人教版九年级物理考点讲练（二）第十四章 内能的利用

第十四章 内能的利用1. 内能的两种应用 利用内能加热：内能可以直接用来加热物体，物体获得内能后，温度会升高，其实质是能量的转移过程，如烧水等。 利用内能做功：使内能转化为我们需要的机械能，其实质是能量的转化过程，如小汽车等用燃料燃烧释放的内能来推动机械对外做功。2.热机定义：把内能转化为机械能的机器。 实质：利用内能做功。热机工作时能量的转化过程：3.内燃机定义：燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机。常见的有汽油机和柴油机。l 四冲程内燃机包括四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。l 内燃机的工作过程：在这四个阶段，吸气冲程、压缩冲程和排气冲程是依靠飞轮的惯性来完成的，而做功冲程是内燃机中唯一对外做功的冲程，是由内能转化为机械能。另外压缩冲程将机械能转化为内能。冲程进气门排气门活塞运动方向缸内温度飞轮转速能量转化吸气打开关闭向下压缩关闭关闭向上升高减慢机械能转化为内能做功关闭关闭向下降低加快内能转化为机械能排气关闭打开向上要点提示：(1)内燃机的活塞从汽缸的一端运动到另一端的过程叫一个冲程。(2)多数内燃机是由吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程不断循环来保证连续工作的。(3)四冲程内燃机的一个工作循环中，只有做功冲程是燃气推动活塞做功，其他三个冲程是辅助冲程，要靠安装在曲轴上的飞轮的惯性来完成。例1.小汽车的动力来自汽油机，在如图所示的示意图中，图_表示的是四冲程汽油机的吸气冲程。1.【2019广东卷】如图所示，图A、B、C、D是四冲程汽油机的工作示意图，图E、F是演示实验的示意图。C图是 冲程，与它原理相同的是 图所示的演示实验。汽油机的工作示意图中机械能转化为内能的冲程是 图。（后两空选填字母）2(2019河南13题2分)在四冲程汽油机的工作过程中，机械能转化为内能的冲程是()A吸气冲程 B压缩冲程 C做功冲程 D排气冲程3(2019江西)在汽油机的做功冲程中，高温、高压的燃气推动活塞运动做功，则下列说法中正确的是()A燃气的内能减少，温度升高 B燃气的内能增加，温度升高C燃气的内能减少，温度降低 D燃气的内能增加，温度降低4从拖拉机、轮船、火车到2019年上海国际汽车展上出现的概念车等生活中常见的交通工具，其动力大都来源于内燃机下面对内燃机的有关叙述中，不合理的是()A内燃机靠产生的高温、高压燃气做功 B内燃机用水来冷却，是因为水的比热容大C内燃机排放的废气消耗了大量的能源 D内燃机工作时将机械能转化为内能柴油机与汽油机的比较总结：（构造、吸入气体、点火方式、内部压强、输出功率）例2.汽油机和柴油机的主要不同是()A在构造上汽油机汽缸顶部有喷油嘴，而柴油机的汽缸顶部有火花塞B在吸气冲程中汽油机吸入汽缸的是汽油，柴油机吸入汽缸的是柴油C汽油机采用的是点燃式点火，而柴油机采用的是压燃式点火D在压缩冲程中汽油机汽缸里的温度和压强比柴油机里的高4. 热值 定义：1kg某种燃料完全燃烧放出的热量，叫做这种燃料的热值。单位：固体燃料的热值的单位是焦耳每千克（J/kg）、气体燃料的热值的单位是焦耳每立方米（J/m3）。公式：Q放qm、Q放qV理解：(1)热值反映了燃料在燃烧过程中，化学能转化为内能本领的大小。(2)热值是燃料本身的一种特性，它与燃料的种类有关，与燃料的质量、体积、是否完全燃烧等没有关系。例3.【2019江苏连云港卷】将一瓶酒精用去二分之一，则剩余酒精的密度、比热容和热值（ ）A.都不变 B.都变为原来的三分之二C.热值不变，密度、比热容变为原来的三分之二 D.热值变为原来的三分之二，密度、比热容不变例4.质量为100kg的水温度从20升高到70时，吸收的热量是 J，这些水吸收的热量相当于完全燃烧 kg焦炭放出的热量 。【c水=4.2103J/(kg)，q焦炭=3107J/kg】5.一个成年人参加一次长跑，身体消耗的能量为6.6106 J，这些能量相当于完全燃烧0.55 kg的干木柴才能得到。则干木柴的热值为_J/kg，如果用掉一半后，干木柴的热值将_(填“变大”“变小”或“不变”)。6.用酒精灯给质量为0.5kg的水加热，当水的温度升高20时，消耗了5g酒精水的比热容为4.2103J/（kg），酒精的热值为3.0107J/kg（1）0.5kg的水温度升高20，需要吸收多少焦的热量？（2）5g酒精完全燃烧放出多少焦的热量？7.完全燃烧0.01m3的天然气放出的热量是_ _ _ _J；如果这些热量完全用于加热水，可使_ _kg的水温度升高10；实际加热这些水所燃烧的天然气比上述要多许多，原因是用燃气灶烧水时，除了水吸收的热量外，一部分传给了盛水的容器，另外一部分传给了_ _ _（答一个即可）。q天然气=4.2l07Jm3， C水=4.2l03J/（kg）5.热机的效率热机用来做有用功的那部分能量和完全燃烧放出的能量之比叫做热机的效率。公式：=Q有用Q总已知热机的功率和运行时间的情况下，热机的效率，已知牵引力和机车运动的距离，则热机的效率。有效利用燃料的一些方法：把煤磨成粉末状、用空气吹进炉膛（提高燃烧的完全程度）以较强的气流，将煤粉在炉膛里吹起来燃烧（减少烟气带走的热量）提高热机效率的途径： 使燃料充分燃烧，尽量减小各种热量损失； 机件间保持良好的润滑，减小摩擦。例5.为了提高热机的效率，你认为下列方法目前不可能的是()A尽量使燃料充分燃烧 B尽量减少各种热损失C尽量减少因克服摩擦而额外消耗的能量 D回收大气中的废气，利用废气的能量发电例6.在探究水的沸腾实验中，用酒精灯对水进行加热，实验中完全燃烧了5.6g酒精，则放出了_J的热量；若这些热量能把150 g、25的水加热到100，则酒精燃烧放出热量的利用率是 .已知水的比热容为4.2103J/(kg)，酒精的热值为3.0107 J/kg，环境为1标准大气压例7.某家用轿车，重为1.5104N，当车以72km/h的速度匀速直线行驶了0.5h，消耗汽油 3kg，期间车受到的阻力为车重的0.08倍。已知汽油的热值为4.6107J/kg，在此过程中，求：（1）车通过的路程；（2）牵引力做功的功率；（3）汽车发动机的效率。8.甲热机的效率比乙热机的效率高，则可以说()A甲热机的功率比乙热机大 B在单位时间内甲热机消耗的燃料比乙热机少C甲热机的转速比乙热机大 D甲热机将燃料完全燃烧产生的内能变成机械能的百分比比乙热机大9.如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同，图中燃料的质量相同，烧杯内液体的质量也相同。要比较不同燃料的热值和不同物质的比热容，下列选择正确的是A. 比较热值，应选择甲丙两图进行实验；比较比热容，应选择甲乙两图进行实验B.比较热值，应选择甲乙两图进行实验；比较比热容，应选择乙丙两图进行实验C. 比较热值，应选择甲乙两图进行实验；比较比热容，应选择甲丙两图进行实验D.比较热值，应选择乙丙两图进行实验；比较比热容，应选择甲乙两图进行实验10.质量为2.5t的小型载重汽车，额定功率为100kW，车上装有5t的砂石，已知汽车在平直公路上匀速行驶时所受阻力是汽车总重的0.2倍，汽车先以15m/s的速度在平直公路上匀速行驶到山坡底，消耗汽油2kg，然后又以额定功率行驶100s的时间，将砂石从坡底运送到50m高的坡顶施工现场（g=10N/kg），求：（1）2kg的汽油完全燃烧放出多少热量？（汽油的热值取4.5107J/kg）（2）汽车在平直公路上匀速行驶的功率为多少？（3）汽车从坡底向坡顶运送砂石的机械效率是多少？11. 可燃冰是一种新型能源，它是水和天然气在高压低温情况下形成的类冰状结晶物质，主要成分是甲烷，其开采是世界难题，据中央电视台2019年5月18日报道，我国可燃冰已试采成功，技术处于世界领先，用燃气锅炉烧水时，把质量为500 kg，初温为20 的水加热到100 ，共燃烧了12 m3天然气，已知水的比热容c水4.2103 J/(kg)，天然气的热值q天然气4.2107 J/m3，可燃冰的热值为同体积天然气的160倍，求：(1)水吸收的热量；(2)燃气锅炉烧水时的效率；(3)若换用可燃冰，应使用多少立方米可燃冰。6.能量的转化和守恒1. 一定条件下，各种形式的能量可以相互转化。2. 能量守恒定律：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，能量的总量