熱機(jī)、能量的轉(zhuǎn)化和守恒(提高)知識(shí)講解

1、地址：明昊教育電話：榻老師無第1頁共6頁熱機(jī)、能量的轉(zhuǎn)化和守恒(提高)撰稿：雒文麗審稿：史會(huì)娜【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.了解內(nèi)能的利用在人類社會(huì)發(fā)展史上的重要意義，知道常見的熱機(jī)一一內(nèi)燃機(jī)工作過程及其在歷史、現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用實(shí)例；2.從能量轉(zhuǎn)化的角度認(rèn)識(shí)燃料的熱值；3.知道能量守恒定律，并能用能量轉(zhuǎn)化與守恒的觀點(diǎn)分析物理現(xiàn)象；4.通過能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移，進(jìn)一步認(rèn)識(shí)效率的概念。【要點(diǎn)梳理】要點(diǎn)一、熱機(jī)(高清課堂熱機(jī)、能量的轉(zhuǎn)化和守恒二、熱機(jī))利用燃料燃燒釋放出能量做功的機(jī)械，叫做熱機(jī)。常見的熱機(jī)有：蒸汽機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、汽輪機(jī)、噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)等。要點(diǎn)詮釋：(1)內(nèi)能利用的兩種方式：加熱、做功。(2)內(nèi)燃機(jī)及其工作原理

2、：1內(nèi)燃機(jī)：燃料直接在發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸內(nèi)燃燒產(chǎn)生動(dòng)力的熱機(jī)，叫做內(nèi)燃機(jī)。內(nèi)燃機(jī)分為汽油機(jī)和柴油機(jī)，它們分別用汽油和柴油作為燃料。2內(nèi)燃機(jī)的工作原理：汽油或柴油在氣缸里燃燒時(shí)生成高溫高壓的燃?xì)猓脕硗苿?dòng)活塞做功。活塞通過連桿使內(nèi)燃機(jī)的飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)其他機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)。(3)汽油機(jī)和柴油機(jī)的異同點(diǎn)：不同點(diǎn)相同點(diǎn)項(xiàng)目汽油機(jī)柴油機(jī)(1)構(gòu)造基本相同都是燃料在氣缸內(nèi)燃燒，都是內(nèi)燃機(jī)。(2)都將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。(3)每一個(gè)工作循環(huán)都是由吸氣、 壓縮、 做功、排氣四個(gè)沖程組成。構(gòu)造氣缸頂部有火花塞氣缸頂部有噴油嘴點(diǎn)火方式玉縮沖程末由火花塞放出電火花點(diǎn)燃，稱點(diǎn)燃式壓縮沖程末由噴油嘴向氣缸內(nèi)噴霧狀柴油遇到高溫高壓的空

3、氣自動(dòng)燃燒，稱壓燃式燃料汽油、吸氣沖程吸進(jìn)汽油和空氣混合物柴油、吸氣沖程吸進(jìn)氣缸的只是空氣壓縮比玉縮沖程末氣體體積被壓縮為吸進(jìn)體積的1/9至1/6壓縮沖程末氣體體積被壓縮為吸進(jìn)體積的1/22至1/16做功做功沖程初燃?xì)鈮簭?qiáng)為30至50個(gè)大氣壓， 溫度2000C至2500C,高溫高壓的氣體推動(dòng)活塞做功做功沖程初燃?xì)鈮簭?qiáng)為50至100個(gè)大氣壓， 溫度1700C至2000C,高溫高壓的氣體推動(dòng)活塞做功效率效率較低20%至30%效率較高30%至45%用途徑便，多用于汽車、飛機(jī)、小型農(nóng)機(jī)具笨重，多用于拖拉機(jī)、載重汽車、輪船等重型機(jī)械讓更多的孩子得到更好的教育地址：明昊教育電話：榻老師無第2頁共6頁汽油機(jī)

4、柴油機(jī)要點(diǎn)二、熱值我們把某種燃料完全燃燒放出的熱量與其質(zhì)量之比，叫做這種燃料的熱值。單位是：|J/kg。要點(diǎn)詮釋：(1)燃料燃燒放出的熱量與哪些因素有關(guān)：1燃料的種類；2燃料的質(zhì)量；3燃料是否充分燃燒。(2)燃料完全燃燒放出熱量的計(jì)算公式：Q放=m其中m為燃料的質(zhì)量，q為燃料的熱值。要點(diǎn)三、熱機(jī)的效率熱機(jī)工作時(shí)，用來做有用功的能量與燃料完全燃燒放出的熱量之比，叫做熱機(jī)的效率。要點(diǎn)詮釋：(1)熱機(jī)的效率是熱機(jī)性能的一個(gè)重要指標(biāo)，熱機(jī)的效率越高，它的機(jī)械性能就越好。(2)提高熱機(jī)效率的途徑：1在設(shè)計(jì)和制造上，要不斷改進(jìn)和革新，以減少各種能量損失，提高效率。2在使用上，要正確使用，注意保養(yǎng)。3充分利

5、用廢氣帶走的能量。要點(diǎn)四、能量的轉(zhuǎn)化和守恒(高清課堂熱機(jī)、能量的轉(zhuǎn)化和守恒三、能量的轉(zhuǎn)化和守恒定律)1.常見的能量形式有：機(jī)械能、內(nèi)能、電能、光能、化學(xué)能等。這些不同形式的能在一定的條件下可以相互轉(zhuǎn)化。如摩擦生熱是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；水電站里的水輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。2.能量的轉(zhuǎn)化和守恒定律：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)移到其他物體，而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程中，能量的總量保持不變。要點(diǎn)詮釋：定律中能的轉(zhuǎn)化，是指通過做功，能的形式發(fā)生了變化，一種形式的能轉(zhuǎn)化為另一種形式的能。如鉆木取火，就是通過克服摩擦做功，使機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。能

6、的轉(zhuǎn)移，是指同一種能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體上，能的形式?jīng)]有變化，如熱傳遞過程中，內(nèi)能地址：明昊教育電話：榻老師無第3頁共6頁從高溫物體轉(zhuǎn)移到低溫物體。讓更多的孩子得到更好的教育地址：明昊教育電話：榻老師無第4頁共6頁【典型例題】類型一、熱機(jī)晾曬稻谷用高爐熔化鐵AC選項(xiàng)A中太陽照在稻谷上，使稻谷的溫度升高，內(nèi)能增大，能量的形式末變，是利用內(nèi)能加熱；C中，爐子傳熱D中， 燃?xì)馔苿?dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)， 燃?xì)獾膬?nèi)能轉(zhuǎn)化為葉C和A正確。循環(huán)，則每分鐘完成900次工作循環(huán)，曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)1800周，即內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速為1800R/min，對(duì)外做功900次?！究偨Y(jié)升華】此題考察內(nèi)燃機(jī)的工作原理，屬基礎(chǔ)題。舉一反三：【變

7、式】單缸四沖程內(nèi)燃機(jī)工作時(shí)，依靠飛輪的慣性來完成的沖程有（）A、吸氣、做功和排氣沖程B、吸氣、壓縮和做功沖程C、壓縮、做功和排氣沖程D、吸氣、壓縮和排氣沖程【答案】DA、內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速是900R/minB、每分鐘對(duì)外做功900次C、每分鐘對(duì)外做功1800次D、每分鐘對(duì)外做功15次【答案】B【解析】 內(nèi)燃機(jī)每個(gè)工作循環(huán)為四個(gè)沖程，曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)兩周，對(duì)外做功一次。內(nèi)燃機(jī)每秒完成15次工作、某四沖程內(nèi)燃機(jī)的活塞每秒鐘完成15次工作循環(huán)，那么（）B、噴氣式飛機(jī)在空中飛行D、燃?xì)馔苿?dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)葉輪選項(xiàng)B中，燃料燃燒獲得的內(nèi)能轉(zhuǎn)化成了飛機(jī)的機(jī)械能，能量的形式發(fā)生了變化；選項(xiàng)給鐵，使鐵熔化，能量的形式未發(fā)生變化；選項(xiàng)

8、輪的機(jī)械能，能量的形式發(fā)生了變化，所以選項(xiàng)【總結(jié)升華】判斷內(nèi)能的利用途徑可以從能量的形式是否發(fā)生轉(zhuǎn)化這一特征入手。、下列現(xiàn)象中利用內(nèi)能加熱的是（A、C、【答案】【解析】讓更多的孩子得到更好的教育地址：明昊教育電話：榻老師無第5頁共6頁【解析】內(nèi)燃機(jī)的工作過程是由吸氣、壓縮、做功、排氣四個(gè)沖程組成。在做功沖程里進(jìn)氣門、排氣門關(guān)閉，高溫高壓燃?xì)馔苿?dòng)活塞向下運(yùn)動(dòng)，活塞又通過連桿使曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)。由圖來判斷,氣門關(guān)閉，活塞向下運(yùn)動(dòng)，應(yīng)為做功沖程?！究偨Y(jié)升華】對(duì)內(nèi)燃機(jī)四個(gè)沖程的判斷，要結(jié)合氣門和活塞運(yùn)動(dòng)情況進(jìn)行判斷。（B）圖中進(jìn)氣門、排【答案】B讓更多的孩子得到更好的教育地址：明昊教育電話：榻老師無第6頁共6

9、頁舉一反三：【變式】下面是汽油機(jī)工作的四個(gè)沖程，其中將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的是（）A.吸氣沖程B.壓縮沖程C.做功沖程D.排氣沖程【答案】B類型二、燃料的熱值和熱機(jī)效率、質(zhì)量是500g的鐵壺內(nèi)裝有2kg15C的水，把這壺水加熱到需要完全燃燒多少g的木炭？（七=046x10叮低&篁），木炭的燃燒值3.4xIO7J/kg）【思路點(diǎn)撥】（1）知道水和鐵的質(zhì)量、比熱容、初溫和末溫，利用吸熱公式Q吸=cmt求水吸收的熱量和鐵壺吸收的熱量；（2）由題知Q吸=Q放，根據(jù)公式Q放=mq求出需要燃燒木炭的質(zhì)量。【答案與解析】先求出鐵壺吸收的熱量，然后再求出水吸收的熱量，兩部分熱量加起來，就是總共吸收的熱量，

10、那么這些熱量就是木炭完全燃燒所放出的熱量，然后再求木炭的質(zhì)量，解法如下：Q餓=族=046xl伊C）x0.5kgx85C=19550J=木&木=4.2xlOJJ/(kg-C)x2kgx85C=714000JQ北=19550J+714000J=73355OJQ牌733550Jin=21.&gq34x10J/kg答：這壺水共吸收的熱量為733550J,需完全燃燒木炭約21.6g?！究偨Y(jié)升華】本題考查學(xué)生對(duì)吸熱公式Q吸=cmt和Q放=qm的掌握和運(yùn)用，屬于必會(huì)題。舉一反三：【變式】無煙煤的熱值大于干木柴的熱值，則（）A、燒無煙煤比燒干木柴產(chǎn)生的熱量多B、要使它們放出同樣多的熱量，完全燃

11、燒的無煙煤的質(zhì)量小于完全燃燒的干木柴的質(zhì)量C、燒無煙煤比燒干木柴產(chǎn)生的煙塵多D、煤比木柴含有的熱量多【答案】B100C,共需要吸收多少焦耳的熱量?如果這些熱量全部由木炭的燃燒來提供,、一輛汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率為讓更多的孩子得到更好的教育地址：明昊教育電話：榻老師無第7頁共6頁66.15kw，每小時(shí)耗柴油14kg，請(qǐng)計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)的效率（柴油的燃燒值為4.3x107J/kg)【思路點(diǎn)撥】熱機(jī)的效率是指用來做有用功的能量與燃料完全燃燒產(chǎn)生的能量之比，則讓更多的孩子得到更好的教育地址：明昊教育電話：榻老師無第8頁共6頁熱機(jī)的故率燃料充金燃燒產(chǎn)生的能置熱機(jī)的故率燃料充金燃燒產(chǎn)生的能置【答案與解析】發(fā)動(dòng)機(jī)每

12、小時(shí)做的功W=Pt=66150WX3600s=2.38X108J完全燃燒14kg柴油放出的能量Q總=4.3X101234567J/kgx14kg=6.02X108J做有用功的能量Q有=W=2.38X108J1植物的光合作用；2雨天時(shí)發(fā)生雷電；3人在跑步時(shí)，身體發(fā)熱出汗;4手搖發(fā)電機(jī)發(fā)電使燈泡發(fā)光;5風(fēng)吹動(dòng)帆船前進(jìn)?！敬鸢概c解析】(1)植物利用太陽光進(jìn)行化學(xué)合成，是光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。(2)雷電是把電能變?yōu)槁暷芎凸饽堋?3)人跑步時(shí)身體發(fā)熱，是身體劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)，加速人體內(nèi)新陳代謝的生理機(jī)能，把人體內(nèi)儲(chǔ)存的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。(4)手搖發(fā)電機(jī)發(fā)電使燈泡發(fā)光，是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，電能又轉(zhuǎn)化為內(nèi)能、光能。(5)空氣的流動(dòng)形成風(fēng)，具有機(jī)械能，帆船前進(jìn)具有的仍是機(jī)械能，這里沒有能量的轉(zhuǎn)化而只是能量的轉(zhuǎn)移?！究偨Y(jié)升華】物體間發(fā)生能量轉(zhuǎn)移時(shí)，能量的形式不變；而發(fā)生能量的轉(zhuǎn)化時(shí)，能的形式要發(fā)生改變，在確定能量轉(zhuǎn)化的方向時(shí)，可從消耗什么能，得到什么能進(jìn)行比較來確定。舉一反三：Q有2.3SXQ76.02X108JX100%-39.5%讓更多的孩子得到更好的教育地址：明昊教育電話：榻老師無第9頁共6頁發(fā)動(dòng)機(jī)的效率是39.5%【總結(jié)升華】計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率可根據(jù)熱機(jī)效率的定義，先求出發(fā)動(dòng)機(jī)做的有用功和消耗的燃料完全燃燒放出的能量。然后再求效率。舉一反三：【變式】做同樣多的功，甲柴油機(jī)用3小時(shí)，消耗2千克柴油，乙