(zhuǎn)化與守恒能量的轉(zhuǎn)化和守恒內(nèi)容能量既不會(huì)憑空消滅，也不會(huì)憑空產(chǎn)生，它只會(huì)從一種形式為其他形式，或者從一個(gè)物體到另一個(gè)物體，而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過(guò)程中，能量的總量說(shuō)明能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移都是具有方向性的 能的轉(zhuǎn)化是通過(guò)物體做功來(lái)實(shí)現(xiàn)的能的轉(zhuǎn)化過(guò)程中，能量的形式發(fā)生了改 變 能的轉(zhuǎn)移過(guò)程中能量的形式?jīng)]有發(fā)生變化【提示】能量守恒定律不同于機(jī)械能守恒定律所有的能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過(guò)程，都遵循能量守恒定律，而機(jī)械能守恒是有一定條件的分類標(biāo)準(zhǔn)類型定義實(shí)例是否要加工一次能源

4、可以 從自然界獲取的能源風(fēng)能、太陽(yáng)能、核能、化石能源等二次能源無(wú)法從自然界直接獲取，必須通過(guò)一次能源的消耗才能得到的能源電能、汽油、酒精燈可否再生可再生能源可以從自然界源源地得到的能源水能、風(fēng)能、太陽(yáng)能、生 物質(zhì)能等不可再生能源在短期內(nèi)不可能從自然界的能源核能、化石能源等核能能源的分類時(shí)釋放的能量叫核能定義原 子核或獲得方式及應(yīng)用來(lái)源優(yōu)點(diǎn)太陽(yáng)能氫原子核在超高溫下發(fā)生，釋放出巨大的核能取之不盡、用之不竭，環(huán)保無(wú)污染間接利用：化石燃料直接利用：利用核電站的核心設(shè)備是核反應(yīng)堆：控制鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的速度，使核能平緩地釋放出來(lái)，便于利用命題點(diǎn) 1 熱機(jī)（2015遵義）如圖所示為四沖程汽油機(jī)未按工作循環(huán)順序排列

5、的各沖程示意圖工作時(shí)機(jī)械A(chǔ)B C D關(guān)閉為吸氣沖程，若兩氣門關(guān)閉為做功沖程；活塞向上運(yùn)動(dòng)，若兩氣門關(guān)閉為壓縮沖程，若一氣門關(guān)閉一 氣門打開為排氣沖程1 （2015 六盤水 ） 在四沖程內(nèi)燃機(jī)的工作過(guò)程中，沖程將內(nèi)能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能2 （2014 黔東南） 如圖所示為汽油機(jī)工作過(guò)程中某一沖程的示意圖，此圖是沖程，有一種單缸汽油機(jī)在原有四沖程的基礎(chǔ)上增加兩個(gè)沖程，成為六沖程汽油機(jī)，也就是在原有四沖程汽油機(jī)完成排氣沖程后向氣缸內(nèi)噴水，水在氣缸內(nèi)汽化成水蒸氣，水蒸氣膨脹對(duì)外做功，這種汽油機(jī)一個(gè)工作循環(huán)有六個(gè)沖程，做功次，這種汽油機(jī)這樣設(shè)計(jì)的目的是3 （2015貴陽(yáng)）為了合理利用能源，人們

6、設(shè)計(jì)了一種燃?xì)庑铜h(huán)保小汽車它的發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)可將燃?xì)馊紵尫诺膬?nèi)能轉(zhuǎn)化為汽車行駛的機(jī)械能，它的整個(gè)車身大多由輕質(zhì)材料構(gòu)成，從而減小了質(zhì)量使其較為輕巧，這是因?yàn)橹谱鬈嚿淼牟牧暇哂休^小的4 （2014安順）一臺(tái)柴油機(jī)飛輪的轉(zhuǎn)速為2 400 r/min ，則在 1 s 內(nèi)，柴油機(jī)完成個(gè)沖程；對(duì)外做功的次數(shù)是命題點(diǎn) 2 熱量的計(jì)算（2015黔西南 ） “環(huán)保，節(jié)能”是當(dāng)今倡導(dǎo)的主題，太陽(yáng)能熱水器已走進(jìn)千家萬(wàn)戶，現(xiàn)使用太陽(yáng)能熱水器使60 kg 的水由 25 升高到75 時(shí)，水所吸收的熱量為J，若這些熱量由焦煤完全燃燒時(shí)提供，則需要kg 焦煤 （q 焦煤 3.0 107 J/kg）點(diǎn)撥 ：由熱量的計(jì)算公式Q

7、吸 cm t 得出水吸收的熱量，然后根據(jù)公式Q吸 Q放 mq變形得出完全燃燒焦煤的質(zhì)量5 （2015遵義）在1 標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，將質(zhì)量為50 kg 、溫度為20 的水加熱至沸騰，水需要吸收J(rèn) 的熱量目前，遵義市正在創(chuàng)建環(huán)保模范城市，正大力推廣使用天然氣等清潔能源若上述這些熱量由天然氣提供，且天然氣完全燃燒放出的熱量有30%被水吸收，則需要完全燃燒 m一、選擇題1 （2014 貴陽(yáng)） 我市是全國(guó)生態(tài)文明示范城市，從物理與生態(tài)保護(hù)的角度來(lái)看，你認(rèn)為下列哪項(xiàng)措施符合建設(shè)生態(tài)文明城市的舉措（）A大力發(fā)展火力發(fā)電B多燒煤少用天然氣C多安裝景觀燈，使城市更美D大力開發(fā)風(fēng)能和太陽(yáng)能 （2015畢節(jié)）下面所列的

8、各種能源中，屬于可再生能源的是（）A石油B 核能 C 風(fēng)能 D 煤炭 （2015成都）關(guān)于能源、能量，下列說(shuō)法不正確的是（） 的天然氣 水的比熱容為4.2 103 J/（kg ），天然氣熱值為4 107 J/m 36 （2012安順 ）一個(gè)成年人參加一次長(zhǎng)跑，身體消耗的能量為6.6 106 J ，這些能量相當(dāng)于完全燃燒 0.55 kg 的干木柴才能得到，則干木柴的熱值為，如果用掉一半后，干木柴的熱值將7 （2013黔南 ） “可燃冰”作為新型能源，有著巨大的開發(fā)、使用潛力，同等條件下，“可燃冰”完全燃燒放出的熱量達(dá)到煤氣的數(shù)十倍，說(shuō)明“可燃冰”的 很大；以10 倍的關(guān)系粗略計(jì)算，1kg“可燃冰

9、”完全燃燒放出的熱量為 J 的熱量，可以使kg 的水從 30 加熱至70 .（1kg 煤氣完全燃燒放出熱量為4.2 107 J）8 （2015婁底 ）行駛中的汽車在緊急剎車時(shí)，剎車片會(huì)發(fā)燙這是通過(guò)的方式增加了物體的內(nèi)能， 若汽車行駛過(guò)程中消耗汽油2 kg， 這些汽油完全燃燒時(shí)放出J 的熱量（汽油熱值4.6 107J/kg）命題點(diǎn) 3 能源、能量的轉(zhuǎn)化與守恒（2015六盤水 ）研發(fā)太陽(yáng)能汽車是未來(lái)汽車的發(fā)展方向太陽(yáng)能是（ 填“可再生”或“不可再生”） 能源，該汽車有個(gè)重要的部件是太陽(yáng)能電池，它可以將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為能根據(jù)能量轉(zhuǎn)化的規(guī)律在某個(gè)對(duì)應(yīng)的階段中分析出變化的能量，然后根據(jù)能量轉(zhuǎn)化的規(guī)律是減小的

10、能量轉(zhuǎn)化為增大的能量9 （2015銅仁）下列能源屬于不可再生能源的是（）A太陽(yáng)能B潮汐能C石油D風(fēng)能10 （2015 益陽(yáng) ）有關(guān)“能源與可持續(xù)發(fā)展”的說(shuō)法中正確的是 （）A能量是守恒的，故不會(huì)有能源危機(jī)B能量的轉(zhuǎn)移與轉(zhuǎn)化具有方向性，如消耗掉的內(nèi)能不能收集起來(lái)再利用，因此要節(jié)約能源C因水能清潔、安全，因此修建水電站利用水能發(fā)電，有百利而無(wú)一害D風(fēng)能、水能、太陽(yáng)能、核能都可以在自然界源源不斷地得到，它們都是可再生能源11 （2014黔東南 ）如圖 所示，近年在黔東南州“一事一議”財(cái)政獎(jiǎng)補(bǔ)政策的支持下，農(nóng)村道路兩旁安裝有太陽(yáng)能路燈，這樣改善了農(nóng)村的村容村貌，燈桿頂端是太陽(yáng)能電池板，它能將能轉(zhuǎn)化為能

11、，并向放在燈桿中的蓄電池充電，充電時(shí)把能轉(zhuǎn)化為能蓄存起來(lái)，夜晚蓄電池給 路燈供電A能源是人類物質(zhì)生活、社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)B太陽(yáng)能、風(fēng)能、地?zé)崮艿仁悄壳罢谂ρ芯?、開發(fā)的新能源C根據(jù)能量守恒定律，能量不會(huì)消滅，但可以創(chuàng)造D電風(fēng)扇工作時(shí)，主要將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能4 （2015濟(jì)南）關(guān)于右圖所示的實(shí)驗(yàn)下列說(shuō)法不正確的是（）A這個(gè)實(shí)驗(yàn)說(shuō)明物體內(nèi)能可用來(lái)對(duì)外做功B對(duì)木塞做功的過(guò)程中水蒸氣的內(nèi)能增加C此過(guò)程中蒸氣內(nèi)能轉(zhuǎn)化為木塞的機(jī)械能D這個(gè)實(shí)驗(yàn)基本反映出了熱機(jī)的工作原理5 （2015廈門 ）下列關(guān)于熱值和熱機(jī)效率的描述，正確的是（）A使燃料燃燒更充分，可以增大熱值B使燃料燃燒更充分，可以提高熱機(jī)效率C燃料

12、燃燒釋放的熱量越大，熱值越大D熱值和熱機(jī)效率都是定值，與外界條件無(wú)關(guān)6 （2015濰坊 ） 用相同的酒精燈分別對(duì)a、 b 兩種液體加熱（如圖甲 ），根據(jù)測(cè)得數(shù)據(jù)分別描繪出兩液體的溫度隨時(shí)間變化的圖像（ 如圖乙 ） 在相同的時(shí)間內(nèi)兩液體吸收的熱量相等，不計(jì)液體熱量散失，分別用ma、 mb、 ca、 cb表示a、 b兩液體的質(zhì)量和比熱容，則結(jié)合圖中信息作出的下列推斷正確的是A若mamb，則cacbB若mamb，則camb10 （2015德陽(yáng)）體積為0.28 m 3、熱值為3.6 107 J/m 3的煤氣完全燃燒放出的熱量為J；若這些熱量的50%被溫度為20 、質(zhì)量為30 kg 的水吸收，則水的末溫

13、是 . 水的比熱容是4.2 103 J/（kg ）11 （2015 鄂州） 我市所有出租車已使用天然氣來(lái)代替燃油天然氣是一種清潔燃料，它是（ 填“可再生”或“不可再生”） 能源某出租車在一段時(shí)間內(nèi)消耗了420 g 天然氣，若這些天然氣完全燃燒，可放出熱量J，這些熱量可使質(zhì)量為kg 的水由 20 升高到100 天然氣的熱值為4.4 107J/kg ，水的比熱容為4.2 103J/（kg ） ；天然氣燃燒時(shí)將能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能12 （2014黔東南 ）今年是我國(guó)第一顆原子彈爆炸成功60 周年，目前核能已經(jīng)被廣泛和平利用，核電站只需要消耗很少的核燃料就可以產(chǎn)生大量的電能，核反應(yīng)堆中的核燃料是（ 填“可”或

14、“不可” ） 再生能源，在核潛艇中是利用核（ 填“聚”或“裂”） 變產(chǎn)生的能量三、計(jì)算題13 （2015荊州）某品牌太陽(yáng)能熱水器的容積為100 L ，其裝滿水后在太陽(yáng)的照射下水溫從20 的升高到 40 ，不計(jì)熱量的散失（1） 求熱水器中的水吸收的熱量 水的比熱容c 4.2 103 J/（kg ）（2） 要完全燃燒多少體積的煤氣可以產(chǎn)生相同的熱量？（煤氣的熱值q 4.0 107 J/m 3）14 （2015呼和浩特 ）王大剛同學(xué)和家人在郊外野餐，用木炭燒水鐵鍋內(nèi)裝有5 kg 水， 把水從 18 加熱至 98 ，已知水的比熱容為4.2 103 J/（kg ） 如果木炭的熱值為3.4 107 J/k

15、g ，它燃燒放出的熱有10%被水吸收求：（1） 在這個(gè)過(guò)程中水吸收的熱量；（2） 在這個(gè)過(guò)程中用掉多少木炭15 （2 015內(nèi)江） 如圖所示，是最新一款無(wú)人駕駛汽車原型圖汽車自動(dòng)駕駛時(shí)使用雷達(dá)傳感器，以及激光測(cè)距器來(lái)了解周圍的交通狀況該款車以72 km/h 的速度在一段平直的公路上勻速行駛了8 km時(shí)，消耗汽油1.5 L 假設(shè)燃油完全燃燒，汽油機(jī)的效率為30%，那么，在這段運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，求：（1） 該汽車發(fā)動(dòng)機(jī)做的有用功是多少？（2） 該汽車的輸出功率為多少？(已知：汽油的密度為0.8 103 kg/m 3，汽油的熱值為4.5 107 J/kg)參考答案考點(diǎn)解讀考點(diǎn) 1 比值 焦每千克J/kg

16、1 kg 的酒精完全燃燒放出的熱量是3.0 107 J 種類考點(diǎn) 2 內(nèi) 機(jī)械 吸氣 壓縮 做功 排氣 做功 慣性 機(jī)械能內(nèi)能 內(nèi)能 機(jī)械能有用功廢氣帶走機(jī)械損失散熱損失考點(diǎn) 3 轉(zhuǎn)化 轉(zhuǎn)移 保持不變考點(diǎn) 4 直接 不斷 得到補(bǔ)充分裂 結(jié)合 聚變 電 熱 化學(xué)例1B題組訓(xùn)練1. 做功 壓縮沖程例 2 1.26 10 7 J/kg 0.42題組訓(xùn)練5. 1.68 107 1.43. 密度 4. 80 202 5008. 做功 9.2 10713 (1) 熱水器內(nèi)水的質(zhì)量為：mV103kg/m310010 3m3100 kg ，則水吸收的熱量為：Q吸各個(gè)擊破2. 壓縮 2 提高熱機(jī)的效率( 節(jié)約能

17、源)6. 1.2 107 不變 7. 熱值4. 2 108例 3 可再生電題組訓(xùn)練9. C 10. B 11. 太陽(yáng) 電 電 化學(xué)整合集訓(xùn)1 D 2. C 3. C 4. B 5. B 6. B 7. 汽化 內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能8. 2.52 107 0.849. 動(dòng) 內(nèi)10. 1.008 10 7 60 11. 不可再生1.848 107 55 化學(xué)12. 不可 裂cm(t t 0) 4.2 10 3J/(kg ) 100 kg (40 20 ) 8.4 10 6 J ；(2) 完全燃燒煤氣的體積為：V放 吸 .73 0.21 m 3.q q 4.0 10 J/m14 解：(1) 水吸收的熱量：

18、Q吸 cm(t 2 t1) 4.2 10 3 J/(kg ) 5 kg (98 18 ) 1.68 10 6(2)10%被水吸收，由J；Q放 Q吸 1.68 10 J 1.68 107 J ，在這個(gè)過(guò)程中用掉10%Q放1.68 107 J木炭：Q放 mq得 m q 3.4 107 J/kg 0.49 kg.15解：(1) 由 Vm得消耗汽油的質(zhì)量為：mV0.8 103 kg/m31.5 10 3m31.2kg，汽油完全燃燒放出的熱量：Q放 mq 1.2 kg 4.5 10 7 J/kg 5.4 107 J，由 W得，汽油機(jī)的有用功：WQ放 Q放 30% 5.4 107 J 1.62 107 J ；(2) 由 v s得汽車運(yùn)動(dòng)的時(shí)間：t s8 km 1 h 400 s， 汽車的輸出功率：P W 1.62 10 Jtv 72 km/h 9t 400 s 4.05 104 W.7 （2015雅安）近期科學(xué)家發(fā)明了一種單缸六沖程內(nèi)燃機(jī)，它每一個(gè)工作循環(huán)的前四個(gè)沖程與單缸四沖程內(nèi)燃機(jī)相同，