物理人教版九年级全册第十四章 内能的利用.ppt

(内能转化为机械能),现象:软木塞冲出;管口有白气产生,水蒸汽对木塞做功,内能减少,进气门打开，排气门关闭，活塞由上端向下运动，汽油和空气组成的燃料混合物从进气门吸入气缸。,1吸气冲程,进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，燃料混合物被压缩，压强增大，温度升高。,2压缩冲程,在压缩冲程未尾，火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧，产生高温高压的燃气。高温高压燃气推动活塞向下运动，并通过连杆带动曲轴转动。（进气门和排气门都是关闭的）,3做功冲程,进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气排出气缸。,4排气冲程,例.如图所示在试管内装一些水,用软木塞塞住,放在酒精灯上加热,使水沸腾,水蒸气会把木塞冲出去从能量转化和转移角度,可用下面三句话来概括:甲:水和水蒸气吸热,内能增加乙:酒精燃烧,酒精的化学能转化为内能,传给水和水蒸气丙:水蒸气对木塞做功,内能转化为木塞的机械能.以上三句话正确的顺序是。,乙、甲、丙,10,内能,做功,20,例.一台单缸汽油机飞轮的转速为1500r/min已知活塞面积为40cm2，活塞运动一次的距离为20cm，在做功冲程中，燃气的平均压强为4105Pa，求该汽油机的功率。,F=PS=4105Pa4010-4m2=1600N,一个做功冲程所做的功W=FS=1600N0.2m=320J,一分钟内做功冲程的个数为15002=750,一分钟内对外做功W/=750320J=240000J,该汽油机的功率P=W/t=240000J/60s=4000W,柴薪,煤炭,石油,天然气,从哪里获得内能？,燃料燃烧将化学能转化为内能,不同燃料燃烧时，放热本领不同。,燃烧相同质量的不同燃料，放出的热量不同。,科学家的实验结果,不同燃料的放热本领不同,不同燃料，放出的热量与质量的比值不同,1.2107,3.4107,3.9107,一、燃料的热值,1.热值是表示燃料燃烧时放热本领大小的物理量,（符号：q）,2.某种燃料完全燃烧放出的热量与它的质量之比，叫做这种燃料的热值。,3.公式：,热值在数值上等于,1kg某种燃料完全燃烧放出的热量.,4.热值的单位：J/kg,不同的燃料热值一般不同,汽油的热值为q汽油=4.6107J/kg,其物理意义是：,1kg的汽油完全燃烧时放出的热量为4.6107J。,煤气的热值为q煤气=3.9107J/m3,其物理意义是：,1m3的煤气完全燃烧时放出的热量为3.9107J。,5.热值是燃料的一种特性.热值大小只与燃料的种类有关。,（与质量、放出的热量、是否完全燃烧无关）,C,例.对于燃料的热值，下列说法中，属于正确理解的是()A.燃料燃烧时放出的热量越多,其热值越大B.燃料没燃烧时就没有热值C.就某种确定的燃料而言,它的热值是一个确定的值,跟燃料的质量及燃料燃烧放出的热量无关D.容易燃烧的燃料热值一定大,例.如下图所示是A、B两种燃料完全燃烧放出的热量Q与燃料的质量m的关系图，由图可知，A、B两种燃料的热值qA、qB之间的关系是()A.qAqBB.qAqBC.qA=qBD.无法确定,A,大,大,小明某次用火炉烧水时，共消耗了1.5kg的烟煤，这些烟煤完全燃烧放出多少热量？,Q放=2.71071.5（J）,Q放=qm,6.燃料完全燃烧时放出的热量计算公式：,q热值单位：J/kg,m质量单位：kg,（q烟煤=2.7107J/kg）,J/kg,kg,q,m,1kg的烟煤完全燃烧时放出的热量为2.7107J。,例.10吨氢完全燃烧放出多少焦耳的热量？,若用干木柴完全燃烧来获得这些热量,需要多少吨干木柴？,Q放=qm=1.4108J/kg10103kg=1.41012J,q氢=1.4108J/kg；,q木柴=1.2107J/kg,=120t,为什么发射火箭上天要用氢做燃料？,氢的热值大,燃料难以完全燃烧；燃料燃烧放出的热量并没有全部被吸收利用。,提高燃料利用率措施,使燃料充分燃烧。如煤磨成煤粒,加大送风量,加大受热面积，减少烟气带走的热量,例.用煤气灶烧水时,把2kg的水从25加热到75,燃烧了0.03m3的煤气.（设煤气完全燃烧,C水=4.2103J/(kg),q煤气=4.0107J/m3.求:(1)水吸收的热量是多少？(2)煤气灶烧水时的效率是多少？,（1）Q吸=cm(t-t0)=4.2103J/(kg)2kg(75-25)=4.2105J,（2）Q放=qV=4.0107J/m30.03m3=1.2106J,=35%,23,例.小明家新安装了一台容积为0.5m3的太阳能热水器，加满水后，经过4h阳光的照射，水温由原来的20升高到了40。求：在这4h内水吸收了多少热量？若这些热量由效率为20的火炉燃烧焦炭来提供，则需要燃烧多少千克焦炭？（q焦炭3.0107J/kg，C水=4.2103J/(kg),Q吸=cm（t-t0)=4.2103J/(kg)500kg(4020),m=v=1103kg/m30.5m3=500kg,=4.2107J,=7kg,=4.2107J/0.2=2.1108J,例.完全燃烧42g焦炭所放出的热量,若有50%被2kg温度为30的水吸收,则水温可升高多少摄氏度?（C水=4.2103J/(kg)，q焦炭=3107J/kg,此时外界为标准大气压）,Q放=qm=3107J/kg4210-3kg=1.26106J,Q吸=50%Q放=0.51.26106J=6.3105J,=75,t=75+30=105,因为通常情况下水的沸点为100,所以水的温度只能升高到100.故水温可升高100-30=70,燃料的内能,废气内能,散热、克服摩擦损失,有用机械能,燃料的不完全燃烧气缸部件吸热后的热量散失克服摩擦做功而消耗的能量,废气带走的能量（主要原因）,热机中能量损失的原因,26,二、热机的效率：,1、定义：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叫做热机效率。,2、公式,W有,=,W有=Pt,Q放=qm,或W有=FS,3、提高热机效率的途径使燃料充分燃烧；机件间保持良好润滑减小摩擦。利用废气的能量，减少热损失。,汽油机的效率为20%30%,柴油机的效率为30%45%,例.关于热机效率，下列说法正确的是()A热机效率越高，热机做的有用功多B热机效率越高，热机的功率越大C要提高热机效率，就要尽量减少各种能量损失，并且要保证良好的润滑D减少消耗的总能量，可以提高热机效率,C,例一台内燃机运行时各种能量损耗大致为：汽缸散热损失占25，废气带走的能量占30，摩擦等机械损耗占10，则内燃机的热机效率为_。,35%,例.某汽车匀速行驶144km，用时2h，消耗汽油9kg，其发动机功率为23KW.,汽油的热值为4.6107J/kg.,求：（1）该汽车受到牵引力是多大？（2）该汽车发动机的效率是多大？,例如图所示是某四冲程汽油机做功冲程的示意图，活塞的横截面积是35cm2.做功冲程中，燃气对活塞的平均压强是106Pa,活塞运动的距离是60mm，所用的时间是0.015s.求：做功冲程中,燃气对活塞的平均压力多大?做功冲程中,做功的功率为多大?设做功冲程汽油完全燃烧，放出的热量是840J，则该汽油机的效率为多少?,想想议议,减少的机械能到哪里去了？,答：因为小球跟空气和地面摩擦，一部分的机械能转化为内能。,有人曾设想制造一种不需要动力就能源源不断地对外做功的机器，人们把这种机器叫永动机。,这种机器能永远一直工作下去吗？,一种设想中的永动机,讨论,不能。因为它违背了能量守恒定律,1.能量守恒是自然界的基本规律之一，下列属于内能的转移的是（）A用电灯照明B光合作用C用暖水袋取暖D天然气的燃烧,C,电能转化为光能,光能转化为化学能,化学能转化为内能,2.下列说法中正确的是（）A.冬天对着手哈气，手变暖是机械能转化为内能B.用酒精灯给水加热，是机械能转化为内能C.高速行驶的汽车爆胎是很危险的，从能量角度来看，是机械能与内能的相互转化D.滑冰时冰刀与冰之间相互摩擦,出现一道痕迹,是内能转化为机械能,C,内能的转移,化学能转化为内能,机械能转化为内能,4.冰块沿地面滑动，往往会逐渐融化，在这一过程中是能转化为能,但能量的总量_。,3.用锤子敲打钉子时，钉子的温度升高，钉子的内能（填“减少”“不变”或“增加）这是通过方法改变了它的内能。,机械,内,增加,做功,不变,5.电动机通电后电动机带动其他机器运转，一段时间后,电动机的外壳就会变得烫手，则下列关于能的转化和守恒的说法中正确的是（）,A