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1、12.4 机械能与内能的相互转化,一、内能的改变,对物体做功,除了通过热传递的方式来改变内能，还有其 他方法能够改变内能吗？,【思考】,【方法】,弯折发热,摩擦生热,【辨析】,压缩引火,1.两者的区别和联系。,（机械能转化为内能）,本质不同,效果相当,2.对物体做功，物体内能一定增加吗？,燃烧等化学反应,化学能转化为内能,燃料,2、条件：,A、温度达到燃点,B、需要空气,3、实质：,一、内能的改变,【思考】,还有其他能量能够转化为内能吗？,【方法】,电加热,1、物质：,热机： 把燃料燃烧产生的高温、高压燃气的内能转化为机械能的机器就叫作热机。,热机,蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机,汽油机,
2、吸气冲程,压缩冲程,进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，汽油和空气的混合物进入气缸。,进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，燃料混合物被压缩。,做功冲程,排气冲程,在压缩冲程结束时，火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧，产生高温高压的气体。高温高压的气体推动活塞向下运动，带动曲轴转动，对外做功。,进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气排出气缸。,吸气冲程,做功冲程,压缩冲程,排气冲程,知识扩充-热机带来的污染,声音嘈杂的街道,废气笼罩中的城市,1.利用什么方法来研究该课题？,2.如何控制相关变量？,3.怎样反映燃料放出的热量？,4.需要准备哪些测量仪器？如何操作？,1.实验方案中还有哪些需要
3、优化的地方？,（控制变量法）,（烧水）,（比温度升高）,（天平）,（温度计）,（转换法）,二、探究燃料燃烧放出的热量与种类的关系,相同质量的不同燃料完全燃烧放出的热量 不同。,（相同质量水）,（完全燃烧）,2.如何科学反映燃料燃烧放热能力呢？,说明不同燃料燃烧放热能力不同。,二、探究燃料燃烧放出的热量与种类的关系,【实验过程】,观察实验现象，总结实验结论。,热机效率,固体燃料,液体燃料,气体燃料,燃料可分为三种,1.你知道的燃料有哪些,它们分别属于哪一类？,常见的燃料有煤、石油（加工炼制成汽油、煤油、柴油和液化气等）、天燃气等，农村还用草木等植物的秸杆作燃料。,16,2.我们要烧开同一壶水，现
4、有三种燃料：干草、木柴、煤炭，用哪种燃料用量最少？,质量相等的不同燃料在完全燃烧时所放出能量的本领不同。,(为什么提供相同的能量)不同燃料所需的量不同？,17,一、燃料的热值（笔记）,1、定义：某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量（体积）之比叫做这种燃料的热值。 2、表示字母：q,3、单位：焦 /千克 ( J/kg ) 焦 /立方米 （ J/m 3 ),19,观察热值表，你有什么收获？,常用燃料的热值（单位：J/kg）,（7.18.8)107,1.不同物质的热值一般相同吗？ 2有没有不同物质比热值相同的？ 3哪种物质的热值最大 ？它是多少？表示的物理意义是什么？,4、热值是燃料的一种特性，其大小
5、只与燃料的种类有关，与燃料的质量（体积）、是否燃烧、是否完全燃烧无关。,21,22,关于燃料的热值正确的是（ ） A燃料的热值与燃料的燃烧程度有关 B燃料的热值与燃料的种类有关 C燃料的热值与燃料的多少有关 D燃料的热值与上面三个因素都有关,B,练一练,5、热值的有关计算：,（1）固体或液体燃料： Q放 = mq （2）气体燃料：Q放 = Vq,23,计算:,5千克烟煤完全燃烧，所释放出来的热量是多少？（烟煤的热值为2.9107 J/kg）,解：,Q放,=2.9107 J/kg 5kg,质量（m）,热值q,即：Q放=qm,例题：,把5kg40的水烧开，需要完全燃烧多少kg的干木柴？（已知干木柴
6、的燃烧值为1.2107J/kg，外界为标准大气压，并且燃料完全燃烧放出的热量全部被水吸收）,分析：,利用吸热公式Q吸=Cm(t-t0)可以算出将水烧开要吸收多少热量，解题时应注意在标准大气压下，水的沸点是100，即水烧开时的温度为100，再利用燃料的燃烧值求干木柴的质量,解答：,Q吸=Cm(t-t0) =4.2103J/(kg)5kg(100-40) =1.26106J 因为Q吸=Q放=1.26106J 所以干木柴质量,28,例题：某个家庭预计每月使用天然气4m3，这些天然气完全燃烧放出多少热量，相当于多少kg柴薪完全燃烧放出的热量（q气为7.5107J/m3， q柴为107J/kg） 解：Q
7、放=Vq气=4m3 7.5107J/m3 =3108J； m=Q放/q柴=3108J/107J/kg=30kg。 答：天然气完全燃烧放出热量是3108J, 相当于30 kg柴薪完全燃烧放出的热量。 这些能量是否都转化成人们需要的了,思考：,在内燃机中，燃料所释放的能量都到哪里去了？,做有用功的能量,废气带走的能量,汽缸散热及摩擦损失的能量,30,化学能 （100 ）,内能,机械能,燃烧不完全损失的能量,废气带走的能量,克服摩擦损失的能量,电流通过导线时发热损失的能量,散热损失的能量,发电机,蒸气轮机,锅炉,散热损失的能量,克服摩擦损失的能量,电能（30）,火电站能流图,由图可知，真正能转变为对
8、外做有用功的能量只是燃料燃烧时所释放能量的一部分。,32,1、定义：用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧释放的能量之比称为热机效率，即：,二、热机效率,汽油机的效率：2030%,你认为它们的效率比你想象的高？还是低？,汽油机的效率大约是多少？,猜猜看:,热机的效率：,用来做有用功的能量，与燃料完全燃烧放出的能量之比,2、提高热机效率的方法：,36,（1）使燃料充分燃烧; （2）尽量减少各种热量损失； （3）利用废气的能量；（主要措施）,（4）注意保养，保证良好的润滑，减少因克服摩擦阻力而额外消耗的能量。,例：用天然气灶烧水，燃烧1m3的天然气，使100kg的水从20升高到70.天然气热值3.
9、2107J/m3求 （1）天然气完全燃烧放出热量 （2）水吸收的热量 （3）天然气灶的效率,39,下列提高热机效率的方法中，不可行的是（ ） A减少各种热损失 B加润滑油减少机器各部件之间的摩擦 C充分利用废气的能量，如建热电站 D采取少消耗总能量的办法,D,2.甲柴油机的效率比乙柴油机的效率低，这表明： A、甲的功率小 B、甲做的功少 C、甲消耗的柴油多 D、甲柴油机内能转化为机械能的百分比小,3.关于提高热机效率的途径，下列说法中错误的是： A、尽量使燃料完全燃烧 B、尽量减少输出功率 C、尽量减小摩擦 D、尽量减少热量损失,4.某热机的效率为20，这表明做100J的有用功时： A、要消耗
10、20J的燃料内能 B、要向外散失80J的热量 C、要消耗燃烧后能放出500J内能的燃料 D、要消耗80J的燃料内能,5.有一台柴油机的效率为40，每小时耗油2kg，则 这台柴油机的功率为多少瓦？ （已知柴油的热值为3.3107J/kg）,6.某饰品加工厂用酒精喷灯加工饰品，张峰师傅在1min内用去酒精5g，被加工的质量为36g的铜饰品温度从20上升到1070 。求：（1）铜饰品吸收的热量是多少？（2）酒精完全燃烧放出的热量是多少？（3）酒精喷灯的效率是多少？ C铜=0.39103J/（kg） ， q酒精=3.0107J/kg ,某家庭需要将50kg20摄氏度的水加热到60摄氏度作为生活用热水，他们利用煤气灶烧水，需燃烧0.8Kg煤气，一只煤气的热值q=4.2107 J/kg，水的比热容 4.2103J/(kg）。求： （) 50kg20摄氏度的水加热到60摄氏度需吸收的热量； （2）完全燃烧0.8Kg煤气放出的热量； （3）煤气灶烧水的效率,
