1、第十四章 內(nèi)能的利用,第1節(jié) 熱機(jī),利用內(nèi)能做功的機(jī)械：熱機(jī)。 熱機(jī)的分類：蒸汽機(jī)，內(nèi)燃機(jī)，汽輪機(jī)，噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)等。,汽油機(jī)的工作過程,一個(gè)循環(huán)中做功一次，飛輪旋轉(zhuǎn)兩周。,柴油機(jī),柴油機(jī)與汽油機(jī)的區(qū)別： （1）吸氣時(shí)只吸入空氣，柴油在做功沖程中經(jīng)噴油嘴噴入。 （2）不需要打火，空氣壓縮程度高，溫度較高，遇到柴油即可燃燒。 （3）柴油機(jī)效率更高，但內(nèi)部壓強(qiáng)更大，需要更牢固的機(jī)械結(jié)構(gòu)。 柴油機(jī)體積較大，噪聲與污染也更大，多用于坦克，拖拉機(jī)，大型卡車等。,擴(kuò)展： 石油危機(jī),中考真題練習(xí),1.內(nèi)燃機(jī)的四個(gè)沖程中，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的沖程是（ ） a.做功沖程 b.壓縮沖程 c.吸氣沖程 d.排氣沖程 2

2、.在吸氣過程中，其汽油機(jī)吸入氣缸的是：（ ） a.純凈的柴油 b.汽油與空氣的混合物 c.純凈的汽油 d.只有空氣,3.關(guān)于四沖程汽油機(jī)的工作過程有以下幾種說法： 在做功沖程中，是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能； 在做功沖程中，是內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能； 只有做功沖程是燃?xì)鈱?duì)外做功； 汽油機(jī)在一個(gè)工作循環(huán)中，只有一個(gè)沖程發(fā)生能量變化。 以上說法中正確的是 a.只有 b.只有 c.只有 d.只有,4.某摩托車的效率為34，某汽車的效率為29，這說明了 a.摩托車比汽車的功率大 b.摩托車比汽車做的有用功多 c.使用摩托車比使用汽車做功多 d.燃燒相同的燃料，摩托車將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能比汽車多 5.如圖所示，有關(guān)這個(gè)小

3、蒸汽輪機(jī)的說法不正確的是（） a燒瓶?jī)?nèi)的水通過熱傳遞的方式增加了水的內(nèi)能 b酒精燃燒將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能 c蒸氣的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為輪子的機(jī)械能 d內(nèi)能的一個(gè)重要應(yīng)用是可以用來做功,6.汽油機(jī)的壓縮沖程中，氣缸內(nèi)汽油和空氣混合物的壓強(qiáng)（ ），溫度（ ）。 7.目前我國(guó)研發(fā)出一款新型空氣動(dòng)力汽車，它利用壓縮空氣膨脹推動(dòng)活塞做功提供動(dòng)力，這種車在開動(dòng)時(shí)將空氣的 能轉(zhuǎn)化為 能，這種車與汽油機(jī)相比優(yōu)點(diǎn)是 (說出一點(diǎn)) 8. 一臺(tái)單缸四沖程汽油機(jī)的飛輪轉(zhuǎn)速是1200r/min,則汽油機(jī)每秒鐘內(nèi)完成_個(gè)沖程,做功_次.,9.如圖:試管內(nèi)水蒸氣將塞子推出的過程，水蒸氣的能轉(zhuǎn)化為塞子的機(jī)械能四沖程汽油機(jī)工作過程中的沖程

4、與上述能量轉(zhuǎn)化過程相同 10.中學(xué)生參加一次長(zhǎng)跑，身體消耗的能量大約為6.6106j，這些能量相當(dāng)于完全燃燒0.55kg的干木柴才能得到，則干木柴的熱值為 ,11.如圖所示，是世界上早期的蒸汽機(jī)汽車模型，燃料燃燒使水溫升高，水的 能增加，再轉(zhuǎn)化為汽車的 能，使汽車前進(jìn)。 12. 某單缸四沖程汽油機(jī)的氣缸活塞面積為30cm2，一個(gè)沖程活塞在氣缸中移動(dòng)的距離是50mm，滿負(fù)荷工作時(shí)做功沖程燃?xì)獾钠骄鶋簭?qiáng)為9.0105 pa,飛輪1min轉(zhuǎn)動(dòng)1800周，當(dāng)汽油機(jī)滿負(fù)荷工作時(shí)（不計(jì)摩擦），求： （1）做功沖程中燃?xì)鈱?duì)活塞的平均壓力 （2）一個(gè)做功沖程中燃?xì)鈱?duì)活塞做的功 （3）汽油機(jī)的功率,13.如圖所

5、示是內(nèi)燃機(jī)的四個(gè)沖程，其中屬于壓縮沖程的是（ ）,14.以下四沖程汽油機(jī)的工作示意圖，按吸氣、壓縮、做功、排氣順序排列正確的是 a甲乙丙丁b甲丙乙丁c甲丁乙丙d甲丙丁乙,第2節(jié) 熱機(jī)的效率,燃料的熱值：燃料完全燃燒放出的熱量與之質(zhì)量之比，叫做熱值。 數(shù)值上等于單位質(zhì)量的燃料完全燃燒時(shí)放出來的能量。 單位是j/kg，對(duì)某些氣體燃料定義為j/m3（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下）,燃燒過程中化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。,熱機(jī)的效率,機(jī)械系統(tǒng)的機(jī)械效率： 有用功/外界做的功100% 熱機(jī)效率的定義： 有用功/燃料完全燃燒的能量100%,實(shí)際熱機(jī)的效率和提升效率的方法,效率：蒸汽機(jī)汽油機(jī)柴油機(jī),提高效率的方法： （1）充分燃燒燃料

6、：改良發(fā)動(dòng)機(jī)，使空氣和汽油能夠更充分的混合，使燃燒更充分。 （2）充分利用能量：二次利用帶走能量最多的廢氣，可以用來供暖。,中考真題演練,1. 航天工業(yè)中的火箭常用液態(tài)氫作為燃料，這是因?yàn)榕c其他氣體燃料相比較，液態(tài)氫具有（ ）的優(yōu)點(diǎn)： a.較小的質(zhì)量 b.較小的密度 c.較大的比熱容 d.較大的熱值 2.完全燃燒140g焦炭（焦炭的熱值為3.0107j/kg）能放出多少焦的熱量？若這些熱量的30%被水吸收，則能使常溫下30kg的水溫度升高多少？水的比熱容為4.2103j/（kg?）,3.“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，這說

7、明“可燃冰”的 很大若以10倍的關(guān)系粗略計(jì)算，1kg“可燃冰”完全燃燒放出的熱量可以使 kg的水升高40 （c水=4.2103j/（kg），q煤氣=4.2l07j/kg） 4.科學(xué)家發(fā)明了一款單缸六沖程內(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，在第四沖程結(jié)束后，立即向汽缸內(nèi)噴水，水在高溫汽缸內(nèi)迅速汽化成高溫、高壓水蒸汽，推動(dòng)活塞再次做功，水蒸汽溫度_ （選填“升高”、“降低”或“不變”），其內(nèi)能_（選填“增大”、“減小”或“不變”），這樣燃燒同樣多的燃料獲得了更多的機(jī)械能，提高了熱機(jī)的_。為進(jìn)入下一個(gè)工作循環(huán)，這款內(nèi)燃機(jī)的第六沖程是_沖程。,5.鋁的比熱容為0.88103j/

8、（kg）質(zhì)量為2.1kg、初溫為70的 鋁溫度降低到20，放出的熱量為多少？這些熱量供水吸收。可使質(zhì)量為0.44kg的水溫度 從80升高到多少？（在一標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下） 6.用燃?xì)庠顭紵?.5 kg的煤氣，使50 kg的水從20升高到70已知水的比熱容為4.2103j/（kg），煤氣的熱值為4.2107j/kg求：（1）0.5 kg煤氣完全燃燒放出的熱量（2）水吸收的熱量（3）燃?xì)庠顭男?7.某學(xué)校每天需要將1000kg、20的水燒開供師生飲用。 （1）請(qǐng)計(jì)算學(xué)校每天燒開水所需要的熱量時(shí)多少？ （2）如果煤氣的熱值為3.9107j/m3，燃燒煤氣放出的熱量只有60%被水吸收，學(xué)校每天燒

9、水需要多少m3的煤氣？（結(jié)果保留一位小數(shù)） 8.一輛汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率為69kw，當(dāng)它以90 km/h的速度勻速行駛45km時(shí)共消耗汽油9kg，求這輛汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的效率為多大？(汽油的熱值是 4.6107j/kg),9.某物理興趣小組為了探究地球表面水吸收太陽(yáng)能的本領(lǐng)，做了如下實(shí)驗(yàn)：用一水盆裝600ml的水，水的表面積為0.01m2 ，經(jīng)過太陽(yáng)光垂直照射15min，水溫升高5。 問： （1）實(shí)驗(yàn)時(shí)600ml水在15min內(nèi)吸收了多少熱量？ （2）若用燃燒液化氣加熱的方式使同質(zhì)量的水升高相同的溫度，至少需要燃燒多少m3 的液化氣？（假設(shè)液化氣燃燒放出的熱量有60%被水吸收，液化氣的熱值是5.01

10、07 j/m3）,10.太陽(yáng)能熱水器是把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的設(shè)備之一某品牌太陽(yáng)能熱水器每小時(shí)平均接收4.2106j的太陽(yáng)能，在5小時(shí)的有效照射時(shí)間內(nèi)，將熱水器中質(zhì)量為100kg、初溫為20的水溫度升高到40求： (1)熱水器中的水吸收的熱量q；水的比熱容c=4.2103j/(kg) (2)熱水器5小時(shí)內(nèi)接收到的太陽(yáng)能e； (3)熱水器的效率； (4)若改用煤氣來加熱這些水，需要完全燃燒多少千克煤氣？（煤氣的熱值q=4.2107j/kg，假設(shè)煤氣燃燒放出的熱量全部被水吸收）,11.太陽(yáng)能熱水器是直接利用太陽(yáng)能給水加熱的裝置，下表是小明家的太陽(yáng)能熱水器某天在陽(yáng)光照射下的相關(guān)信息 求： （1）水在10

11、h內(nèi)吸收的熱量； （2）如果水吸收的熱量用天然氣來提供，需要完全燃燒多少m3的天然氣；（天然氣的熱值為8.4107j/m3，天然氣完全燃燒放出的熱量全部給水吸收） （3）該太陽(yáng)能熱水器的能量轉(zhuǎn)化效率,12.為了保障學(xué)生人身安全，目前已有一大批校車投入使用，如圖為實(shí)驗(yàn)中學(xué)專用校車，其總質(zhì)量為6.4t，每個(gè)輪子跟地面的接觸面積為400cm2這輛校車在某段平直公路上勻速行駛8km用時(shí)10min，消耗柴油2l，受到的阻力是1.8103n，（柴油熱值3.3107j/kg，柴油的密度0.85103kg/m3，取g=10n/kg） 求： （1）這段路程內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)做功的功率 （2）這段路程內(nèi)消耗的柴油完全燃燒放

12、出的熱量； （3）校車對(duì)地面的壓強(qiáng),13.現(xiàn)代生活中最重要的交通運(yùn)輸工具汽車，與我們的生活走得越來越近了。 （1）某單缸汽油發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸的活塞面積是120cm2，做功沖程中活塞移動(dòng)的距離是30cm，氣體的平均壓強(qiáng)是5105pa。汽油的熱值是4.6107jkg，每次做功耗油0.2g，氣體一次膨脹對(duì)活塞做的功是_j；若每次做功過程中汽油的90完全燃燒，每次汽油燃燒放出的熱量是_j；排氣過程中，廢氣溫度_，內(nèi)能_。 （2）汽油機(jī)的效率很低，主要原因之一是_帶走了大量的能量。,14.某同學(xué)學(xué)習(xí)了燃料的熱值后，自己設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)來探究煤油和菜籽油的熱值大小關(guān)系。他實(shí)驗(yàn)時(shí)組裝了如圖所示的兩套規(guī)格完全相同的裝

13、置，并每隔1分鐘記錄了杯中水的溫度（見表）。,（1）為保證實(shí)驗(yàn)結(jié)論的可靠，實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)控制兩套裝置中相同的量有 和 等。 （2）通過表中記錄本的數(shù)據(jù)，你認(rèn)為煤油和菜籽油兩種燃料中，熱值較大的是 。 （3）該同學(xué)實(shí)驗(yàn)前用天平測(cè)出了燒杯中水的質(zhì)量及兩油燈中燃料的質(zhì)量，并記錄的數(shù)據(jù)、利用公式q吸c(diǎn)m（t-t0）計(jì)算出了水吸收的熱量，他認(rèn)為通過這些數(shù)據(jù)能準(zhǔn)確地計(jì)算出煤油和菜籽油的熱值。你認(rèn)為他的計(jì)算結(jié)果可靠嗎？ 這是由于？ 。,第3節(jié) 能量的轉(zhuǎn)化和守恒,能量的轉(zhuǎn)化 能量轉(zhuǎn)化的例子：摩擦生熱，外力壓縮氣體，壓縮氣體膨脹做功，太陽(yáng)能熱水器的運(yùn)行，熱機(jī)的運(yùn)行等。 各種形式的能量可以經(jīng)不同過程互相轉(zhuǎn)化，初中階段涉

14、及的能量形式： 動(dòng)能與勢(shì)能（機(jī)械能），內(nèi)能，化學(xué)能，電能，光能等。,能量守恒定律,定律內(nèi)容： 能量只能轉(zhuǎn)化形式，轉(zhuǎn)移所在的物體，總量不會(huì)變化。,永動(dòng)機(jī)不可能制成,思考如下情形：,（1）一杯熱水放在桌子上逐漸冷卻，其損失的內(nèi)能去了哪里？ （2）電風(fēng)扇工作時(shí)，消耗的電能和獲得的機(jī)械能相等嗎？損失的機(jī)械能去了哪里？ （3）人運(yùn)動(dòng)時(shí)身體發(fā)熱說明了什么？,中考真題練習(xí),1.以下情景中，關(guān)于能量轉(zhuǎn)化的說法正確的是（ ） a鉆木取火的過程中，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能 b電動(dòng)機(jī)在通電轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能 c電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能 d汽油機(jī)工作過程中，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能 2.下列能量轉(zhuǎn)化的實(shí)例中，將內(nèi)

15、能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的是 a. 太陽(yáng)能電池發(fā)電 b. 水蒸氣把壺蓋頂起 c. 電燈發(fā)光 d. 彈弓將石頭彈出,3.下列能量的轉(zhuǎn)化中，屬于機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的是（ ） a.點(diǎn)燃爆竹，爆竹騰空而起 b.汽車緊急剎車，輪胎發(fā)熱 c.給生石灰加水，溫度升高 d.給電爐通電，電爐發(fā)熱 4.用熱傳遞的方法來改變物體的內(nèi)能，實(shí)質(zhì)上是能量的_過程；用做功的方法來改變物體的內(nèi)能，實(shí)質(zhì)上是能量的_過程。 （填轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移）,5.木塊從粗糙的斜面頂端勻速下滑到底端的過程中（ ） a.木塊的重力勢(shì)能全部轉(zhuǎn)化為動(dòng)能 b.木塊的動(dòng)能增加，重力勢(shì)能減小 c.木塊有一部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 d.木塊的機(jī)械能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 6.下面關(guān)于能量的說法中，正確的是（ ） a.用砂輪磨刀是由內(nèi)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能 b.隕石進(jìn)入大氣層成為流星時(shí)，是內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能 c.壺中的水沸騰時(shí)壺蓋不停地跳動(dòng)，是水的勢(shì)能轉(zhuǎn)化為壺蓋的動(dòng)能 d.用打氣筒給輪胎打氣，打氣筒發(fā)熱，是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,7.某研究小組為測(cè)量垂直于太陽(yáng)光的面積為1m2表面上，每秒鐘接受到的太陽(yáng)能，用自制太陽(yáng)能熱水器做實(shí)驗(yàn)。經(jīng)多次試驗(yàn)得到自制太陽(yáng)能熱水器吸收太陽(yáng)能的效率為50%?？刂铺?yáng)能熱水器接受太陽(yáng)光垂直照射的面積始終是2m2，太陽(yáng)能熱水器內(nèi)的水的質(zhì)量為100千克，