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1、内能的利用内能的利用第十四章复习第十四章复习内内能能的的利利用用 热热机机定义：1千克某种燃料完全燃烧 放出的热量单位：焦/千克燃料的热值燃料的热值利用内能直接加热物理意义：燃料燃烧过程中释放 热量本领大小的利用内能做功内能利用热机内燃机构造火箭内能利用及热机效率和环境保护工作原理构造工作原理知识点知识点1：燃料的热值燃料的热值1、定义：、定义：1kg某种燃料完全燃烧放出的能量，某种燃料完全燃烧放出的能量，叫做这种燃料的热值叫做这种燃料的热值。2、符号：、符号：q3、单位：、单位：J/kg4、放出热量的计算公式：、放出热量的计算公式： Q放放=mq注意：热值是燃料本身的一种特性，它注意：热值是
2、燃料本身的一种特性，它只是与只是与燃料的种类有关燃料的种类有关，与燃料的形态、质量、体积、，与燃料的形态、质量、体积、是否完全燃烧均没有关系是否完全燃烧均没有关系Q放放=Vq内能的利用内能的利用利用内能来加热利用内能来加热利用内能来做功利用内能来做功几种燃料的几种燃料的热值热值（焦（焦/千克）千克）氢氢1.4 108 汽油4.6 107 酒精3.0107 柴油3.3 107 煤气（约）3.9 107 煤油4.6 107 天然气7.18.8 107 烟煤（约）2.9 107 无烟煤（约）3.4 107 焦炭3.0 107 木炭3.4 107 干木柴（约）1.2 107 实验：内能转化为机械能 燃
3、料的化学能转化为内能，传给水和水蒸气，水蒸气把塞子冲出去，内能转化为塞子的机械能。知识点知识点2：热机热机1、热机是把内能转、热机是把内能转 化为机械化为机械 能的机器。能的机器。 （蒸汽机、汽轮机、喷气发动机等）（蒸汽机、汽轮机、喷气发动机等）2、内燃机：内燃机：是燃料在汽缸内燃烧的机器，它分为是燃料在汽缸内燃烧的机器，它分为汽油机和柴油机。汽油机和柴油机。3、冲程冲程：活塞在汽缸内：活塞在汽缸内,从从汽缸汽缸的一端的一端运动到运动到汽缸汽缸的另一端。的另一端。4、内燃机的工作过程、内燃机的工作过程：（：（四个冲程四个冲程）1、汽油机的基本结构2、汽油机的工作过程 汽油机是在气缸内燃烧汽油，
4、生成高温高压的燃气，使燃气推动活塞做功。汽油机是利用四个冲程循环工作的。吸气冲程压缩冲程做功冲程排气冲程开机关机4、冲程：、冲程： 汽油机工汽油机工作时，活塞在作时，活塞在汽缸里做往复汽缸里做往复运动，活塞从运动，活塞从汽缸的一端运汽缸的一端运动到另一端的动到另一端的过程叫做过程叫做冲程冲程。n进气门打进气门打开，排气开，排气门关闭，门关闭，活塞由上活塞由上端向下运端向下运动，动，汽油汽油和空气组和空气组成的燃料成的燃料混合物混合物从从进气门吸进气门吸入气缸。入气缸。1 ） 吸吸气气冲冲程程进气门和排进气门和排气门都关闭，气门都关闭，活塞向上运活塞向上运动，燃料混动，燃料混合物被合物被压缩压缩
5、，压强增大，压强增大，温度升高。温度升高。2 ） 压压缩缩冲冲程程在压缩冲程未在压缩冲程未尾，尾，火花塞产火花塞产生电火花生电火花，使，使燃料猛烈燃烧，燃料猛烈燃烧，产生高温高压产生高温高压的燃气。高温的燃气。高温高压燃气推动高压燃气推动活塞向下运动，活塞向下运动，并通过连杆带并通过连杆带动曲轴转动。动曲轴转动。3 ） 做做功功冲冲程程进气门关闭，进气门关闭，排气门打开，排气门打开，活塞向上运活塞向上运动，把动，把废气废气排出排出气缸。气缸。4 ） 排排气气冲冲程程吸吸气气冲冲程程压压缩缩冲冲程程排排气气冲冲程程做做功功冲冲程程 汽油机的四个冲程中只有做功冲程对活塞做功，其它三个冲程要靠飞轮的
6、惯性来完成。汽油机完成四个冲程叫一个工作循环，完成一个工作循环，曲轴转二周，对外做功一次。 重点难点解析重点难点解析柴油机和汽油机的相同点：1、基本构造和主要部件的作用相似。2、每个工作循环都一样，由吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成。3、四个冲程中，只有做功冲程对外做功。4、在一个工作循环中，活塞往复两次，曲轴转动两周，飞轮转两圈，做功一次。重点难点解析重点难点解析柴油机和汽油机的不同点：1、构造：柴油机的气缸顶部没有火花塞，而是一个喷油嘴。2、吸入物质：汽油机吸入的是汽油和空气的燃料混合物，而柴油机吸入的是空气。3、点火方式：点火方式不同，汽油机为点燃式，柴油机为压燃式。4、效率：柴油机比
7、汽油机的效率高。重点难点解析重点难点解析练习：练习： 单缸四冲程汽油机工作时，依靠飞轮单缸四冲程汽油机工作时，依靠飞轮的惯性来完成的冲程是（的惯性来完成的冲程是（ ）A、吸气冲程和压缩冲程、吸气冲程和压缩冲程B、吸气冲程和排气冲程、吸气冲程和排气冲程C、压缩冲程、做功冲程和排气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程D、吸气冲程、压缩冲程和排气冲程、吸气冲程、压缩冲程和排气冲程D练习：练习：1、关于燃料的热值，下列说法中正确的是（、关于燃料的热值，下列说法中正确的是（ ）A燃料的热值越大，燃烧时达到的温度就越高燃料的热值越大，燃烧时达到的温度就越高B燃料的热值越大，燃烧时放出的热量就越多燃料的热值越
8、大，燃烧时放出的热量就越多C燃料燃烧越充分，则燃料的热值燃料燃烧越充分，则燃料的热值 就越大就越大D燃料的热值与燃料的质量以及燃烧情况无关燃料的热值与燃料的质量以及燃烧情况无关D2、完全燃烧、完全燃烧3kg某种液体燃料放出了某种液体燃料放出了1.8X108J的热量的热量,则完全燃烧则完全燃烧5kg这种燃料这种燃料,放出的热量是放出的热量是多少多少?倒掉一半这种燃料后倒掉一半这种燃料后,它的热值是多少它的热值是多少?=3X108J=6X107J/kgQ放放=mq=5kgX6X107J/Kgq=Q放放/m1.8X108J=3kg解：解： 由由Q放放=mq得得倒掉一半这种燃料后倒掉一半这种燃料后,它
9、的热值仍是它的热值仍是6X107J/kg3、甲、乙两种燃料完全燃烧时，甲放出的、甲、乙两种燃料完全燃烧时，甲放出的热量较多，那么（热量较多，那么（ ）A、甲燃料的热值一定大于乙燃料的热值、甲燃料的热值一定大于乙燃料的热值B、甲燃料的质量一定大于乙燃料的质量、甲燃料的质量一定大于乙燃料的质量C、甲燃料的质量和热值都比乙燃料的大、甲燃料的质量和热值都比乙燃料的大D、甲燃料的热值可能比乙燃料的热值小、甲燃料的热值可能比乙燃料的热值小D知识点知识点3：热机效率热机效率1、热机能量的损失：、热机能量的损失：燃料未能完全燃烧；燃料未能完全燃烧；废气带走很大一部分能量；废气带走很大一部分能量；一部分能量消耗
10、在散热上；一部分能量消耗在散热上；克服摩擦做功。克服摩擦做功。2、热机效率、热机效率（1）定义：）定义：用来做有用功的那部分能量和燃料用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之比完全燃烧放出的能量之比（2）公式：）公式：=Q吸吸Q放放=W有用有用Q3、提高热机效率的主要途径：、提高热机效率的主要途径：（1）使燃料尽量燃烧；）使燃料尽量燃烧；（2）尽量减少各种热损失；）尽量减少各种热损失；（3）采用先进的技术；）采用先进的技术；（4）减小因克服摩擦阻力而额外消耗的功。）减小因克服摩擦阻力而额外消耗的功。练习：练习：1、一台单缸四冲程柴油机，每分钟消耗柴油、一台单缸四冲程柴油机，每分钟消耗
11、柴油200g，用来做有用功的能量为，用来做有用功的能量为2.6X106J,求这求这台柴油机的效率多大台柴油机的效率多大?(q=3.3X107J/kg)=39.4%=6.6X106JQ放放=mq=200X10-3kgX3.3X107J/kg=W有有Q放放= 2.6X106J6.6X106J解：解：知识点知识点4:能量守恒定律能量守恒定律1、能的转化和转移：、能的转化和转移： 不同形式的能量可以相互转化，不同形式的能量可以相互转化，能的形式能的形式发生了变化。发生了变化。能的转移，是能的转移，是同种形式的能量同种形式的能量发生转移发生转移2、能量守恒定律：、能量守恒定律： 能量既不会凭空消灭，也不
12、会凭空产生，它只能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化和转移的过程中，转移到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。能量的总量保持不变。本章练习本章练习180g水和水和80g冰，温度都升高冰，温度都升高10物物态不发生改变，则水吸收的热量是态不发生改变，则水吸收的热量是_J，冰吸收的热量，冰吸收的热量_Jc冰冰2.1103J/(kg)336 1682质量一定的某种物质，它的温度变化质量一定的某种物质，它的温度变化越大，则吸收或放出的热量就越大，则吸收或放出的热量就_；
13、当它吸收的热量为原来的；当它吸收的热量为原来的1/2时，升时，升高的温度为原来的高的温度为原来的_。越多越多1/23一太阳能热水器中的水吸收了一太阳能热水器中的水吸收了8.4106J的热量后，水温从的热量后，水温从20升高到升高到40。已知。已知水的比热容是水的比热容是4.2103J/(kg)，则，则 (1)太阳能热水器中水的质量为太阳能热水器中水的质量为_kg； (2)如果要产生上述热量，需完全燃烧某如果要产生上述热量，需完全燃烧某种燃料种燃料0.7kg，则这种燃料的热值是，则这种燃料的热值是_J/kg。1001.2X1074甲、乙两物体由同种物质组成，甲、乙两物体由同种物质组成，体积之比为
14、体积之比为V甲甲V乙乙2 1，吸收的，吸收的热量之比为热量之比为Q甲甲Q乙乙2 1，则甲、，则甲、乙两物体升高的温度之比为乙两物体升高的温度之比为_(设甲、乙均匀实心物体）。设甲、乙均匀实心物体）。1:15单缸四冲程内燃机有单缸四冲程内燃机有_机和机和_机，机，它的一个工作循环由它的一个工作循环由_、_、_、_四个冲程组成；一个四个冲程组成；一个工作循环中，活塞要来回工作循环中，活塞要来回_次，曲轴次，曲轴要转动要转动_周。周。汽油汽油柴油柴油吸气吸气压缩压缩做功做功排气排气两两两两6在内燃机工作的四个冲程中，只有在内燃机工作的四个冲程中，只有_冲程燃气对外做功，完成冲程燃气对外做功，完成_能
15、转化为能转化为_能能做功做功机械机械内内7在热传递过程中，被传递的是在热传递过程中，被传递的是 A质量质量 B温度温度 C比热容比热容 D内能内能D8甲、乙两物体的体积相同，甲的密度甲、乙两物体的体积相同，甲的密度是乙的是乙的3倍，乙的比热容是甲倍，乙的比热容是甲1/3的，若的，若它们吸收了相同的热量，则它们升高的它们吸收了相同的热量，则它们升高的温度之比为温度之比为 A1 9B3 1C9 1D1 1A9若比热容不同的物体同时放入冰箱，若比热容不同的物体同时放入冰箱，下列说法正确的是下列说法正确的是 A比热容大的物体放出的热量多比热容大的物体放出的热量多 B温度高的物体放出的热量多温度高的物体
16、放出的热量多C质量大的物体放出的热量多质量大的物体放出的热量多 D无法确定谁放出的热量多无法确定谁放出的热量多D10如图如图15-1所示，用两个完全相所示，用两个完全相同的电加热器给水和煤油加热相同的电加热器给水和煤油加热相同时间，在此过程中，水和煤油同时间，在此过程中，水和煤油升高的温度相同，由此可以判定升高的温度相同，由此可以判定 A水的体积小于煤油的体积水的体积小于煤油的体积 B水的体积大于煤油的体积水的体积大于煤油的体积 C水的质量大于煤油的质量水的质量大于煤油的质量 D水的质量等于煤油的质量水的质量等于煤油的质量A11某单缸四冲程汽油机的转速是某单缸四冲程汽油机的转速是600R/mi
17、n,则下列说法正确的是则下列说法正确的是 A1min内燃机对外做了内燃机对外做了600次功次功 B1s内完成了内完成了10个工作循环个工作循环C燃气做一次功的时间间隔是燃气做一次功的时间间隔是0.2sD1s内活塞共来回内活塞共来回20次次C12小明家的太阳能热水器内装有小明家的太阳能热水器内装有1000kg、25的水经过一天照射后，温度升高到的水经过一天照射后，温度升高到75，假设用煤烧水，水吸收的热量占煤完，假设用煤烧水，水吸收的热量占煤完全燃烧放出的热量的全燃烧放出的热量的30%，煤的热值是，煤的热值是3.5107J/kg问：（问：（1）热水器中的水升温吸收）热水器中的水升温吸收的热量为多
18、少？（的热量为多少？（2）如果用煤烧水，那么需）如果用煤烧水，那么需要多少千克的煤？要多少千克的煤？解：解：（1）Q吸吸=cm(t - t0)=4.210103 3J/J/（kg kg . ）1000kg1000kg(7575 - 2525)=2.110108 8J J（2）Q放放= Q吸吸/30%=710108 8J J=20kgm=Q放放/q7X108J3.5107J/kg=13.13.某某中中学学为为学学生生供供应应开开水水，用用锅锅炉炉将将200kg200kg的的水水从从2525加加热热到到100100，燃，燃烧烧了了6kg6kg的无烟煤。的无烟煤。（无烟煤的（无烟煤的热值热值是是3.
19、43.410107 7J/kgJ/kg）求：）求：（1 1）锅锅炉内的水吸收的炉内的水吸收的热热量是多少量是多少? ?（2 2）无烟煤完全燃）无烟煤完全燃烧烧放出的放出的热热量是多少量是多少? ?（3 3）此）此锅锅炉的效率是多少炉的效率是多少? ?（1）Q吸吸=cm(t - t0)=4.210103 3J/J/（kg kg . ）200kg200kg(100100 - 2525)解：解：=6.310106 6J J（2 2） Q Q放放= =mqmq =6kg6kg3.410106 6J/kg J/kg =2.0410107 7J J（3 3）=Q吸吸Q放放=6.310106 6J J2.0
20、410107 7J J=31%一一.选择题选择题1、下列现象属于分子运动的是（、下列现象属于分子运动的是（）A.黄沙漫天黄沙漫天B.花香四溢花香四溢C.尘土飞扬尘土飞扬D.大雪纷飞大雪纷飞测试题测试题B2.木炭的热值是木炭的热值是3.4107J/kg，完全燃，完全燃烧烧600g的木炭放出的热量是（的木炭放出的热量是（）A.2.04107JB.2.04107J/kgC.2.04108JD.2.04106J/kgA3.把一瓶柴油倒去一半，则剩下的柴把一瓶柴油倒去一半，则剩下的柴油油（）A.比热容和热值均变为原来的一半比热容和热值均变为原来的一半B比热容变为原来的一半，热值不变比热容变为原来的一半，
21、热值不变C热值变为原来的一半，比热容不变热值变为原来的一半，比热容不变D比热容和热值均不变比热容和热值均不变D4.下列过程中，将内能转化为机械能下列过程中，将内能转化为机械能的是（的是（）A.汽油机的压缩冲程汽油机的压缩冲程B.水蒸气顶起水壶盖的过程水蒸气顶起水壶盖的过程C.小孩沿滑梯下滑的过程小孩沿滑梯下滑的过程D.流星在大气层中穿行的过程流星在大气层中穿行的过程B5.用酒精灯给试管加热，如图所示，试管口软用酒精灯给试管加热，如图所示，试管口软木塞冲出的过程中，下列说法正确的是（木塞冲出的过程中，下列说法正确的是（）A水蒸气对软木塞做功，水蒸气内能增大水蒸气对软木塞做功，水蒸气内能增大B水蒸
22、气的内能转化为软木塞的机械能水蒸气的内能转化为软木塞的机械能C能量的转化与热机压缩冲程能量转化相同能量的转化与热机压缩冲程能量转化相同D试管口的试管口的“白气白气”是水蒸气汽化形成的是水蒸气汽化形成的B6.两台柴油机，甲的效率是两台柴油机，甲的效率是40，乙的效，乙的效率是率是35，这表明（，这表明（）A甲柴油机的功率大于乙柴油机的功率甲柴油机的功率大于乙柴油机的功率B.甲柴油机的功大于乙柴油机做的功甲柴油机的功大于乙柴油机做的功C在相同的时间里，甲柴油机的耗油量在相同的时间里，甲柴油机的耗油量多一些多一些D在消耗等质量的柴油时，甲做的有用在消耗等质量的柴油时，甲做的有用功多一些功多一些D7.
23、关于能量的转化和转移，下列说法不关于能量的转化和转移，下列说法不正确的是（正确的是（）A.植物进行光合作用是光能转化为内能植物进行光合作用是光能转化为内能B.热传递是高温物体将内能转移到低温热传递是高温物体将内能转移到低温物体物体C.发电机发电是机械能转化为电能发电机发电是机械能转化为电能D.电池充电是电能转化为化学能电池充电是电能转化为化学能A8.如图为汽油机工作时各冲程的示意如图为汽油机工作时各冲程的示意图，其中表示压缩冲程的是（图，其中表示压缩冲程的是（）C9.下列交通工具中，不是利用热机下列交通工具中，不是利用热机提供动力的是（提供动力的是（）A汽车汽车B.轮船轮船C电动自行车电动自行
24、车D.飞机飞机C10.在学习了内能及能量的转化和守恒后，在学习了内能及能量的转化和守恒后，同学们交流了以下想法，你认为其中不同学们交流了以下想法，你认为其中不正确的是（正确的是（）A做功可以改变物体的内能做功可以改变物体的内能B热传递改变物体内能是不同形式的热传递改变物体内能是不同形式的能量的相互转化能量的相互转化C在一定条件下各种形式的能量都可以在一定条件下各种形式的能量都可以相互转化相互转化D能量在转移和转化的过程中总会有能量在转移和转化的过程中总会有损耗，但能量的总量总保持不变损耗，但能量的总量总保持不变B11.“神舟神舟”载人飞船完成各项任务在返回的过程中，载人飞船完成各项任务在返回的
25、过程中，返回舱进入大气层将通过一段黑障区，这段时间飞船返回舱进入大气层将通过一段黑障区，这段时间飞船将将“烧成烧成”一个大火球，如图一个大火球，如图,而飞船内的宇航员和设而飞船内的宇航员和设备则安然无恙，下列说法正确的是（备则安然无恙，下列说法正确的是（）A.飞船飞船“燃烧燃烧”是由于高速运动的飞船与大气层摩擦是由于高速运动的飞船与大气层摩擦内能转化为机械能内能转化为机械能B.飞船飞船“燃烧燃烧”是由于高速运动的飞船与大气层摩擦是由于高速运动的飞船与大气层摩擦机械能转化为内能机械能转化为内能C.飞船飞船“燃烧燃烧”是航天员为了消除太空细菌采取的高是航天员为了消除太空细菌采取的高温消毒措施温消毒
26、措施D.飞船外壳上的烧蚀层先熔化后汽化，从而放出了大飞船外壳上的烧蚀层先熔化后汽化，从而放出了大量的热保护了飞船量的热保护了飞船B12.点火爆炸实验中，电子式火花发点火爆炸实验中，电子式火花发生器点燃盒中酒精蒸气，产生的燃气生器点燃盒中酒精蒸气，产生的燃气将塑料盒盖喷出很远此过程的能量将塑料盒盖喷出很远此过程的能量转化方式类似于汽油机的（转化方式类似于汽油机的（）A吸气冲程吸气冲程B压缩冲程压缩冲程C做功冲程做功冲程D排气冲程排气冲程C二二.填空填空题题13.13.一一台台单单缸缸四四冲冲程程柴柴油油机机，飞飞轮轮转转速速为为36003600转转/ /分分，该该柴柴油油机机在在1s1s钟钟活活
27、塞塞完完成成 个个冲冲程程，曲曲轴轴转转动动周周，对对外外做做功功 次次。若若其其效效率率为为40%40%，消消耗耗5 5kg的的柴柴油油转转化化成成的的机机械械能能是是 J。( (q柴油柴油=4.3=4.310107 7J/ /kg) )120304.34.310107 714.科学家发明了一款单缸六冲程内燃机，科学家发明了一款单缸六冲程内燃机，它每一个工作循环的前四个冲程与单缸四它每一个工作循环的前四个冲程与单缸四冲程内燃机相同，在第四冲程结束后，立冲程内燃机相同，在第四冲程结束后，立即向汽缸内喷水，水在高温汽缸内迅速汽即向汽缸内喷水，水在高温汽缸内迅速汽化成高温、高压水蒸汽，推动活塞再次
28、做化成高温、高压水蒸汽，推动活塞再次做功，水蒸汽温度功，水蒸汽温度（选填（选填“升高升高”、“降低降低”或或“不变不变”），其内能），其内能 （选填（选填“增大增大”、“减小减小”或或“不变不变”），），这样燃烧同样多的燃料获得了更多的机械这样燃烧同样多的燃料获得了更多的机械能，提高了热机的能，提高了热机的。为进入下一个。为进入下一个工作循环，这款内燃机的第六冲程是工作循环，这款内燃机的第六冲程是冲程。冲程。降低降低减小减小效率效率排气排气15.现代社会中汽车是一种重要的交通现代社会中汽车是一种重要的交通工具，很多汽车使用的发动机是四冲工具，很多汽车使用的发动机是四冲程汽油机，在它工作的过程中
29、，程汽油机，在它工作的过程中，_冲程将内能转化为机械能，冲程将内能转化为机械能，将机械能转化为内能的是将机械能转化为内能的是冲程。冲程。做功做功压缩压缩16.汽油机和柴油机在构造上的主要汽油机和柴油机在构造上的主要区别是：汽油机有区别是：汽油机有，而柴油机，而柴油机有有。火花塞火花塞喷油嘴喷油嘴17.如下图所示，在试管中装些水，用橡皮塞如下图所示，在试管中装些水，用橡皮塞塞住，加热使水沸腾后，水蒸气把橡皮塞冲塞住，加热使水沸腾后，水蒸气把橡皮塞冲出的过程中是出的过程中是能转化为能转化为能。图中情能。图中情境与四冲程汽油机工作过程中的境与四冲程汽油机工作过程中的冲程能冲程能量转化情况相同。单缸四
30、冲程汽油机工作时，量转化情况相同。单缸四冲程汽油机工作时，有些冲程是辅助冲程，要靠安装在曲轴上的有些冲程是辅助冲程，要靠安装在曲轴上的飞轮的飞轮的来完成，只有一个冲程不是这来完成，只有一个冲程不是这样，这个冲程是样，这个冲程是。内内机械机械做功做功惯性惯性做功做功18.观察现象，回答问题：先在一个配有观察现象，回答问题：先在一个配有活塞的厚壁玻璃筒里放一小团蘸了乙醚活塞的厚壁玻璃筒里放一小团蘸了乙醚的棉花，然后迅速压下活塞，你观察到的棉花，然后迅速压下活塞，你观察到的现象是的现象是；对这一现象；对这一现象的解释是，活塞压缩玻璃筒内的空气，的解释是，活塞压缩玻璃筒内的空气，对筒内空气对筒内空气，使空气的，使空气的增加，增加，温度升高，达到乙醚温度升高，达到乙醚。这个过程。这个过程的实质就是内燃机的的实质就是内燃机的冲程。冲程。棉花燃烧起来棉花燃烧起来做功做功内能内能着火点着火点压缩压缩
