內(nèi)能的利用課件

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)動機(jī)等。

汽油機(jī)的工作過程一個循環(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〕吸氣時只吸入空氣，柴油在做功沖程中經(jīng)噴油嘴噴入?！?〕不需要打火，空氣壓縮程度高，溫度較高，遇到柴油即可燃燒?！?〕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.在吸氣過程中，其汽油機(jī)吸入氣缸的是：〔〕A.純潔的柴油B.汽油與空氣的混合物C.純潔的汽油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：①在做功沖程中，是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；②在做功沖程中，是內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；③只有做功沖程是燃?xì)鈱ν庾龉Γ虎芷蜋C(jī)在一個工作循環(huán)中，只有一個沖程發(fā)生能量變化。以上說法中正確的選項(xiàng)是[]A.只有②③B.只有①③C.只有②④D.只有②③④4.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.如下圖，有關(guān)這個小蒸汽輪機(jī)的說法不正確的選項(xiàng)是〔〕A．燒瓶內(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.目前我國研發(fā)出一款新型空氣動力汽車，它利用壓縮空氣膨脹推動活塞做功提供動力，這種車在開動時將空氣的能轉(zhuǎn)化為能，這種車與汽油機(jī)相比優(yōu)點(diǎn)是(說出一點(diǎn))．8.一臺單缸四沖程汽油機(jī)的飛輪轉(zhuǎn)速是1200r/min,那么汽油機(jī)每秒鐘內(nèi)完成_____個沖程,做功____次.某研究小組為測量垂直于太陽光的面積為1m2外表上，每秒鐘接受到的太陽能，用自制太陽能熱水器做實(shí)驗(yàn)?！?〕電風(fēng)扇工作時，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？永動機(jī)不可能制成效率：蒸汽機(jī)<汽油機(jī)<柴油機(jī)2×103J/〔kg?℃〕，q煤氣=4.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)能太陽能熱水器是把太陽能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的設(shè)備之一．某品牌太陽能熱水器每小時平均接收4.2×107J/kg．求：

〔1〕0.0×107J/

m3〕4t，每個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10min，消耗柴油2L，受到的阻力是1.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〔〕。排氣過程中，廢氣溫度_______，內(nèi)能______。85×103Kg/m3，取g=10N/Kg〕用燃?xì)庠顭紵?.(4)假設(shè)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=4.9.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)工作過程中的沖程與上述能量轉(zhuǎn)化過程相同．10.中學(xué)生參加一次長跑，身體消耗的能量大約為6.6×106J，這些能量相當(dāng)于完全燃燒0.55kg的干木柴才能得到，那么干木柴的熱值為．11.如下圖，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30cm2，一個沖程活塞在氣缸中移動的距離是50mm，滿負(fù)荷工作時做功沖程燃?xì)獾钠骄鶋簭?qiáng)為9.0×105Pa,飛輪1min轉(zhuǎn)動1800周，當(dāng)汽油機(jī)滿負(fù)荷工作時〔不計摩擦〕，求：〔1〕做功沖程中燃?xì)鈱钊钠骄鶋毫Α?〕一個做功沖程中燃?xì)鈱钊龅墓Α?〕汽油機(jī)的功率13.如下圖是內(nèi)燃機(jī)的四個沖程，其中屬于壓縮沖程的是〔〕

0×107J/

m3〕排氣過程中，廢氣溫度_______，內(nèi)能______。2×103J/〔kg?℃〕〔1〕充分燃燒燃料：改進(jìn)發(fā)動機(jī)，使空氣和汽油能夠更充分的混合，使燃燒更充分?！?〕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。〔1〕某單缸汽油發(fā)動機(jī)氣缸的活塞面積是120cm2，做功沖程中活塞移動的距離是30cm，氣體的平均壓強(qiáng)是5×105Pa。目前我國研發(fā)出一款新型空氣動力汽車，它利用壓縮空氣膨脹推動活塞做功提供動力，這種車在開動時將空氣的能轉(zhuǎn)化為能，這種車與汽油機(jī)相比優(yōu)點(diǎn)是(說出一點(diǎn))．第2節(jié)熱機(jī)的效率〔1〕請計算學(xué)校每天燒開水所需要的熱量時多少？排氣過程中，廢氣溫度_______，內(nèi)能______。木塊的機(jī)械能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能2×106J的太陽能，在5小時的有效照射時間內(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〕水在10h內(nèi)吸收的熱量；隕石進(jìn)入大氣層成為流星時，是內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能第2節(jié)熱機(jī)的效率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選項(xiàng)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放出來的能量。單位是J/kg，對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：改進(jìn)發(fā)動機(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3.0×107J/kg〕能放出多少焦的熱量？假設(shè)這些熱量的30%被水吸收，那么能使常溫下30kg的水溫度升高多少℃？[水的比熱容為4.2×103J/〔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到達(dá)煤氣的數(shù)十倍，這說明“可燃冰〞的很大．假設(shè)以10倍的關(guān)系粗略計算，1kg“可燃冰〞完全燃燒放出的熱量可以使kg的水升高40℃．〔c水=4.2×103J/〔kg?℃〕，q煤氣=4.2×l07J/kg〕．4.科學(xué)家創(chuàng)造了一款單缸六沖程內(nèi)燃機(jī)，它每一個工作循環(huán)的前四個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0.88×103J/〔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?.5kg的煤氣，使50kg的水從20℃升高到70℃．水的比熱容為4.2×103J/〔kg?℃〕，煤氣的熱值為4.2×107J/kg．求：

〔1〕0.5kg煤氣完全燃燒放出的熱量．

〔2〕水吸收的熱量．

〔3〕燃?xì)庠顭男剩?.某學(xué)校每天需要將1000kg、20℃的水燒開供師生飲用?！?〕請計算學(xué)校每天燒開水所需要的熱量時多少？〔2〕如果煤氣的熱值為3.9×107J/m3，燃燒煤氣放出的熱量只有60%被水吸收，學(xué)校每天燒水需要多少m3的煤氣？〔結(jié)果保存一位小數(shù)〕8.一輛汽車的發(fā)動機(jī)輸出功率為69kw，當(dāng)它以90km/h的速度勻速行駛45km時共消耗汽油9kg，求這輛汽車發(fā)動機(jī)的效率為多大？(汽油的熱值是4.6×107J/kg)9.某物理興趣小組為了探究地球外表水吸收太陽能的本領(lǐng)，做了如下實(shí)驗(yàn)：用一水盆裝600ml的水，水的外表積為0.01m2，經(jīng)過太陽光垂直照射15min，水溫升高5℃。問：

〔1〕實(shí)驗(yàn)時600ml水在15min內(nèi)吸收了多少熱量？

〔2〕假設(shè)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5.0×107J/

m3〕10.太陽能熱水器是把太陽能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的設(shè)備之一．某品牌太陽能熱水器每小時平均接收4.2×106J的太陽能，在5小時的有效照射時間內(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=4.2×103J/(kg．℃)](2)熱水器5小時內(nèi)接收到的太陽能E；(3)熱水器的效率η；(4)假設(shè)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=4.2×107J/kg，假設(shè)煤氣燃燒放出的熱量全部被水吸收〕11.太陽能熱水器是直接利用太陽能給水加熱的裝置，下表是小明家的太陽能熱水器某天在陽光照射下的相關(guān)信息求：〔1〕水在10h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8.4×107J/m3，天然氣完全燃燒放出的熱量全部給水吸收〕〔3〕該太陽能熱水器的能量轉(zhuǎn)化效率．第3節(jié)能量的轉(zhuǎn)化和守恒(1)熱水器中的水吸收的熱量Q；一臺單缸四沖程汽油機(jī)的飛輪轉(zhuǎn)速是1200r/min,那么汽油機(jī)每秒鐘內(nèi)完成_____個沖程,做功____次.一輛汽車的發(fā)動機(jī)輸出功率為69kw，當(dāng)它以90km/h的速度勻速行駛45km時共消耗汽油9kg，求這輛汽車發(fā)動機(jī)的效率為多大？(汽油的熱值是4.2×103J/(kg．℃)]3×107J/Kg，柴油的密度0.有用功/外界做的功×100%某研究小組為測量垂直于太陽光的面積為1m2外表上，每秒鐘接受到的太陽能，用自制太陽能熱水器做實(shí)驗(yàn)。0×107J/kg〕能放出多少焦的熱量？假設(shè)這些熱量的30%被水吸收，那么能使常溫下30kg的水溫度升高多少℃？[水的比熱容為4.6×107J／kg，每次做功耗油0.2×107J/kg．求：

〔1〕0.2×106J的太陽能，在5小時的有效照射時間內(nèi)，將熱水器中質(zhì)量為100kg、初溫為20℃的水溫度升高到40℃．求：3×107J/Kg，柴油的密度0.木塊的機(jī)械能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能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。12.為了保障學(xué)生人身平安，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10min，消耗柴油2L，受到的阻力是1.8×103N，〔柴油熱值3.3×107J/Kg，柴油的密度0.85×103Kg/m3，取g=10N/Kg〕求：〔1〕這段路程內(nèi)發(fā)動機(jī)做功的功率．〔2〕這段路程內(nèi)消耗的柴油完全燃燒放出的熱量；〔3〕校車對地面的壓強(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)動機(jī)氣缸的活塞面積是120cm2，做功沖程中活塞移動的距離是30cm，氣體的平均壓強(qiáng)是5×105Pa。汽油的熱值是4.6×107J／kg，每次做功耗油0.2g，氣體一次膨脹對活塞做的功是______J；假設(shè)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)計了一個實(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)時組裝了如下圖的兩套規(guī)格完全相同的裝置，并每隔1分鐘記錄了杯中水的溫度〔見表〕?！?〕為保證實(shí)驗(yàn)結(jié)論的可靠，實(shí)驗(yàn)時應(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＝cm〔t-t0〕計算出了水吸收的熱量，他認(rèn)為通過這些數(shù)據(jù)能準(zhǔn)確地計算出煤油和菜籽油的熱值。你認(rèn)為他的計算結(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，初中階段涉及的能量形式：動能與勢能〔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，總量不會變化。

永動機(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，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)動時身體發(fā)熱說明了什么？〔2〕電風(fēng)扇工作時，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？某單缸四沖程汽油機(jī)的氣缸活塞面積為30cm2，一個沖程活塞在氣缸中移動的距離是50mm，滿負(fù)荷工作時做功沖程燃?xì)獾钠骄鶋簭?qiáng)為9.能量的轉(zhuǎn)化效率：蒸汽機(jī)<汽油機(jī)<柴油機(jī)2×103J/(kg．℃)]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選項(xiàng)是某研究小組為測量垂直于太陽光的面積為1m2外表上，每秒鐘接受到的太陽能，用自制太陽能熱水器做實(shí)驗(yàn)。0×107J/

m3〕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)能一臺單缸四沖程汽油機(jī)的飛輪轉(zhuǎn)速是1200r/min,那么汽油機(jī)每秒鐘內(nèi)完成_____個沖程,做功____次.木塊的機(jī)械能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能以下能量的轉(zhuǎn)化中，屬于機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的是〔〕〔3〕人運(yùn)動時身體發(fā)熱說明了什么？中考真題練習(xí)(2)熱水器5小時內(nèi)接收到的太陽能E；

中考真題練習(xí)1.以下情景中，關(guān)于能量轉(zhuǎn)化的說法正確的選項(xiàng)是〔〕A．鉆木取火的過程中，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能B．電動機(jī)在通電轉(zhuǎn)動過程中，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.以下能量轉(zhuǎn)化的實(shí)例中，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的是[]A.太陽能電池發(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.以下能量的轉(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(yǎng).