中考物理总复习第十四章内能的利用课件

第14章 内能的利用 考 情 扫 描 知识要点中考要求实现指标 热机 了解四冲程内燃机 的工作原理。 了解四冲程内燃机的 构造和工作原理。 热值了解热值的概念。 能结合比热容、效率 进行简单计 算。 知 识 梳 理 内能的利用热机 1 燃料的热值 2 能量守恒定律 3 一、内能的利用热机 1 内 能 的 利 用 方 式 ： （ 1 ） 利 用 内 能 来 加 热 ： 从 能 的 角 度 看 ， 这 是 _ _ _ _ _ _ 的 转 移 过 程 。 （ 2 ） 利 用 内 能 来 做 功 ： 从 能 的 角 度 看 ， 这 是 内 能 转 化 为 _ _ _ _ _ _ 。 2 热 机 ： 定 义 ： 利 用 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 做 功 的 机 械 。 能 的 转 化 ： _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 转 化 为 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。 3 内 燃 机 ： 燃 料 直 接 在 发 动 机 汽 缸 内 燃 烧 产 生 动 力 的 热 机 叫 内 燃 机 。 它 包 括 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 和 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。 内能 机械能 内能 内能机械能 汽油机柴油机 一、内能的利用热机 4 内 燃 机 的 工 作 过 程 ： 内 燃 机 的 每 一 个 工 作 循 环 分 为 _ _ _ _ 个 阶 段 。 在 这 几 个 阶 段 中 ， _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 冲 程 是 依 靠 飞 轮 的 惯 性 来 完 成 的 ， 而 _ _ _ _ _ _ 冲 程 是 内 燃 机 中 唯 一 对 外 做 功 的 冲 程 ， 是 由 _ _ _ _ _ _ 能 转 化 为 _ _ _ _ _ _ 能 。 另 外 _ _ _ _ _ _ 冲 程 将 机 械 能 转 化 为 内 能 。 5 热 机 的 效 率 ： 公 式 ： _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。 提 高 热 机 效 率 的 途 径 ： 使 燃 料 _ _ _ _ _ _ _ _ ， 尽 量 减 小 各 种 热 量 _ _ _ _ _ _ ， 机 件 间 保 持 良 好 的 _ _ _ _ _ _ 、 减 小 摩 擦 。 四 吸气、压缩和排气 做功 内机械 压缩 充分燃烧 损失润滑 一、内能的利用热机 6汽油机和柴油机的比较： 内燃机汽油机柴油机 不 同 点 构造顶部有一个_ 顶部有一个_ 吸气冲程 吸入_ _ 吸入_ 点燃方式点燃式压燃式 效率_ 应用小型汽车、摩托车 载重汽车、 大型拖拉机 相同点 冲程：活塞在往复运动中从汽缸的一端 运动到另一端。一个工作循环中，活塞 往复运动_次，曲轴和飞轮转动 _周，经历_个冲程，做功_ 次。 火花塞喷油嘴 汽油与空 气的混合物 空气 低高 22 四1 二、燃料的热值 1 定 义 ： 某 种 燃 料 _ _ _ _ _ _ 燃 烧 放 出 的 热 量 与 其 质 量 之 比 叫 做 这 种 燃 料 的 热 值 。 内 能 的 获 得 燃 料 的 燃 烧 。 燃 料 燃 烧 ： _ _ _ _ _ _ _ _ 能 转 化 为 _ _ _ _ _ _ _ _ 能 。 2 单 位 ： _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。 3 关 于 热 值 的 理 解 ： 热 值 反 映 的 是 某 种 物 质 的 一 种 燃 烧 特 性 ， 同 时 反 映 出 不 同 燃 料 燃 烧 过 程 中 ， 化 学 能 转 变 成 内 能 的 本 领 大 小 ， 也 就 是 说 ， 它 是 燃 料 本 身 的 一 种 _ _ _ _ _ _ ， 只 与 燃 料 的 _ _ _ _ _ _ 有 关 ， 与 燃 料 的 形 态 、 质 量 、 体 积 等 均 无 关 。 完全 化学内 J/kg 特性种类 二、燃料的热值 4 公 式 ： _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。 实 际 中 ， 常 利 用 Q 吸 Q 放 ， 即 c m ( t - t 0 ) q m 联 合 解 题 。 5 酒 精 的 热 值 是 3 . 0 1 0 7 J / k g ， 它 表 示 ： _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。 煤 气 的 热 值 约 是 3 . 9 1 0 7 _ _ _ _ _ ， 它 表 示 ： _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。 6 火 箭 常 用 液 态 氢 做 燃 料 ， 是 因 为 液 态 氢 _ _ _ _ 大 、 _ _ _ _ 小 ， 便 于 储 存 和 运 输 。 7 炉 子 的 效 率 ： （ 1 ） 定 义 ： 炉 子 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 与 燃 料 _ _ _ _ _ _ _ _ 放 出 的 能 量 之 比 。 （ 2 ） 公 式 ： _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。 Qmq（q为热值 ） 1kg酒精完全燃烧放出的热量是3.0107J J/m3 1m3煤气完全燃烧放出的热量约是3.9107J 热值 体积 有效利用的热量 完全燃烧 三、能量守恒定律 1 在 一 定 条 件 下 ， 各 种 形 式 的 能 量 可 以 相 互 _ _ _ _ 。 在 热 传 递 过 程 中 ， 高 温 物 体 的 内 能 _ _ _ _ _ _ 到 低 温 物 体 中 。 （ 1 ） 运 动 的 甲 钢 球 撞 击 静 止 的 乙 钢 球 ， 甲 球 的 机 械 能 _ _ _ _ _ 到 乙 球 。 在 这 种 转 移 的 过 程 中 能 量 形 式 没 有 变 。 （ 2 ） 小 朋 友 滑 滑 梯 ， 由 于 摩 擦 而 使 机 械 能 _ _ _ _ _ 为 内 能 ； 在 气 体 膨 胀 做 功 的 现 象 中 ， 内 能 _ _ _ _ _ _ 为 机 械 能 ； 在 水 力 发 电 中 ， 水 的 机 械 能 _ _ _ _ 为 电 能 。 在 这 种 转 化 的 过 程 中 能 量 形 式 发 生 了 改 变 。 转化 转移 转移 转化 转化 转化 三、能量守恒定律 2 能 量 守 恒 定 律 ： 能 量 既 不 会 凭 空 _ _ _ _ _ _ ， 也 不 会 凭 空 _ _ _ _ _ _ ， 它 只 会 从 一 种 形 式 _ _ _ _ _ _ 为 其 他 形 式 ， 或 者 从 一 个 物 体 _ _ _ _ _ _ 到 其 他 物 体 ， 而 在 转 化 和 转 移 的 过 程 中 ， 能 量 的 总 量 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。 能 量 守 恒 定 律 是 自 然 界 最 普 遍 的 、 最 重 要 的 基 本 定 律 之 一 。 消灭产生 转化 转移 保持不变 难 点 突 破 热机的工作原理 1 正确理解“热值”这一概念 2 热机效率 3 难点1 热机的工作原理 学 情 分 析 ： 首 先 要 明 确 热 机 的 四 个 冲 程 ： 吸 气 冲 程 、 压 缩 冲 程 、 做 功 冲 程 、 排 气 冲 程 。 可 通 过 “ 观 气 门 看 活 塞 明 冲 程 ” 的 分 析 思 路 来 进 行 。 此 类 题 型 可 考 察 两 个 方 面 ： 对 内 燃 机 四 个 冲 程 的 判 断 ； 涉 及 能 量 转 化 的 两 个 冲 程 。 难点1 热机的工作原理 【 例 1 】 如 图 1 9 - 1 所 示 是 四 冲 程 内 燃 机 四 个 冲 程 的 示 意 图 ， 下 列 符 合 内 燃 机 工 作 循 环 顺 序 的 是 （ ） a b c d A a 、 b 、 c 、 d B b 、 d 、 a 、 c C b 、 a 、 d 、 c D a 、 c 、 b 、 d D 难点1 热机的工作原理 【 例 2 】 如 图 1 9 - 2 所 示 是 汽 油 机 工 作 时 的 四 个 冲 程 ， 其 中 属 于 做 功 冲 程 的 是 （ ） A B C D C 难点1 热机的工作原理 思 维 点 拨 ： （ 1 ） 对 内 燃 机 四 个 冲 程 的 判 断 问 题 ： 进 气 门 打 开 ， 排 气 门 关 闭 ， 活 塞 向 下 运 动 ， 汽 缸 容 积 增 大 ， 是 吸 气 冲 程 ； 气 门 都 关 闭 ， 活 塞 向 上 运 动 ， 汽 缸 容 积 减 小 ， 是 压 缩 冲 程 ； 气 门 都 关 闭 ， 活 塞 向 下 运 动 ， 汽 缸 容 积 增 大 ， 是 做 功 冲 程 ； 排 气 门 打 开 ， 活 塞 向 上 运 动 ， 汽 缸 容 积 减 小 ， 是 排 气 冲 程 。 注 意 ： 要 结 合 气 门 和 活 塞 运 动 情 况 进 行 判 断 。 难点1 热机的工作原理 思 维 点 拨 ： （ 2 ） 涉 及 能 量 转 化 的 两 个 冲 程 ： 气 门 都 关 闭 ， 活 塞 向 上 运 动 ， 汽 缸 容 积 减 小 ， 是 压 缩 冲 程 ， 将 机 械 能 转 化 为 内 能 ； 气 门 都 关 闭 ， 活 塞 向 下 运 动 ， 汽 缸 容 积 增 大 ， 是 做 功 冲 程 ， 将 内 能 转 化 为 机 械 能 。 难点2 正确理解“热值”这一 概念 学 情 分 析 ： 正 确 理 解 “ 热 值 ” 需 要 三 个 关 键 词 ： “ 1 k g ” ， 如 果 燃 料 的 质 量 不 是 1 k g ， 那 么 该 燃 料 完 全 燃 烧 放 出 的 热 量 就 不 等 于 热 值 ； “ 某 种 燃 料 ” 说 明 热 值 与 燃 料 的 种 类 有 关 ； “ 完 全 燃 烧 ” 表 明 要 完 全 烧 尽 ， 否 则 1 k g 燃 料 化 学 能 转 变 成 内 能 就 不 等 于 该 热 值 所 确 定 的 值 。 难点2 正确理解“热值”这一 概念 【 例 3 】 （ 1 ） 燃 料 燃 烧 放 出 热 量 的 多 少 ， 跟 下 列 因 素 无 关 的 是 （ ） A 温 度 B 热 值 C 是 否 完 全 燃 烧 D 质 量 （ 2 ） 汽 车 油 箱 的 汽 油 用 掉 一 半 后 ， 剩 下 的 汽 油 跟 原 来 的 汽 油 对 比 ， 有 变 化 的 物 理 量 是 （ ） A 热 值 B 密 度 C 质 量 D 比 热 容 A 燃料燃烧得越充分，放出的热量越多； 当燃料完全燃烧时，由Q放mq可知，燃料燃烧放 出的热量与燃料的热值和燃料的质量有关； 燃料燃烧放出热量的多少与燃料的温度无关。 C A热值是燃料的一种性质，是热量与质量（或体 积）的比值，与燃料的种类有关，与质量无关； B密度是物质的一种特性，是物体质量与体积的 比值，与物体的种类和状态有关，与物体的质量和 体积无关，故剩下的汽油密度不会变化； C质量是物体所含物质的多少，汽油用去一半后 ，箱内的汽油减少，故质量就减少； D比热容是物质的一种特性，反映了物体吸热和 放热能力的大小，与物体种类和状态有关，与质量 无关。 难点2 正确理解“热值”这一 概念 【 例 4 】 1 k g 柴 油 完 全 燃 烧 放 出 的 热 量 能 使 多 少 质 量 的 水 温 度 升 高 5 0 ？ 已 知 柴 油 的 热 值 是 4 . 3 1 0 7 J / k g ， 水 的 比 热 容 是 4 . 2 1 0 3 J / ( k g ) ， 假 定 放 出 的 热 量 被 水 完 全 吸 收 （ ） A 约 5 k g B 约 5 0 k g C 约 2 0 0 k g D 约 5 0 0 k g C 难点2 正确理解“热值”这一 概念 【 例 5 】 太 阳 能 热 水 器 、 电 热 水 器 、 燃 气 式 热 水 器 是 常 见 的 三 种 热 水 器 。 现 需 将 1 0 k g 、 2 0 的 水 加 热 到 4 0 ， 不 考 虑 能 量 转 换 过 程 中 能 量 的 损 失 ， 若 用 太 阳 能 热 水 器 加 热 ， 则 水 吸 收 了 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ J 太 阳 能 ； 若 用 额 定 功 率 为 1 0 0 0 W 的 电 热 水 器 正 常 加 热 ， 则 需 要 _ _ _ _ _ _ m i n ； 若 用 燃 气 式 热 水 器 加 热 ， 则 需 要 完 全 燃 烧 _ _ _ _ _ _ m 3 的 燃 气 。 水 的 比 热 容 为 4 . 2 1 0 3 J / ( k g ) ， 某 燃 气 的 热 值 为 4 . 2 1 0 7 J / m 3 8.4105 14 0.02 难点2 正确理解“热值”这一 概念 思 维 点 拨 ： （ 1 ） 热 值 反 映 的 是 某 种 物 质 的 一 种 燃 烧 特 性 ， 同 时 反 映 出 不 同 燃 料 燃 烧 过 程 中 ， 化 学 能 转 变 成 内 能 的 本 领 大 小 ， 也 就 是 说 ， 它 是 燃 料 本 身 的 一 种 特 性 ， 只 与 燃 料 的 种 类 有 关 ， 与 燃 料 的 形 态 、 质 量 、 体 积 等 均 无 关 。 （ 2 ） 热 值 计 算 公 式 分 两 种 ： 固 体 燃 料 ； 气 体 燃 料 。 难点3 热机效率 学 情 分 析 ： 有 关 热 机 效 率 问 题 ， 解 题 关 键 是 要 紧 紧 抓 住 热 机 效 率 的 概 念 去 解 决 问 题 。 热 机 效 率 是 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 。 热 量 损 失 主 要 有 燃 料 没 有 完 全 燃 烧 、 废 气 带 走 的 热 量 、 克 服 摩 擦 损 耗 的 能 量 、 散 失 的 热 量 ， 故 热 机 效 率 公 式 为 ： 难点3 热机效率 【 例 6 】 如 图 1 9 - 3 为 某 汽 车 内 燃 机 燃 料 燃 烧 所 释 放 能 量 的 流 向 图 ， 根 据 图 中 给 出 的 信 息 ， 该 内 燃 机 的 效 率 为 （ ） A 2 0 % B 3 0 % C 4 0 % D 5 0 % C 难点3 热机效率 【 例 7 】 阅 读 材 料 ， 解 答 问 题 。 山 东 菏 泽 向 “ 大 气 污 染 宣 战 ” 某 环 保 局 研 究 表 明 ： “ P M 2 . 5 的 来 源 中 ， 机 动 车 的 排 放 占 3 3 . 1 % ， 排 第 一 位 ， 燃 煤 污 染 排 放 占 第 二 位 ” 。 “ 减 少 污 染 排 放 ， 还 我 一 片 蓝 天 ” 成 为 每 一 个 公 民 的 责 任 。 下 面 是 菏 泽 有 关 部 门 针 对 “ 节 能 减 排 ” 采 取 的 部 分 措 施 。 第 三 项 措 施 ： 首 批 5 0 辆 L N G （ 液 化 天 然 气 ） 新 能 源 公 交 车 已 经 投 入 运 营 ， 如 图 1 9 - 4 所 示 。 为 了 方 便 市 民 出 行 ， 市 区 公 交 车 全 面 安 装 “ 北 斗 导 航 系 统 ” ， 市 民