12.4機(jī)械能與內(nèi)能的相互轉(zhuǎn)化

蘇科物理補(bǔ)充習(xí)題熱傳遞和做功改變物體的內(nèi)能是等效的.熱傳遞實(shí)質(zhì)——內(nèi)能的轉(zhuǎn)移做功實(shí)質(zhì)——內(nèi)能與其它能的轉(zhuǎn)化改變內(nèi)能的兩種方式熱機(jī)熱機(jī)原理：是將燃料燃燒產(chǎn)生的高溫高壓的燃?xì)獾膬?nèi)能

轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的裝置。吸氣沖程：壓縮沖程：機(jī)械能——內(nèi)能

做功沖程：內(nèi)能——機(jī)械能排氣沖程：汽油機(jī)的一個(gè)工作循環(huán)機(jī)械能與內(nèi)能的相互轉(zhuǎn)化★知識(shí)回顧

一個(gè)工作循環(huán)，曲軸轉(zhuǎn)2圈，活塞往復(fù)2次，完成1次做功。①熱值：燃料完全燃燒時(shí)放出的熱量與燃料質(zhì)量之比。

是燃料的一種特性。

熱值

②單位：焦/千克（J/kg）、焦/米3（J/m3）★知識(shí)回顧

比值定義法例1

某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖所示裝置粗測蠟燭的熱值q。圖中A是一個(gè)裝有水的容器，一根小木棍從其上部沿直徑方向穿過；B是一個(gè)下部開了許多通氣孔的罩子?！锏淅治隼?

某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖所示裝置粗測蠟燭的熱值q。圖中A是一個(gè)裝有水的容器，一根小木棍從其上部沿直徑方向穿過；B是一個(gè)下部開了許多通氣孔的罩子?！锏淅治?/p>

【分析】：燃料完全燃燒放出的熱量與燃料的質(zhì)量之比，叫作這種燃料的熱值。要測量燃料的熱值必須測量質(zhì)量為m的燃料完全燃燒放出的熱量Q，再利用q=Q/m計(jì)算得出。本實(shí)驗(yàn)是通過測量水升高的溫度來反映蠟燭燃燒放出的熱量。水吸收的熱量可以用Q吸=C水m(t-t0)計(jì)算，其中C水=4.2×103J/(kg·℃),蠟燭質(zhì)量的變化測可以用天平測量獲得。由于該實(shí)驗(yàn)中存在熱量損失，所以測出的熱值比真實(shí)值小。例1

某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖所示裝置粗測蠟燭的熱值q。圖中A是一個(gè)裝有水的容器，一根小木棍從其上部沿直徑方向穿過；B是一個(gè)下部開了許多通氣孔的罩子。★典例分析（1）觀察實(shí)驗(yàn)裝置可知，該實(shí)驗(yàn)小組是通過測量

間接測量蠟燭燃燒放出的熱量。水吸收的熱量（2）要完成本實(shí)驗(yàn)，除了圖中的實(shí)驗(yàn)器材外，還需要的測量工具是

和

。溫度計(jì)天平例1

某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖所示裝置粗測蠟燭的熱值q。圖中A是一個(gè)裝有水的容器，一根小木棍從其上部沿直徑方向穿過；B是一個(gè)下部開了許多通氣孔的罩子。★典例分析(1)某次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)如表所示，則測得這支蠟燭的熱值q=

J/kg。×107(2)本實(shí)驗(yàn)測出的熱值會(huì)比真實(shí)值

，造成這一偏差的原因是什么？（寫出一條即可）蠟燭燃燒放出的熱量沒有全部被水吸收。偏小1.

關(guān)于如圖所示的實(shí)驗(yàn)或?qū)嶒?yàn)裝置的作用，下列說法中錯(cuò)誤的是（

）A.圖（a）的實(shí)驗(yàn)?zāi)苎菔咀龉梢栽黾游矬w的內(nèi)能B.圖（b）的裝置能演示機(jī)械能可以轉(zhuǎn)化為內(nèi)能C.圖（c）的裝置能演示做功可以改變空氣的內(nèi)能

D.圖（d）的實(shí)驗(yàn)?zāi)苎菔緝?nèi)能可以轉(zhuǎn)化為機(jī)械能

B2.

關(guān)于如圖所示的男孩和女孩暖手的方式，下列說法中正確的是（

）A.他們都是通過熱傳遞來暖手的B.他們都是通過做功來暖手的C.女孩是通過熱傳遞來暖手的，男孩是通過做功來暖手的

D.女孩是通過做功來暖手的，男孩是通過熱傳遞來暖手的

C3.

如圖所示是內(nèi)燃機(jī)的四個(gè)沖程，其中壓縮沖程是（

）B★典例分析4.現(xiàn)探明中國南海海底有大量的可燃冰。已知可燃冰的熱值比煤氣的熱值大得多，由此可知，相等質(zhì)量的可燃冰和煤氣完全燃燒時(shí)，

放出的熱量多。1kg可燃冰燃燒一半后，剩余可燃冰的值

（變大/減小一半/不變）可燃冰不變5.小華將4kg水由20℃加熱到70℃，消耗了3天然氣。已知水的比熱容是4.2×103J/(kg·℃)，天然氣的熱值是4.2×103J/m3。

（1）水吸收的熱量是多少焦？

（2）3天然氣完全燃燒放出的熱量是多少焦？

（3）為什么水吸收的熱量少于天然氣完全燃燒放出的熱量？5.小華將4kg水由20℃加熱到70℃，消耗了3天然氣。已知水的比熱容是4.2×103J/(kg·℃)，天然氣的熱值是4.2×103J/m3。

（1）水吸收的熱量是多少焦？解：Q吸=c水m水△t=4.2×103J/(kg·℃)×4kg×(70℃-20℃)×105J5.小華將4kg水由20℃加熱到70℃，消耗了3天然氣。已知水的比熱容是4.2×103J/(kg·℃)，天然氣的熱值是4×107J/m3。

（2）3天然氣完全燃燒放出的熱量是多少焦？解：Q放=Vq=3×4×107J/m3×106J5.小華將4kg水由20℃加熱到70℃，消耗了3天然氣。已知水的比熱容是4.2×103J/(kg·℃)，天然氣的熱值是4×107J/m3。

（3）為什么水吸收的熱量少于天然氣完全燃燒放出的熱量？

因?yàn)樵诩訜岬倪^程中，有熱量的損失，所以水吸收的熱量少于天然氣完全燃燒放出的熱量。1.將皮球從離地某一高度O點(diǎn)處水平拋出，球落地后又彈起。它的部分運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示。下列說法正確的是（）A．皮球經(jīng)過同一高度的A、B兩點(diǎn)時(shí)動(dòng)能相等B．皮球第一次反彈后到達(dá)最高點(diǎn)P點(diǎn)時(shí)速度為零C．皮球在D點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能小于在C點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能D．若將皮球表面涂黑，則會(huì)在地面M、N兩點(diǎn)留下兩個(gè)大小相等的黑色圓斑C

2.汽油機(jī)是熱機(jī)的一種，汽油在汽缸內(nèi)燃燒時(shí)的能量轉(zhuǎn)化情況是

，在設(shè)計(jì)制造時(shí)，汽缸外有一個(gè)水套，讓汽缸被水包圍著，這是通過

的方式減少汽缸的內(nèi)能。一臺(tái)單缸四沖程汽油機(jī)，飛輪轉(zhuǎn)速是1200r/min,該汽油機(jī)每分鐘內(nèi)完成

個(gè)工作循環(huán)、

個(gè)沖程、活塞往返

次、對(duì)外做功

次?；瘜W(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能熱傳遞600240012006003.小帆在老師指導(dǎo)下,用如圖a所示的同一個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置分別加熱100g的甲、乙兩種液體(其中一種是水),用測得的數(shù)據(jù)繪制了溫度隨時(shí)間變化的圖像(如圖b),乙從20℃加熱至沸騰剛好消耗了4g酒精(q酒精=3×107J/kg).若單位時(shí)間內(nèi)甲吸