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1、第十四章 内能的利用,知识梳理与归纳,一、燃料的热值 1. 1 kg的某种燃料完全燃烧时放出的热量叫做这种燃料的_. (1)特点：热值是燃料本身的一种特性,它与燃料的质量、燃料是否完全燃烧等无关. (2)单位：J/kg或J/m3. (3)公式：Q放=qm(Q放=qV)其中q表示燃料的热值，m(V)表示燃料的质量（体积）. 2. 提高燃料利用率的途径有：一是让燃料尽可能地充分燃烧；二是要减少热量的散失.,热值,二、热机 1. 内燃机的工作原理：燃料在汽缸内燃烧产生高温高压的燃气,把化学能转化为内能,然后燃气推动活塞做功,把内能转化为机械能. 2. 四冲程内燃机的工作过程是由吸气冲程、压缩冲程、做
2、功冲程和排气冲程四个冲程组成.四个冲程叫做一个工作循环,每个循环活塞往复运动两次,曲轴转动两周,对外做功一次. 3. 热机效率是指用来做功的那部分能量与燃料完全燃烧放出的能量之比.,三、能的转化与能量守恒 1. 能量既不会产生,也不会凭空消失,只能从一个物体转移到另一个物体,或者从一种形式转化为另一种形式,能量在转移和转化过程中,能量的总量保持不变,这就是能量守恒定律之一.大至天体宇宙,小到原子世界,都服从这一定律. 2. 能量的转移和转化过程是有方向性的.,考题探究与训练,考点1 热机 【例1】（2013广东）在汽油机的四个冲程中，机械能转化为内能的是_冲程.如图1-14-1所示汽油机正在进
3、行的是_冲程.,思路点拨：内燃机的四个冲程分别是吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程，将机械能转化为内能的是压缩冲程，将内能转化为机械能的是做功冲程;压缩程和做功冲程都是通过做功的方式改变内能的. 由图可知，两个气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运动，汽缸容积增大，因此是做功冲程. 答案：压缩 做功,举一反三 1. （2015贵港）如图1-14-2所示 是四冲程汽油机的其中一个冲程的剖 面图，下列说法正确的是 （ ） A. 该冲程是压缩冲程 B. 该冲程中活塞向上运动 C. 该冲程是内能转化为机械能的过程 D. 该冲程是机械能转化为内能的过程,C,考点2 热值与热机效率 【例2】（2015汕尾
4、）走近加油站，会闻到一股汽油味，这是因为汽油分子在_；完全燃烧10 g汽油可以放出_J的热量（汽油的热值为4.6107 J/kg）；汽油机是把内能转化为 _能的动力设备.,思路点拨：走近加油站时，闻到汽油味，这是因为汽油分子在不停地做无规则运动，是属于扩散现象;汽油完全燃烧时放出的热量Q放=mq=0.01 kg4.6 107 J/kg=4.6105 J;热机是将内能转化为机械能的机器. 答案：不停地做无规则运动 4.6105 机械,举一反三 2. 莲莲家的汽车尾部上标有“2.0T”的字样，其中“T”就是“涡轮增压”，是利用高温、高压的废气去冲击“废气涡轮”高速旋转，来带动同轴的“进气涡轮”也高
5、速旋转，从而增加吸气冲程的进气量并增大进气气压，使汽油燃烧更充分，燃气压强更大，同时也减少了废气中的有害物质，达到提高发动机效率和减少废气污染的目的这辆汽车的最低油耗可达0.2 kg/（kWh），已知汽油的热值为4.6107 J/kg提示：最低油耗是指燃烧最少的汽油获得最大有用功的能量；0.2 kg/（kWh）表示获得 1 kWh能量消耗0.2 kg汽油,求：（1）0.2 kg的汽油完全燃烧时放出的热量为多少？ （2）该汽车发动机的效率最高可达多少？（结果保留整数）,（1）0.2 kg的汽油完全燃烧时放出的热量Q放= mq=0.2 kg4.6107 J/kg=9.2106 J. （2）根据题意
6、可知，完全燃烧0.2 kg汽油获得的能量W=1 kWh =3.6106 J， 汽车发动机的效率= 100%= 100%39%,考点3 能量转化与守恒 【例3】（2015长沙）目前长沙城区的老居民小区正在进行水路改造，改造中用到了一种打孔工具冲击钻. 冲击钻工作时，钻头在电动机的带动下不断地冲击墙壁，打出圆孔，如图1-14-3所示. 冲击钻在工作过程中，其能量转化关系是（ ） A. 内能转化为机械能 B. 内能转化为电能 C. 只有机械能和内能的转化 D. 有电能、机械能和内能的转化,思路点拨：当电流通过电动机时，电流做功，消耗电能转化为机械能和内能;钻头冲击墙壁，克服摩擦做功，将机械能转化为内
7、能；由此分析可知，在该过程中存在电能、机械能和内能的转化. 答案：D,举一反三 3. （2015扬州）下列图形中，属于内能转化为机械能的是（ ）,C,易错点透析,易错点 对能量相互转换不了解 【例】食物在体内“燃烧”时，一部分用来维持体温，这是把食物的化学能转化为_能，一部分用来提供人跑步、行走的动力，这是把食物的化学能转化为_能.,解析：物体的内能与温度有关，对于同一状态下的同种物体温度越高内能越大，物体因为运动而具有的能叫动能，食物在人体内“燃烧”时把化学能转化为内能与动能. 答案：内 动（机械） 错因分析（方法指导）：能量转换是指能量从一种形式转化为另一种形式，可以在同种物质中进行，也可
8、以在不同物质间进行.弄清能量的来源和最终能量的去向很重要.关.,中考真题突破,1. （2015揭阳）下列说法正确的是（ ） A. 热值与燃料的燃烧情况有关 B. 做功和热传递是改变物体内能的两种方式 C. 比热容与物体吸收或放出的热量有关 D. 固体很难被压缩，说明分子之间只有斥力的 作用,B,2. （2015成都）以下机械属于热机的是（ ） A. 杠杆 B. 斜面 C. 洗衣机 D. 汽油机,D,3. （2015滨州）汽车已经成为现代生活不可缺少的一部分，汽车多数采用汽油机作为发动机，如图1-14-4是四冲程汽油机的工作循环示意图，下列说法中不正确的是（ ） A. 甲冲程是把机械能转化为内能
9、 B. 乙冲程是排气冲程 C. 丙冲程是把机械能转化为内能 D. 丁冲程是吸气冲程,C,4. （2015宜昌）为节约能源，需提高热机的效率，下列措施不能提高效率的是（ ） A. 尽量使燃料充分燃烧 B. 尽量减少热机部件间的摩擦 C. 尽量减少废气带走的热量 D. 尽量增加热机的工作时间,D,5. （2015攀枝花）菲菲家的下水道堵了，爸爸用固体疏通剂进行疏通. 具体操作是，先将适量的疏通剂倒入下水道，再缓慢加入清水，疏通剂与水发生化学反应生成高温高压气体，通过高温高压气体的膨胀将管道疏通. 在疏通剂与水的化学反应过程中，能量的转化情况是_，高压气体疏通管道的过程相当于四冲程汽油机的_冲程.,
10、化学能转化为内能,做功,6. （2015重庆）小林将质量为2 kg的水从28加热至沸腾时测得水温为98，由此可知当地大气压_（填“大于”“等于”或“小于”）1个标准大气压;水吸收的热量是_J. c水4.2103 J/（kg）,小于,5.88105,7. （2015盐城）在比较不同燃料 热值的实验中，小明利用与图1-14-6完 全相同的两套实验装置，分别在燃烧皿 中放入质量相等的燃料甲和燃料乙，点 燃后对质量都为100 g和初温都为20 的水加热，燃烧相同时间后，用甲加热 后的水温度为30,另一杯温度为24， 此过程中水的内能_（填“增大” 或“减小”），用甲加热的水吸收的热量为_J，此时_（填
11、“能”或“不能”）说明甲的热值较大. c水4.2103 J/（kg）,增大,4.2103,不能,8. （2015苏州）某学习小组同学想研究酒精灯烧水时的热效率. 他们用酒精灯给100 g的水加热，经过一段时间测得水温升高了60,消耗了4.2 g酒精. 已知：c水4.2103 J/（kg），酒精的热值为3107 J/kg. 求： （1）此过程中水吸收的热量. （2）4.2 g酒精完全燃烧放出的热量. （3）酒精灯烧水时的热效率.,(1)100 g=0.1 kg，水吸收的热量 Q吸=cmt=4.2103 J/(kg)0.1 kg 60=2.52104 J. (2)酒精完全燃烧产生的热量 Q放=mq
12、=0.004 2 kg3107 J/kg=1.26 105 J. (3)酒精灯烧水时的热效率 = 100%= 100%=20%.,中考预测演练,考点1 热机 1. （2015泰安）四冲程内燃机工作时，哪个冲程将机械能转化为内能？（ ） A. 压缩冲程 B. 做功冲程 C. 吸气冲程 D. 排气冲程,A,2. （2015黔西南州）“环保，节能”是当今倡导的主题，太阳能热水器已走进千家万户，现使用太阳能热水器使60 kg的水由25升高到75时，水所吸收的热量为_J，若这些热量由焦煤完全燃烧时提供，则需要_kg焦煤. （q焦煤=3107J/kg ）,1.26107,0.42,3. 如图1-14-7所
13、示，在空气压缩引 火仪的玻璃筒底部放一小团干燥的棉花， 快速压下活塞，可观察到棉花着火燃烧. 此过程中活塞对筒内气体做功，气体的 内能_，这与四冲程汽油机的_ 冲程的能量转化相同.某台汽油机飞轮的 转速为2 400 r/min，在1 min内，汽油机完成_个工作循环.,增加,压缩,1 200,考点2 热机的效率 4. （2015十堰）如图1-14-8是某内燃机能量流向图，该内燃机的热机效率是（ ） A. 25% B. 40% C. 75% D. 35%,D,5. （2014株洲）在火力发电站内，燃料的化学能经锅炉、蒸汽轮机和发电机最终转化为电能蒸汽轮机的作用是将_能转化为机械能若锅炉、蒸汽轮机
14、和发电机的效率分别为50%、70%和80%，则火电站的效率为_.,内,28%,6. 用煤气灶烧水，燃烧0.5 kg的煤气，使50 kg的水从20 升高70 ，已知水的比热容为4.2 103 J/(kg)，煤气的热值为4.2107 J/kg，求： （1）0.5 kg 煤气完全燃烧放出的热量. （2）水吸收的热量. （3）燃气灶烧水的效率. （1）煤气完全燃烧放出的热量Q放=mq= 0.5 kg4.2107 J/kg=2.1107 J. （2）水吸收的热量Q吸=cm水t=4.2 103 J/(kg)50 kg(70-20)=1.05107 J. （3）燃气灶烧水的效率 50%.,考点3 能量的转化
15、和守恒 7. （2015北京）下列说法中正确的是（ ） A. 电饭锅工作时，将内能转化为电能 B. 电风扇工作时，将机械能转化为电能 C. 干电池给灯泡供电时，将电能转化为化学能 D. 在阳光照射时，太阳能电池将太阳能转化为电能,D,8. （2015资阳）如图1-14-9所示，下列有关能源及能的转化的说法中错误的是（ ）,B,A. 太阳能集热器的吸热板把太阳能转化为内能 B. 太阳能汽车利用太阳能电池把太阳能直接转化成汽车动能 C. 乐山大佛脸上出现的黑色条纹是人类消耗化石能源产生酸性气体形成酸雨腐蚀造成的 D. 汽车散失的热不能收集起来再利用表明能量转化过程具有方向性,9. 如图1-14-10所示为一种人们设想中的永动机，它通过高处的水流冲击叶片，叶片的转动又带动抽水机从低处将水抽到高处，从而循环工作，这种永动机_（填“能够”或“不能够”）永远工作下去.,不能够,10. 大量研究表明，能量可以从一个物体转移到其他物体，也可以从一种形式转化为其他形式，而自然界中能量的总量是_的;但由于能量的转化或转移具有_，因而人类可利用
