内能的利用课件

第十四章内能的利用

第1节热机

利用内能做功的机械：热机。

热机的分类：蒸汽机，内燃机，汽轮机，喷气发动机等。

汽油机的工作过程一个循环中做功一次，飞轮旋转两周。

柴油机柴油机与汽油机的区别：〔1〕吸气时只吸入空气，柴油在做功冲程中经喷油嘴喷入。〔2〕不需要打火，空气压缩程度高，温度较高，遇到柴油即可燃烧。〔3〕柴油机效率更高，但内部压强更大，需要更牢固的机械结构。

柴油机体积较大，噪声与污染也更大，多用于坦克，拖拉机，大型卡车等。

扩展：石油危机

中考真题练习

1.内燃机的四个冲程中，将内能转化为机械能的冲程是〔〕A.做功冲程B.压缩冲程C.吸气冲程D.排气冲程2.在吸气过程中，其汽油机吸入气缸的是：〔〕A.纯洁的柴油B.汽油与空气的混合物C.纯洁的汽油D.只有空气3.关于四冲程汽油机的工作过程有以下几种说法：①在做功冲程中，是机械能转化为内能；②在做功冲程中，是内能转化为机械能；③只有做功冲程是燃气对外做功；④汽油机在一个工作循环中，只有一个冲程发生能量变化。以上说法中正确的选项是[]A.只有②③B.只有①③C.只有②④D.只有②③④4.某摩托车的效率为34％，某汽车的效率为29％，这说明了[]A.摩托车比汽车的功率大B.摩托车比汽车做的有用功多C.使用摩托车比使用汽车做功多D.燃烧相同的燃料，摩托车将内能转化为机械能比汽车多5.如下图，有关这个小蒸汽轮机的说法不正确的选项是〔〕A．烧瓶内的水通过热传递的方式增加了水的内能B．酒精燃烧将内能转化为化学能C．蒸气的内能转化为轮子的机械能D．内能的一个重要应用是可以用来做功6.汽油机的压缩冲程中，气缸内汽油和空气混合物的压强〔〕，温度〔〕。7.目前我国研发出一款新型空气动力汽车，它利用压缩空气膨胀推动活塞做功提供动力，这种车在开动时将空气的能转化为能，这种车与汽油机相比优点是(说出一点)．8.一台单缸四冲程汽油机的飞轮转速是1200r/min,那么汽油机每秒钟内完成_____个冲程,做功____次.某研究小组为测量垂直于太阳光的面积为1m2外表上，每秒钟接受到的太阳能，用自制太阳能热水器做实验。〔2〕电风扇工作时，消耗的电能和获得的机械能相等吗？损失的机械能去了哪里？永动机不可能制成效率：蒸汽机<汽油机<柴油机2×103J/〔kg•℃〕，q煤气=4.用打气筒给轮胎打气，打气筒发热，是机械能转化为内能太阳能热水器是把太阳能转化为内能的设备之一．某品牌太阳能热水器每小时平均接收4.2×107J/kg．求：

〔1〕0.0×107J/

m3〕4t，每个轮子跟地面的接触面积为400cm2这辆校车在某段平直公路上匀速行驶8km用时10min，消耗柴油2L，受到的阻力是1.汽油机的压缩冲程中，气缸内汽油和空气混合物的压强〔〕，温度〔〕。排气过程中，废气温度_______，内能______。85×103Kg/m3，取g=10N/Kg〕用燃气灶烧水，燃烧0.(4)假设改用煤气来加热这些水，需要完全燃烧多少千克煤气？〔煤气的热值q=4.9.如图:试管内水蒸气将塞子推出的过程，水蒸气的能转化为塞子的机械能．四冲程汽油机工作过程中的冲程与上述能量转化过程相同．10.中学生参加一次长跑，身体消耗的能量大约为6.6×106J，这些能量相当于完全燃烧0.55kg的干木柴才能得到，那么干木柴的热值为．11.如下图，是世界上早期的蒸汽机汽车模型，燃料燃烧使水温升高，水的能增加，再转化为汽车的能，使汽车前进。12.某单缸四冲程汽油机的气缸活塞面积为30cm2，一个冲程活塞在气缸中移动的距离是50mm，满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为9.0×105Pa,飞轮1min转动1800周，当汽油机满负荷工作时〔不计摩擦〕，求：〔1〕做功冲程中燃气对活塞的平均压力〔2〕一个做功冲程中燃气对活塞做的功〔3〕汽油机的功率13.如下图是内燃机的四个冲程，其中属于压缩冲程的是〔〕

0×107J/

m3〕排气过程中，废气温度_______，内能______。2×103J/〔kg?℃〕〔1〕充分燃烧燃料：改进发动机，使空气和汽油能够更充分的混合，使燃烧更充分。〔2〕充分利用能量：二次利用带走能量最多的废气，可以用来供暖。〔1〕某单缸汽油发动机气缸的活塞面积是120cm2，做功冲程中活塞移动的距离是30cm，气体的平均压强是5×105Pa。目前我国研发出一款新型空气动力汽车，它利用压缩空气膨胀推动活塞做功提供动力，这种车在开动时将空气的能转化为能，这种车与汽油机相比优点是(说出一点)．第2节热机的效率〔1〕请计算学校每天烧开水所需要的热量时多少？排气过程中，废气温度_______，内能______。木块的机械能全部转化为内能2×106J的太阳能，在5小时的有效照射时间内，将热水器中质量为100kg、初温为20℃的水温度升高到40℃．求：〔1〕水在10h内吸收的热量；陨石进入大气层成为流星时，是内能转化为机械能第2节热机的效率14.以下四冲程汽油机的工作示意图，按吸气、压缩、做功、排气顺序排列正确的选项是A．甲乙丙丁

B．甲丙乙丁

C．甲丁乙丙

D．甲丙丁乙

第2节热机的效率燃料的热值：燃料完全燃烧放出的热量与之质量之比，叫做热值。数值上等于单位质量的燃料完全燃烧时放出来的能量。单位是J/kg，对某些气体燃料定义为J/m3〔标准状态下〕燃烧过程中化学能转化为内能。

热机的效率机械系统的机械效率：有用功/外界做的功×100%热机效率的定义：有用功/燃料完全燃烧的能量×100%

实际热机的效率和提升效率的方法

效率：蒸汽机<汽油机<柴油机提高效率的方法：〔1〕充分燃烧燃料：改进发动机，使空气和汽油能够更充分的混合，使燃烧更充分。〔2〕充分利用能量：二次利用带走能量最多的废气，可以用来供暖。

中考真题演练1.航天工业中的火箭常用液态氢作为燃料，这是因为与其他气体燃料相比较，液态氢具有〔〕的优点：A.较小的质量B.较小的密度C.较大的比热容D.较大的热值

2.完全燃烧140g焦炭〔焦炭的热值为3.0×107J/kg〕能放出多少焦的热量？假设这些热量的30%被水吸收，那么能使常温下30kg的水温度升高多少℃？[水的比热容为4.2×103J/〔kg?℃〕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到达煤气的数十倍，这说明“可燃冰〞的很大．假设以10倍的关系粗略计算，1kg“可燃冰〞完全燃烧放出的热量可以使kg的水升高40℃．〔c水=4.2×103J/〔kg•℃〕，q煤气=4.2×l07J/kg〕．4.科学家创造了一款单缸六冲程内燃机，它每一个工作循环的前四个冲程与单缸四冲程内燃机相同，在第四冲程结束后，立即向汽缸内喷水，水在高温汽缸内迅速汽化成高温、高压水蒸汽，推动活塞再次做功，水蒸汽温度_________〔选填“升高〞、“降低〞或“不变〞〕，其内能__________〔选填“增大〞、“减小〞或“不变〞〕，这样燃烧同样多的燃料获得了更多的机械能，提高了热机的__________。为进入下一个工作循环，这款内燃机的第六冲程是__________冲程。5.铝的比热容为0.88×103J/〔kg•℃〕．质量为2.1kg、初温为70℃的铝温度降低到20℃，放出的热量为多少？这些热量供水吸收。可使质量为0.44kg的水温度从80℃升高到多少℃？〔在一标准大气压下〕6.用燃气灶烧水，燃烧0.5kg的煤气，使50kg的水从20℃升高到70℃．水的比热容为4.2×103J/〔kg•℃〕，煤气的热值为4.2×107J/kg．求：

〔1〕0.5kg煤气完全燃烧放出的热量．

〔2〕水吸收的热量．

〔3〕燃气灶烧水的效率．7.某学校每天需要将1000kg、20℃的水烧开供师生饮用。〔1〕请计算学校每天烧开水所需要的热量时多少？〔2〕如果煤气的热值为3.9×107J/m3，燃烧煤气放出的热量只有60%被水吸收，学校每天烧水需要多少m3的煤气？〔结果保存一位小数〕8.一辆汽车的发动机输出功率为69kw，当它以90km/h的速度匀速行驶45km时共消耗汽油9kg，求这辆汽车发动机的效率为多大？(汽油的热值是4.6×107J/kg)9.某物理兴趣小组为了探究地球外表水吸收太阳能的本领，做了如下实验：用一水盆装600ml的水，水的外表积为0.01m2，经过太阳光垂直照射15min，水温升高5℃。问：

〔1〕实验时600ml水在15min内吸收了多少热量？

〔2〕假设用燃烧液化气加热的方式使同质量的水升高相同的温度，至少需要燃烧多少m3的液化气？

〔假设液化气燃烧放出的热量有60%被水吸收，液化气的热值是5.0×107J/

m3〕10.太阳能热水器是把太阳能转化为内能的设备之一．某品牌太阳能热水器每小时平均接收4.2×106J的太阳能，在5小时的有效照射时间内，将热水器中质量为100kg、初温为20℃的水温度升高到40℃．求：(1)热水器中的水吸收的热量Q；[水的比热容C=4.2×103J/(kg．℃)](2)热水器5小时内接收到的太阳能E；(3)热水器的效率η；(4)假设改用煤气来加热这些水，需要完全燃烧多少千克煤气？〔煤气的热值q=4.2×107J/kg，假设煤气燃烧放出的热量全部被水吸收〕11.太阳能热水器是直接利用太阳能给水加热的装置，下表是小明家的太阳能热水器某天在阳光照射下的相关信息求：〔1〕水在10h内吸收的热量；〔2〕如果水吸收的热量用天然气来提供，需要完全燃烧多少m3的天然气；〔天然气的热值为8.4×107J/m3，天然气完全燃烧放出的热量全部给水吸收〕〔3〕该太阳能热水器的能量转化效率．第3节能量的转化和守恒(1)热水器中的水吸收的热量Q；一台单缸四冲程汽油机的飞轮转速是1200r/min,那么汽油机每秒钟内完成_____个冲程,做功____次.一辆汽车的发动机输出功率为69kw，当它以90km/h的速度匀速行驶45km时共消耗汽油9kg，求这辆汽车发动机的效率为多大？(汽油的热值是4.2×103J/(kg．℃)]3×107J/Kg，柴油的密度0.有用功/外界做的功×100%某研究小组为测量垂直于太阳光的面积为1m2外表上，每秒钟接受到的太阳能，用自制太阳能热水器做实验。0×107J/kg〕能放出多少焦的热量？假设这些热量的30%被水吸收，那么能使常温下30kg的水温度升高多少℃？[水的比热容为4.6×107J／kg，每次做功耗油0.2×107J/kg．求：

〔1〕0.2×106J的太阳能，在5小时的有效照射时间内，将热水器中质量为100kg、初温为20℃的水温度升高到40℃．求：3×107J/Kg，柴油的密度0.木块的机械能全部转化为内能1kg、初温为70℃的铝温度降低到20℃，放出的热量为多少？这些热量供水吸收。12.为了保障学生人身平安，目前已有一大批校车投入使用，如图为实验中学专用校车，其总质量为6.4t，每个轮子跟地面的接触面积为400cm2这辆校车在某段平直公路上匀速行驶8km用时10min，消耗柴油2L，受到的阻力是1.8×103N，〔柴油热值3.3×107J/Kg，柴油的密度0.85×103Kg/m3，取g=10N/Kg〕求：〔1〕这段路程内发动机做功的功率．〔2〕这段路程内消耗的柴油完全燃烧放出的热量；〔3〕校车对地面的压强．13.现代生活中最重要的交通运输工具—汽车，与我们的生活走得越来越近了。〔1〕某单缸汽油发动机气缸的活塞面积是120cm2，做功冲程中活塞移动的距离是30cm，气体的平均压强是5×105Pa。汽油的热值是4.6×107J／kg，每次做功耗油0.2g，气体一次膨胀对活塞做的功是______J；假设每次做功过程中汽油的90％完全燃烧，每次汽油燃烧放出的热量是_______J；排气过程中，废气温度_______，内能______。〔2〕汽油机的效率很低，主要原因之一是________带走了大量的能量。14.某同学学习了燃料的热值后，自己设计了一个实验来探究煤油和菜籽油的热值大小关系。他实验时组装了如下图的两套规格完全相同的装置，并每隔1分钟记录了杯中水的温度〔见表〕。〔1〕为保证实验结论的可靠，实验时应控制两套装置中相同的量有和等。〔2〕通过表中记录本的数据，你认为煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是。〔3〕该同学实验前用天平测出了烧杯中水的质量及两油灯中燃料的质量，并记录的数据、利用公式Q吸＝cm〔t-t0〕计算出了水吸收的热量，他认为通过这些数据能准确地计算出煤油和菜籽油的热值。你认为他的计算结果可靠吗？这是由于？。

第3节能量的转化和守恒能量的转化

能量转化的例子：摩擦生热，外力压缩气体，压缩气体膨胀做功，太阳能热水器的运行，热机的运行等。各种形式的能量可以经不同过程互相转化，初中阶段涉及的能量形式：动能与势能〔机械能〕，内能，化学能，电能，光能等。

能量守恒定律定律内容：能量只能转化形式，转移所在的物体，总量不会变化。

永动机不可能制成

思考如下情形：〔1〕一杯热水放在桌子上逐渐冷却，其损失的内能去了哪里？〔2〕电风扇工作时，消耗的电能和获得的机械能相等吗？损失的机械能去了哪里？〔3〕人运动时身体发热说明了什么？〔2〕电风扇工作时，消耗的电能和获得的机械能相等吗？损失的机械能去了哪里？某单缸四冲程汽油机的气缸活塞面积为30cm2，一个冲程活塞在气缸中移动的距离是50mm，满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为9.能量的转化效率：蒸汽机<汽油机<柴油机2×103J/(kg．℃)]以下四冲程汽油机的工作示意图，按吸气、压缩、做功、排气顺序排列正确的选项是某研究小组为测量垂直于太阳光的面积为1m2外表上，每秒钟接受到的太阳能，用自制太阳能热水器做实验。0×107J/

m3〕用打气筒给轮胎打气，打气筒发热，是机械能转化为内能一台单缸四冲程汽油机的飞轮转速是1200r/min,那么汽油机每秒钟内完成_____个冲程,做功____次.木块的机械能全部转化为内能以下能量的转化中，属于机械能转化为内能的是〔〕〔3〕人运动时身体发热说明了什么？中考真题练习(2)热水器5小时内接收到的太阳能E；

中考真题练习1.以下情景中，关于能量转化的说法正确的选项是〔〕A．钻木取火的过程中，内能转化为机械能B．电动机在通电转动过程中，机械能转化为电能C．电磁感应现象中，电能转化为机械能D．汽油机工作过程中，化学能转化为机械能2.以下能量转化的实例中，将内能转化为机械能的是[]A.太阳能电池发电B.水蒸气把壶盖顶起C.电灯发光D.弹弓将石头弹出3.以下能量的转化中，属于机械能转化为内能的是〔〕A.点燃爆竹，爆竹腾空而起B.