2016物理中考必备第十四章 内能的利用

第一部分教材梳理,第十四章内能的利用,知识网络,重点梳理与归纳,考点1热机,1.定义：把内能转化为机械能的机械叫热机.2.分类：蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机.内燃机可分为汽油机和柴油机两种.3.工作过程：四冲程内燃机是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程的不断循环来保证连续工作的.四个冲程组成一个工作循环，每一个工作循环活塞往复运动两次，曲轴转动两周，对外工作一次.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，做功冲程是内燃机中唯一对外做功的冲程.4.能量转化：压缩冲程是把机械能转化为内能；做功冲程是把内能转化为机械能，使汽车获得动力.5.汽油机和柴油机的比较：,5.汽油机和柴油机的比较：,考点2热值与热机效率,1.热值：(1)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.(2)单位:焦耳/千克（J/kg）.(3)物理意义：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，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.酒精的热值是3.0107J/kg，它表示：1kg酒精完全燃烧放出的热量是3.0107J.煤气的热值是3.9107J/m3，它表示：1m3煤气完全燃烧放出的热量是3.9107J.,(4)公式：Qmq（气体燃料QVq）.2.热机效率:(1)定义：用来做有用功的那部分能量，与燃料完全燃烧放出的能量之比，叫做热机的效率.(2)提高热机效率的方法:使燃料充分燃烧；尽量减少各种热量损失；机件间保持良好的润滑、减小摩擦.,考点3能量转化与守恒,1.能源技术革命：人类进化发展的过程就是一部开发、利用能源的历史.四次能源技术革命：火的利用、化石能源的利用、电能的利用、核能的发现和利用.2.能量守恒定律：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只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，能量的总量保持不变.,3.能量转化和转移的方向性：能量虽然是守恒的，但能量的转化和转移却是有方向性的.例如，热传递过程中，内能的转移只能自发由高温物体转移到低温物体；电池的放电过程中，只能自发由化学能转化为电能，说明能量的转移和转化都是有方向性的，而能量经转化后，可利用的能量只会减少而不会增加，因此，要节能和有效地利用能量.4.永动机：能量守恒定律是自然界最重要、最普遍的基本定律.所有能量转化的过程，都遵从能量守恒定律.任何形式的永动机都是违反能量的转化和守恒定律、能量转化和转移的方向性，所以注定以失败而告终.5.能量转换装置的效率计算公式：效率=100%.,中考真题再现与预测,考点1热机,考题再现1.（2013广东）在汽油机的四个冲程中，机械能转化为内能的是_冲程.如图1-14-1所示汽油机正在进行的是_冲程.,压缩,做功,考题预测2.在如图1-14-2所示的四幅图中，甲、乙是两个演示实验示意图；丙、丁是四冲程汽油机工作过程中的两个冲程示意图.与压缩冲程原理相同的是_图所示的演示实验；汽油机利用内能来做功的冲程是_图.,乙,丙,考点归纳本考点的考查的重点是内燃机的四个冲程.内燃机的四个冲程有吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程，将机械能转化为内能的是压缩冲程，将内能转化为机械能的是做功冲程；压缩冲程和做功冲程都是通过做功的方式改变内能的.,考点2热值与热机效率,考题再现1.(2013广东)已知汽油的热值为4.6107J/kg，则完全燃烧100g汽油放出的热量为_J.2.（2011广东）阅读下面的短文，回答问题.太阳能热水器太阳能热水器利用太阳能把水从低温加热到高温，以满足人们日常生活需要，它具有安全、节能、环保等优点.如图1-14-3甲所示，太阳能热水器主要由两部分组成：一部分是由许多根玻璃吸热管组成的集热器，每根玻璃吸热管由双层玻璃管组成，双层玻璃管之间是真空.如图1-14-3所示是玻璃吸热管的工作原理图，它的结构与保温瓶的玻璃内胆相似，只是在玻璃吸热管的内表面涂了一层黑色的吸热材料；另一部分是保温储水箱，保温储水箱下部与玻璃吸热管相通.,4.6106,玻璃吸热管的工作原理如图1-14-3乙所示：当太阳光入射到黑色的吸热层上时，黑色吸热层能把太阳能更有效地转化为热能，将管内的水加热.向光一侧的水被加热后体积增大、密度变小而向上运动；背光一侧的水由于温度较低、密度较大而向下运动，形成冷热水循环，最终整箱水都升高到一定的温度.玻璃吸热管具有吸热保温作用.,（1）将质量为100kg的初温为20的水加热到60，求这些水需要吸收多少热量？水的比热容是4.2103J/（kg）（2）某品牌太阳能热水器集热器面积为S=2m2，热效率为=40%（即热水器能将照射到玻璃吸热管上的太阳能的40%转化为水的热能），该地点太阳能辐射到地面的平均功率为1.4103W/m2（即平均每平方米每秒钟太阳能辐射能为1.4103J）.在第（1）小题中水吸收的热量由该热水器提供，求需要加热多少小时？,（1）Q=cmt=4.2103J/(kg)100kg(60-20)=1.68107J.(2)t=1.5104s4.2h.,考题预测3.“可燃冰”作为新型能源，有着巨大的开发使用潜力，同等条件下，“可燃冰”完全燃烧放出的热量达到煤气的数十倍，说明“可燃冰”的_很大.以10倍的关系粗略计算，1kg“可燃冰”完全燃烧放出的热量为_J，可以使_kg的水从20加热至60.c水4.2103J/(kg)，q煤气4.2107J/kg4.关于燃料的热值下列说法正确的是()A.燃料的热值与燃料的燃烧情况有关B.容易燃烧的燃料的热值一定大C.煤的热值比干木柴的大，煤燃烧放出的热量比干木柴放出的热量多D.0.5kg煤油和1.5kg煤油的热值一样大,热值,4.2108,2500,D,5.阅读下面短文，回答问题.变频空调机空调机中有被称为“冷媒”的物质，利用它的物态变化可以实现室内、外热量的转移.如图1-14-4所示是空调机制冷系统的原理图，其中压缩机的作用是对气态“冷媒”加压，并使“冷媒”在管内循环.压缩机的转速越大，“冷媒”的流量越大，空调机的制冷能力就越强.压缩机的转速由供电频率决定.变频空调机的变频器可以在一定范围内调节供电频率，从而改变压缩机的转速，达到控制“冷媒”流量的目的.变频空调机开始工作时，以最大功率进行制冷，当室内温度快速降至设定温度后.压缩机随即处于低速持续运转状态，维持室温基本不变.表一表示某型号变频空调机的“冷媒”流量与变频器供电频率之间的对应关系：,表二表示该型号变频空调及部分参数之间的对应关系，其中：制冷量是指单位时间内空调机从密闭区域内去除热量的总和；能效比是空调机在额定状态工作时，制冷量与输入功率之比.,（1）空调机工作时，当液态“冷媒”_（填物态变化名称）成气态时，需要_热量.（2）根据表一中的数据，请在图1-14-5所示坐标系中画出“冷媒”流量Q与变频器供电频率f之间的关系图线.当变频器供电频率为80Hz时，“冷媒”流量为_kg/h.,汽化,吸收,123,如答图1-14-1所示.,（3）表二中空调机额定制冷量为_W，在额定状态下工作10min，可以使_kg的空气温度下降6.取空气的比热容c=1.0103J/（kg）.,2660,266,考点归纳机械效率、热效率、热机的效率之间的区别：(1)机械效率：=W有用/W总100.其中W有用为有用功，即对人们有用的功；W总指利用机械做的总功.(2)热效率：=Q有用/E100，其中Q有用为有效利用的热量，E指总能量.如果是炉子，则E为燃料完全燃烧放出的总热量(EQ总qm)；如果是太阳能热水器，则E为太阳射入的总能量；如果是电热器，则E为电流做功放出的总热量(EUIt).(3)热机的效率=W有用/Q总100，其中W有用指用来做有用功的那部分能量，Q总为燃料完全燃烧释放的能量.,考点3能量转化与守恒,考题再现1.（2015广东模拟）如图1-14-6为核电站发电流程图.在核电站发电过程中，能量转化的先后顺序是()A.核能，化学能，机械能，电能B.核能，机械能，内能，电能C.核能，内能，机械能，电能D.核能，内能，化学能，电能,2.（2014广东模拟）各种形式的能之间可以在一定条件下相互转化，请按表中示例完成表格.3.（2015广东模拟）各种形式的能量都不是孤立的,它们可以在一定条件下发生转化,且能量的转化是有方向的.将图1-14-7按能量转化的顺序排列,正确的是()A.B.C.D.,电能转化为内能,摩擦生热（或用锯锯树木）,考题预测4.如图1-14-8所示是上海世博会中国馆展出名为“叶子”的小型低碳化未来汽车.车顶部的巨型叶子实际上是一个高效光电转换器，它可将_能转化为电能；车轮的轮毂其实是四个风力发电机，可以把捕捉到的风能转化为_能，充入自身电池储存起来.同时，它还能将光电转换中排放的高浓度二氧化碳转化为电能并供车内照明，或转化为车内的空调制冷剂，不但是“零排放”，还实现了“负排放”.与传统汽车相比，叶子车的优点是_(写出一点即可).,光（或太阳）,电,节能环保（或降低温室效应等）,5.市场上有一种装有太阳能电风扇的帽子,如图1-14-9所示,阳光照射太阳能电池板,扇叶快速转动,能在炎热的夏季给人带来一丝