第十四章内能的利用

1、内能的利用,第十四章复习,知识点1：热机,1、热机是把内能转化为机械能的机器。 （蒸汽机、汽轮机、喷气发动机等）,2、内燃机：,是燃料在汽缸内燃烧的机器，它分为汽油机和柴油机。,3、冲程：活塞在汽缸内,从汽缸的一端 运动到汽缸的另一端。,4、内燃机的工作过程：（四个冲程）,在试管内装些水，用橡皮塞塞住，加热使水沸腾，会看到什么现象？,推动塞子的能量来自哪里？,塞子被冲出！,1、热机,燃料的化学能,水蒸气的内能,塞子运动的机械能,热机,燃料的化学能,内能,机械能,热机是把内能转化为机械能的机器。,能量转化：,汽油机的构造,火花塞,气缸,进气门,活塞,连杆,排气门,曲轴,主体是气缸，它的顶部有进气

2、门和排气门，顶部有火花塞，下部有活塞，它通过连杆与 曲轴 相连，它的移动通过连杆带动曲轴转动。,汽油机工作原理,吸气冲程,压缩冲程,做功冲程,排气冲程,燃料在汽缸中燃烧时，将存储的化学能转变为高温高压的燃气（蒸汽）的内能，又通过燃气（蒸汽）推动活塞做功，由内能转变为机械能。,吸入的是：汽油与空气的混合物,机械能转化为内能,内能转化为机械能,火花塞,1一个工作循环中，那些冲程，发生了怎样的能量转化？ 压缩冲程: 机械能转化为内能。 做功冲程：内能转化为机械能 2一个工作循环中，经历四个冲程,能量转化两次，飞轮转动两周，做功一次 3四个冲程中，只有做功冲程对外做功，其余三个冲程靠飞轮惯性完成。,汽

3、油机和柴油机的异同表,练习：,1、单缸四冲程汽油机工作时，依靠飞轮的惯性来完成的冲程是（ ） A、吸气冲程和压缩冲程 B、吸气冲程和排气冲程 C、压缩冲程、做功冲程和排气冲程 D、吸气冲程、压缩冲程和排气冲程,D,知识点2：燃料的热值,1、定义：1kg某种燃料完全燃烧放出的能量， 叫做这种燃料的热值。,2、符号：q,3、单位：J/kg,4、放出热量的计算公式：,Q放=mq,注意：热值是燃料本身的一种特性，它只是与 燃料的种类有关，与燃料的形态、质量、体积、 是否完全燃烧均没有关系,Q放=Vq,练习：,1、关于燃料的热值，下列说法中正确的是（ ） A燃料的热值越大，燃烧时达到的温度就越高 B燃料

4、的热值越大，燃烧时放出的热量就越多 C燃料燃烧越充分，则燃料的热值 就越大 D燃料的热值与燃料的质量以及燃烧情况无关,D,2、完全燃烧3kg某种液体燃料放出了1.8X108J 的热量,则完全燃烧5kg这种燃料,放出的热量是 多少?倒掉一半这种燃料后,它的热值是多少?,=3X108J,=6X107J/kg,Q放=mq,=5kgX6X107J/Kg,q=Q放/m,1.8X108J,=,3kg,解：,由Q放=mq得,倒掉一半这种燃料后,它的热值仍是6X107J/kg,3、甲、乙两种燃料完全燃烧时，甲放出的 热量较多，那么（ ） A、甲燃料的热值一定大于乙燃料的热值 B、甲燃料的质量一定大于乙燃料的质

5、量 C、甲燃料的质量和热值都比乙燃料的大 D、甲燃料的热值可能比乙燃料的热值小,D,知识点3：热机效率,1、热机能量的损失：,燃料未能完全燃烧； 废气带走很大一部分能量； 一部分能量消耗在散热上； 克服摩擦做功。,2、热机效率,（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,（2）公式：,3、提高热机效率的主要途径：,（1）使燃料尽量燃烧； （2）尽量减少各种热损失； （3）采用先进的技术； （4）减小因克服摩擦阻力而额外消耗的功。,练习：,1、一台单缸四冲程柴油机，每分钟消耗柴油200g，用来做有用功的能量为2.6X106J,求这台柴油机的效率多大?(q= 3.3X10

6、7J/kg),=39.4%,=6.6X106J,Q放=mq,=200X10-3kgX3.3X107J/kg,=,2.6X106J,6.6X106J,解：,知识点4:能量守恒定律,1、能的转化和转移：,不同形式的能量可以相互转化，能的形式 发生了变化。,能的转移，是同种形式的能量发生转移,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。,本章练习,180 g水和80 g冰，温度都升高10物态不发生改变，则水吸收的热量是_J，冰吸收的热量_J c冰2.1103J/(kg),336,

7、168,2质量一定的某种物质，它的温度变化越大，则吸收或放出的热量就_；当它吸收的热量为原来的1/2时，升高的温度为原来的_。,越多,1/2,3一太阳能热水器中的水吸收了8.4106J的热量后，水温从20升高到40。已知水的比热容是4.2103 J/(kg)，则 (1)太阳能热水器中水的质量为_kg； (2)如果要产生上述热量，需完全燃烧某种燃料0.7 kg，则这种燃料的热值是_J/kg。,100,1.2X107,4甲、乙两物体由同种物质组成，体积之比为V甲V乙21，吸收的热量之比为Q甲Q乙21，则甲、乙两物体升高的温度之比为_(设甲、乙均匀实心物体）。,1:1,5单缸四冲程内燃机有_机和_机

8、，它的一个工作循环由_、_、_、_四个冲程组成；一个工作循环中，活塞要来回_次，曲轴要转动_周。,汽油,柴油,吸气,压缩,做功,排气,两,两,6在内燃机工作的四个冲程中，只有_冲程燃气对外做功，完成_能转化为_能,做功,机械,内,7在热传递过程中，被传递的是 A质量 B温度 C比热容 D内能,D,8甲、乙两物体的体积相同，甲的密度是乙的3倍，乙的比热容是甲1/3的，若它们吸收了相同的热量，则它们升高的温度之比为 A19 B31 C91 D11,A,9若比热容不同的物体同时放入冰箱，下列说法正确的是 A比热容大的物体放出的热量多 B温度高的物体放出的热量多 C质量大的物体放出的热量多 D无法确定

9、谁放出的热量多,D,10如图15-1所示，用两个完全相同的电加热器给水和煤油加热相同时间，在此过程中，水和煤油升高的温度相同，由此可以判定 A水的体积小于煤油的体积 B水的体积大于煤油的体积 C水的质量大于煤油的质量 D水的质量等于煤油的质量,A,11某单缸四冲程汽油机的转速是600 R/min,则下列说法正确的是 A1 min内燃机对外做了600次功 B1 s内完成了10个工作循环 C燃气做一次功的时间间隔是0.2 s D1 s内活塞共来回20次,C,12小明家的太阳能热水器内装有1000kg、25的水经过一天照射后，温度升高到75，假设用煤烧水，水吸收的热量占煤完全燃烧放出的热量的30%，

10、煤的热值是3.5107J/kg问：（1）热水器中的水升温吸收的热量为多少？（2）如果用煤烧水，那么需要多少千克的煤？,解：,（1）Q吸=cm(t - t0),=4.2103J/（kg . ）1000kg(75 - 25),=2.1108J,（2）Q放= Q吸/30%,=7108J,=20kg,m=Q放/q,7X108J,3.5107J/kg,=,13.某中学为学生供应开水，用锅炉将200kg的水从25加热到100，燃烧了6kg的无烟煤。 （无烟煤的热值是3.4107J/kg）求： （1）锅炉内的水吸收的热量是多少? （2）无烟煤完全燃烧放出的热量是多少? （3）此锅炉的效率是多少?,（1）Q吸

11、=cm(t - t0),=4.2103J/（kg . ）200kg(100 - 25),解：,=6.3106J,（2） Q放=mq,=6kg3.4106J/kg,=2.04107J,（3）=,=,6.3106J,2.04107J,=31%,一.选择题 1、下列现象属于分子运动的是（ ） A.黄沙漫天 B.花香四溢 C.尘土飞扬 D.大雪纷飞,测试题,B,2.木炭的热值是3.4107J/kg，完全燃 烧600g的木炭放出的热量是（ ） A.2.04107J B. 2.04107 J/kg C. 2.04108J D. 2.04106J/kg,A,3.把一瓶柴油倒去一半，则剩下的柴油 （ ） A.

12、 比热容和热值均变为原来的一半 B比热容变为原来的一半，热值不变 C热值变为原来的一半，比热容不变 D比热容和热值均不变,D,4. 下列过程中，将内能转化为机械能的是（ ） A.汽油机的压缩冲程 B.水蒸气顶起水壶盖的过程 C.小孩沿滑梯下滑的过程 D.流星在大气层中穿行的过程,B,5. 用酒精灯给试管加热，如图所示，试管口软木塞冲出的过程中，下列说法正确的是（ ） A水蒸气对软木塞做功，水蒸气内能增大 B水蒸气的内能转化为软木塞的机械能 C能量的转化与热机压缩冲程能量转化相同 D试管口的“白气”是水蒸气汽化形成的,B,6. 两台柴油机，甲的效率是40，乙的效率是35，这表明（ ） A甲柴油机

13、的功率大于乙柴油机的功率 B. 甲柴油机的功大于乙柴油机做的功 C在相同的时间里，甲柴油机的耗油量多一些 D在消耗等质量的柴油时，甲做的有用功多一些,D,7. 关于能量的转化和转移，下列说法不正确的是（ ） A.植物进行光合作用是光能转化为内能 B.热传递是高温物体将内能转移到低温物体 C.发电机发电是机械能转化为电能 D.电池充电是电能转化为化学能,A,8. 如图为汽油机工作时各冲程的示意图，其中表示压缩冲程的是（ ）,C,9. 下列交通工具中，不是利用热机提供动力的是（ ） A汽车 B. 轮船 C电动自行车 D. 飞机,C,10. 在学习了内能及能量的转化和守恒后，同学们交流了以下想法，你

14、认为其中不正确的是（ ） A做功可以改变物体的内能 B热传递改变物体内能是不同形式的能量的相互转化 C在一定条件下各种形式的能量都可以相互转化 D能量在转移和转化的过程中总会有损耗，但能量的总量总保持不变,B,11. “神舟”载人飞船完成各项任务在返回的过程中，返回舱进入大气层将通过一段黑障区，这段时间飞船将“烧成”一个大火球，如图,而飞船内的宇航员和设备则安然无恙，下列说法正确的是（ ） A.飞船“燃烧”是由于高速运动的飞船与大气层摩擦内能转化为机械能 B.飞船“燃烧”是由于高速运动的飞船与大气层摩擦机械能转化为内能 C.飞船“燃烧”是航天员为了消除太空细菌采取的高温消毒措施 D.飞船外壳上

15、的烧蚀层先熔化后汽化，从而放出了大量的热保护了飞船,B,12. 点火爆炸实验中，电子式火花发生器点燃盒中酒精蒸气，产生的燃气将塑料盒盖喷出很远此过程的能量转化方式类似于汽油机的（ ） A吸气冲程 B压缩冲程 C做功冲程 D排气冲程,C,二.填空题 13.一台单缸四冲程柴油机，飞轮转速为3600转/分，该柴油机在1s钟活塞完成 个冲程，曲轴转动周，对外做功 次。若其效率为40%，消耗5kg的柴油转化成的机械能是 J。(q柴油=4.3107J/kg),120,30,4.3107,14. 科学家发明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

16、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。,降低,减小,效率,排气,15. 现代社会中汽车是一种重要的交通工具，很多汽车使用的发动机是四冲程汽油机，在它工作的过程中，_冲程将内能转化为机械能，将机械能转化为内能的是 冲程。,做功,压缩,16.汽油机和柴油机在构造上的主要区别是：汽油机有 ，而柴油机有 。,火花塞,喷油嘴,17.如下图所示，在试管中装些水，用橡皮塞塞住，加热使水沸腾后，水蒸气把橡皮塞冲出的过程中是 能