學(xué)而優(yōu)教有方《第14章內(nèi)能的利用》知識(shí)總結(jié)（一）熱機(jī)1、定義：把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的機(jī)器。深化升華：熱機(jī)的基本原理是燃料的化學(xué)能通過燃燒轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，又通過做功把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。熱機(jī)的種類很多，這些熱機(jī)在人類社會(huì)的工業(yè)化進(jìn)程中起到了舉足輕重的作用，而且在現(xiàn)代社會(huì)中還發(fā)揮著巨大作用。2、種類：熱機(jī)常見有蒸汽機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、汽輪機(jī)、噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)等。3、內(nèi)燃機(jī)（1）分為汽油機(jī)和柴油機(jī)兩大類。（2）內(nèi)燃機(jī)一個(gè)工作循環(huán)由四個(gè)沖程組成：吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程。其中，每完成一個(gè)工作循環(huán)，活塞往復(fù)兩次，飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)兩周，只有做功沖程實(shí)現(xiàn)內(nèi)能向機(jī)械能的轉(zhuǎn)化。要點(diǎn)提示：在四個(gè)沖程中，壓縮沖程和做功沖程中發(fā)生了能量轉(zhuǎn)化，壓縮沖程中活塞運(yùn)動(dòng)的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為汽油和空氣混合物的內(nèi)能。做功沖程中，燃料燃燒把燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為燃?xì)獾膬?nèi)能，然后通過做功把燃?xì)獾膬?nèi)能轉(zhuǎn)化為活塞的機(jī)械能。（二）燃料的熱值1、定義：1千克的某種燃料完全燃燒而放出的熱量。2、物理意義：表示燃料燃燒時(shí)放熱本領(lǐng)的物理量，燃燒相同質(zhì)量的不同燃料，放出的熱量是不同的，就是說，不同燃料在燃燒時(shí)放熱的本領(lǐng)不同，物理學(xué)中用熱值來表示燃料的這種特性。3、單位：熱值的單位是：焦/千克，讀做焦每千克，用符號(hào)J/kg。如酒精的熱值為：3.0×107J/kg，表示1kg酒精完全燃燒放出的熱量是3.0×107J。4、實(shí)質(zhì)：燃料燃燒過程中，燃料儲(chǔ)藏的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。深化升華：內(nèi)能的主要來源是燃料，燃料燃燒時(shí)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能釋放出來，不同燃料在燃燒過程中化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的本領(lǐng)大小不同，這就是燃料的一種性質(zhì)，用燃料的熱值來表示。同種燃料的熱值相同，與燃料的質(zhì)量大小、形狀及放出熱量的大小都沒有關(guān)系。5、熱值是描述燃料性質(zhì)的物理量，它反映的是1kg的某種燃料完全燃燒放出的熱量。熱值的單位為J/kg。難點(diǎn)剖析：對(duì)于熱值的理解應(yīng)抓住三個(gè)關(guān)鍵詞語：1kg、某種燃料、完全燃燒。（1）“1kg”是指熱值針對(duì)1kg的燃料而言，如果不是1kg的燃料，完全燃燒放出的熱量值與熱值不同。（2）“某種燃料”是指熱值與燃料的種類有關(guān)，確定了燃料才能確定熱值，不同燃料的熱值一般不同。由此可見熱值反映了燃料的燃燒特性，熱值大的1kg燃料完全燃燒放出的熱量多。（3）“完全燃燒”是由指燃料在燃燒時(shí)必須燒完、燒盡，只有1kg的燃料完全燃燒時(shí)放出的熱值才是這種燃料的熱值，通常情況下燃料往往不能完全燃燒，致使燃料燃燒放出的熱量比用熱值算出的結(jié)果小。（三）熱機(jī)的效率1、定義：熱機(jī)工作時(shí)，用來做有用功的那部分能量與燃料完全燃燒放出的能量之比。2、提高熱機(jī)效率的途徑：盡量減小各種熱量損失；保持良好的潤(rùn)滑，盡量減小摩擦；盡可能使燃料充分燃燒等等。3、熱機(jī)造成的環(huán)境污染包括：燃料燃燒過程中會(huì)產(chǎn)生有害氣體，燃料的不完全燃燒還會(huì)產(chǎn)生大量的粉塵、飛灰，這些都會(huì)污染大氣，危害人體健康，影響植物正常生長(zhǎng)，要減小污染可改進(jìn)燃燒設(shè)備，采取集中供熱，提高燃燒效率，減少有害氣體的排放量，采用污染小的氣體燃料，加裝消煙除塵裝置等。要點(diǎn)提示：在利用燃料燃燒產(chǎn)生內(nèi)能時(shí)，主要存在兩大問題：一是提高效率，盡可能增加可利用的能量，減少浪費(fèi)，節(jié)約能源，是緩解能源危急的重要途徑；二是減少有害氣體的排放，減少污染，保護(hù)人類及所有生命的生存環(huán)境。（四）能量守恒定律1、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)從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式，或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，而在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程中，能量的總量保持不變。難點(diǎn)剖析：定律的內(nèi)容分為兩部分：第一部分指出能是可以“轉(zhuǎn)移”或“轉(zhuǎn)化”的，“轉(zhuǎn)移”指同一種形式的能可以從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體上；“轉(zhuǎn)化”指能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式；第二部分是能的“守恒”，明確指出在能的轉(zhuǎn)移或轉(zhuǎn)化過程中，能既不會(huì)創(chuàng)生、也不會(huì)消滅，能的總量保持不變。在各種能量發(fā)生轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的事例中，能量都是守恒的，例如：（1）在熱機(jī)中，利用內(nèi)能做功的過程就是內(nèi)能轉(zhuǎn)化為其他形式能量的過程，消耗多少內(nèi)能，就會(huì)產(chǎn)生多少其他形式的能量，能的總量是守恒的；（2）在摩擦生熱現(xiàn)象中，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，消耗多少機(jī)械能，就產(chǎn)生多少內(nèi)能，能的總量是守恒的；（3）在燃料燃燒的過程中，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，消耗多少燃料中蘊(yùn)含的化學(xué)能，就會(huì)產(chǎn)生多少內(nèi)能，能的總量是守恒的；（4）在熱傳遞過程中，是內(nèi)能由高溫物體轉(zhuǎn)移到低溫物體的過程，例如，一杯熱水與一杯冷水混合，熱水減少多少內(nèi)能，冷水就增加多少內(nèi)能，能的總量是守恒的；（5）電動(dòng)機(jī)工作時(shí)，電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能和內(nèi)能（因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)還要發(fā)熱），消耗多少電能，就會(huì)產(chǎn)生多少機(jī)械能和內(nèi)能，能的總量是守恒的；（6）用電爐加熱物體，電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，消耗多少電能，就產(chǎn)生多少內(nèi)能，能的總量是守恒的。深化升華：自然界中所有的變化，不管是大到天體、小到原子核內(nèi)部，也不管是物理學(xué)的（比如物態(tài)變化），還是化學(xué)的（比如物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)）、生物學(xué)的（比如動(dòng)物的呼吸）、地理學(xué)的（比如火山爆發(fā)）、天文學(xué)（比如星球的運(yùn)動(dòng)）的問題，都存在能量的轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移，而且在轉(zhuǎn)化與轉(zhuǎn)移的過程中，能的總量是守恒的。所以說能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一。2、意義：由做功和熱傳遞的等效作用說明，機(jī)械能之間是可以轉(zhuǎn)化的.其實(shí)自然界里，能量和轉(zhuǎn)化是普遍的，都是通過做功這種形式來完成。自然界為什么形形色色，為什么這樣奇妙豐富，都離不開能量的轉(zhuǎn)化，地球從太陽那里獲得光能，出現(xiàn)了風(fēng)、水的流動(dòng)，繁茂的植物和多種多樣的動(dòng)物，人類的活動(dòng)，機(jī)器轟鳴，家電的使用，哪一樣都離不開能的轉(zhuǎn)化，可以說離開了能量的轉(zhuǎn)化，就不再成為世界，可見能的轉(zhuǎn)化是普遍的。3、理解能量守恒定律應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：（1）每一種運(yùn)動(dòng)形式都可以用一種形式的能來量度，如機(jī)械能、內(nèi)能、化學(xué)能、電能，能量的單位都是焦耳；（2）各種運(yùn)動(dòng)形式可以在一定條件下互相轉(zhuǎn)化，而運(yùn)動(dòng)形式的轉(zhuǎn)化過程必然伴隨著能量的轉(zhuǎn)化和守恒；（3）能量也可以以同種形式從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，熱傳遞過程實(shí)質(zhì)上就是內(nèi)能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體的過程.轉(zhuǎn)移能量的多少用熱量來度量；辨析比較：在能量守恒