第十四章内能的利用讲学稿

1、城关中学九年级物理讲学稿 主备：姬莹 班级： 姓名： 第十四章 内能的利用第一节 热机【学习目标】1了解四冲程汽油机的基本工作原理。了解内能的利用在人类发展史上的重要意义。【重点难点】1重点是汽油机的工作原理及能的转化过程。2难点是热机中的能量转化。【预习检测】1柴油机在压缩冲程中，汽缸中的气体温度会升高，这是用_的方法来增加气体内能的。2.汽油机工作的四个冲程中， 冲程是燃气对活塞做功，此过程是将 能转化为 能。3.在汽油机的四个冲程中， 冲程进气门和排气门都关闭，活塞向上运动。在这个过程中把 能转化为 能； 冲程燃气推动活塞向下运动，带动曲轴转动，对外做功，把 能转化为 能。4一台四冲程的

2、汽油机每分钟完成300个冲程，则1 min完成_个工作循环，活塞来回_次，做_次功。【导学过程】一、热机1.内能的利用方式：利用内能来 ；从能的角度看，这是 的过程。除了这种方式外内能还有哪些利用呢？2.观察右图所示（课本17页）的实验，回答: （1）水沸腾后会看到现象是 （2）木塞被顶起，是 对木塞做了功。 （3） 既然能够对木塞做功，说明水蒸气具有能，它具有的是 能。（4）在加热过程中水蒸气内能的变化情况是 。（5）在这个过程中，能量的相互转化情况是 ，上面的装置就是一个简单原始的热机。热机是利用内能来做功的机器，是把利用燃料获得的 能转化为 能的机器，热机的种类很多，如：蒸汽机，内燃机，

3、汽轮机，喷气发动机等。二.汽油机1.汽油机是利用 作燃料来工作的。2.构造： 。3.汽油机的工作过程：（1）冲程：活塞在往复运动中从汽缸的一端运动到另一端。（2）汽油机的每一个工作循环分为四个冲程： 冲程、 冲程、 冲程、 冲程。在这四个阶段，只有 冲程对外做功，其他三个冲程都是辅助冲程，是依靠飞轮的 来完成的。获得动力的冲程是 . （3）吸气冲程靠 吸入燃气。（4） 冲程是内燃机中唯一对外做功的冲程，是把 能转化为 能。（5） 冲程将机械能转化为内能。（6）完成一个工作循环活塞往返 次，曲轴转动 周；飞轮转动 周，活塞对外做功 次。三.柴油机（学生对照汽油机学习）【拓展练习】1.在内燃机工作

4、的过程中，四个冲程中发生内能和机械能相互转化的冲程是（ ）A、吸气冲程和压缩冲程 B、压缩冲程和做功冲程C、做功冲程和排气冲程 D、排气冲程和吸气冲程2.汽油机工作时，气缸内的温度最高的是（ ）A、吸气冲程结束时 B、做功冲程结束时C、压缩冲程结束、火花塞点火的瞬间 D、压缩冲程结束、火花塞点火后的瞬间3.下面对内燃机的有关叙述, 错误的是 ( )A.内燃机是内能转化为机械能的装置 B.内燃机用水冷却，是因为水的比热容大C.它排出的废气无污染，是一种环保型的机器 D.内燃机靠产生的高温高压气体做功4.柴油机在压缩冲程中，气缸内的空气温度、内能和体积的变化情况是（ ）A、温度升高，内能增大，体积

5、减小 B、温度升高，内能增大，体积增大C、温度降低，内能减小，体积减小 D、温度降低，内能减小，体积增大5一台柴油机飞轮的转速为2400 r/min，则每秒做功的次数为（ ）A.10次 B.20次 C.30次 D.40次6汽油机在压缩过程中工作物质被压缩，气缸中的燃料混合物的压强和温度会 （ ）A压强变大，温度降低 B压强变大，温度升高C压强变小，温度升高 D压强变小，温度降低7.下面关于汽油机与柴油机的说法中，不正确的是（ ）A汽油机与柴油机使用的燃料不同B柴油机采用压燃式点火，汽油机采用点燃式点火C柴油机气缸顶部有个喷油嘴，汽油机气缸顶部有个火花塞D柴油机与汽油机除使用的燃料不同外，在构造

6、上完全相同8.关于热机，下列说法是正确的（ ）A、汽油机顶部有喷油嘴，柴油机顶部有火花塞。B、柴油机在吸气冲程中，将柴油和空气的混合气吸入气缸。C、汽油机在做功冲程中，进气门关闭排气门打开。D、汽油机在做功冲程中，是把内能转化为机械能。9图中所示为某汽油机四个冲程的示意图，下列排列顺序正确的是（ ） 【教学后记】第二节 热机的效率【学习目标】1会查燃料的热值表，能根据燃料的热值计算一定质量的燃料完全燃烧所释放的能量。 2. 了解燃料不能被充分利用的原因及提高燃料利用率的方法。3.能说出热机工作时燃料释放的能量的主要流向。对热机效率有初步的认识，能大致说出提高热机效率的途径。【预习检测】1.燃料

7、燃烧时把 能转化为 能。 燃烧相同质量的不同燃料,放出的热量是 同的。 2.我们把 之比，叫做这种燃料的热值。常用符号 来表示。3Q=mq式中Q代表 ，其单位是 ；m代表 ，其单位是 ；q代表 ，其单位是 。4. 热机效率的定义： 之比叫热机的效率。【共同探究】1.燃料的热值(1)阅读教材，讨论22页想想议议。 (2)干木柴的燃烧值是1.2×l07J/kg, 其物理意义是 。(3)热值是物质本身的一种属性。它与物体的质量、形状、体积、位置、温度,吸收或放出热量多少等因素都无关。(5)提高燃料利用率的途径有:让燃料完全燃烧;如把煤磨成煤粉,从而加大与氧气的接触面积,再把空气吹进炉膛.会

8、比煤块燃烧更充分.再有尽量减少热损失. 设法利用废气的能量，是提高燃料利用率的重要措施。(6) 热值是反映燃料优劣的重要指标. 例题：计算4kg柴油完全燃烧释放的热量。2热机效率(1)分析热机燃料燃烧能量走向示意图,引出热机效率的定义。(2) 热机效率的公式： (3) 如何提高热机的效率:a.使燃料 ；b.减少 ；c.保持良好的润滑。(4) 热机效率是热机性能的重要指标.例：一铝壶中装有3kg的水，放在煤气灶上加热，将水从20加热至沸腾(在1标准大气压下)，煤气灶共燃烧了48g煤气，在此过程中：（1）铝壶中的水吸收了多少热量？水的比热c = 4.2×103J/(kg·)（2

9、）完全燃烧48g煤气可以放出多少热量？（煤气的热值q = 4.2×107J/kg）（3）该煤气灶的效率是多少？ 【拓展练习】1.一瓶酒精倒掉一半，剩下的半瓶酒精的质量 、体积 、密度 、内能 、比热容 、热值 、凝固点 、沸点 。（选“变大”或“变小” “不变”）2.在燃料燃烧的过程中，燃料的 能转化为 能。燃料的燃烧是一种 变化。3.完全燃烧0.5 kg木炭，放出 J热量。4.生产中常用水来作为机器的冷却剂，这是因为水的 大；火箭的燃料要用液氢，这是因为液氢的 大。5.氢能源具有来源广、热值高、无污染等优点氢气的热值为14.3×107Jkg，完全燃烧05 kg的氢气可放出

10、 J的热量；若一罐氢气用去了一半，则剩余氢气的热值 (大于等于小于) 14.3×107Jkg6. 9千克无烟煤完全燃烧，将可以放出 热量，这些热量能使 千克15°C的冷水烧开（无烟煤的热值是3.4×107 J/kg）7.下列关于热机和环境保护的说法中正确的是( )A.热机的大量使用会造成环境污染 B.所有的热机都是用汽油作燃料C.汽车排出的尾气，都是有毒气体 D.热机所产生的噪声，可以被热机上的消声器完全消除8.对于燃料的热值, 下列说法中,属于正确理解的是：( )A、燃料的热值跟燃料燃烧时放出的热量成正比；B、燃料的热值跟燃料的质量成正比； C、容易燃烧的燃料热

11、值一定大。D、就某种确定的燃料, 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。9汽油机甲的效率比汽油机乙的效率高，这说明（ ）A甲做的有用功多 B完全燃烧相等的汽油，其内能转化为有用功的能量甲比乙多C甲比乙用的汽油少 D相同的时间内，汽油机甲比乙所用的汽油节约一些10热机的效率高是指 （ ）A热机温度高 B热机功率大C热机在单位时间内消耗燃料少 D燃料燃烧放出能量转化为机械能百分比大11煤炭是一种重要能源，区别优劣煤质最科学的办法是检测下列哪个物理量（ ）A比热容 B密度 C热值 D内能12.汽油的热值是4.6×107 J/ kg,（1）完全燃烧210g汽油能放出

12、多少热量？（2）若这些热量全部被水吸收，可使多少千克的水从20升高到43？13.已知干木柴的热值是1.2×107 J/kg，完全燃烧0.7 kg干木柴能放出多少热量？假设这些热量全部被水吸收，能使多少千克水的温度由20 升高到70 ？已知水的比热容为4.2×103 J/(kg·).【教学后记】第三节 能量的转化和守恒【学习目标】知道能量守恒定律。能举出日常生活中能量守恒的实例。有用能量守恒的观点分析物理现象的意识。【重点难点】重点是能的转化和守恒定律，强调能的转化和守恒定律是自然科学中最基本的定律。难点是应用能的转化和守恒原理计算一些物理习题；运用能的转化和守恒定

13、律对具体的自然现象进行分析，说明能是怎样转化的。【预习检测】1一个物体 ，我们就说这个物体具有了能量。2能量既不会 ，也不会 ,它只会从一种形式 为其地形式，或者从一个物体 另一个物体，而在转化和转移过程中，能量的总量 ，这个规律叫做能量守恒定律。【共同探究】一、认真阅读课本页“能量的转化”部分，回答下面的问题：1小组讨论完成课本“想想做做”中的问题：（1） 来回迅速摩擦双手，会感到手变热，说明机械运动现象和 现象有联系，在这个过程中， 能转化为 能。（2）黑塑料袋内盛水，插入温度计后系好，放在阳光下，一段时间后，温度计的示数会上升，说明光现象和 现象有联系，在这个过程中， 能转化为 能。（3

14、）将连在小电扇上的太阳电池对着阳光，小电扇会转动，说明光现象与电现象、 现象之间有联系。在这个过程中，先是 转化为 能，然后 能转为 能。（4）用钢笔杆在头发或毛衣上摩擦后再靠近细小的纸片，纸片会被吸起，表明钢笔杆带了电，这个实验说明了力现象与 现象有联系，在这个过程中， 能转化为 能。 在一定条件下，各种形式的能都可以相互转化：摩擦生热， 能转化为 能。水电站里水轮机带动发电机发电， 能转化为 能。电动机带动水泵把水送到高处， 能转化为 能。植物吸收太阳光进行光合作用， 能转化为 能。燃料燃烧时发热， 能转化为 能。讨论“想想议议”中的问题：荡秋千时，停止用力，秋千为什么会越摆越低？掉在地上

15、的弹性小球会跳起，但是为什么会越跳越低？分析：荡秋千时，秋千在往复运动时， 能和 能在不断的相互转化，秋千越摆越低，说明秋千的 能在减少，这是因为秋千在运动过程中还要克服摩擦、空气阻力等，这些都需要消耗能量，而这些能量只能从秋千的 能中获得，所以秋千的 能会减少。因此它越摆越低。同样，掉在地上的弹性小球在不断上升、下落的运动过程中， 能和 能在不断的相互转化，小球越跳越低，说明小球的 能在减少，这是因为小球在运动过程中要克服空气阻力消耗能量，而这些能量只能从小球的 能中获得，所以小球的 能会减少，因此它越跳越低。从上面的两个问题我们可以看出：能量不会凭空消灭，也不会凭空产生，一种能量减少了，必

16、然伴随另一种能量增加。2、 阅读课本页“能量守恒定律”部分，理解能量守恒定律的内容。【拓展练习】1从能的转化和守恒的观点来看，用热传递来改变物体的内能，实际上是 的过程，用做功方法来改变物体的内能，实际上是 的过程2我国兴建的长江三峡发电机组，是通过 能转化为电能。我市即将兴建的垃圾焚烧电厂，是将垃圾焚烧后获得的 能最终转化为电能。3当水壶中的水烧开时，壶盖会被顶起，从能量转化的观点看，这是水蒸气的_能转化为壶盖的 能。4下列说法中错误的是（ ）A能的转化和守恒定律只适用于物体内能的变化B只要有能的转化和转移，就一定遵从能量守恒定律C能的转化和守恒定律是人们认识自然和利用自然的有力武器D任何一

17、种形式的能在转化为其他形式的能的过程中，消耗多少某种形式的能量，就能得到多少其他形式的能量，而能的总量是保持不变5深圳商报2004年3月11日报道：近日一种新型太阳能公共卫生间落户北京东郊民巷，该卫生间的能源全部由位于顶部的太阳能电池板提供，它还能将多余的能量储存在蓄电池里。这种能量转化和储存的方式是    (    ) A. 太阳能转化为内能，再转化为电能     B太阳能转化为电能，再转化为化学能 C. 太阳能转化为内能，再转化为化学能 &#

18、160;  D大阳能转化为电能再转化为光能6.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问：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?焦炭的热值g3.0×107J/kg【教学后记】第十四章：内能的利用复习提纲第二节：热机1.内能的利用方式 ： ：实质是 。 ：实质是 。2.热机：定义：热机是利用内能来做功，把 能转化为 能的机器。热机的种类：蒸汽机、内燃机（汽油机和柴油机）、汽轮机、喷气发动机等3.内燃机：内燃机活塞在汽缸内往复运动时，从气缸的一

19、端运动到另一端的过程，叫做一个冲程。四冲程内燃机包括四个冲程： 冲程、 冲程、 冲程、 冲程。在单缸四冲程内燃机中，上述四冲程为一个工作循环，每个工作循环曲轴转 周，活塞上下往复 次，做功 次。在这四个冲程中只有 冲程是燃气对活塞做功，而其它三个冲程是依靠 来完成的。压缩冲程将 能转化为 能。做功冲程是由 能转化为 能。4、汽油机和柴油机的比较： 汽油机的气缸顶部是 ； 柴油机的气缸顶部是 。汽油机吸气冲程吸入气缸的是 ；柴油机吸气冲程吸入气缸的是 。汽油机做功冲程的点火方式是 式；柴油机做功冲程的点火方式是 式。柴油机比汽油机效率高，比较经济，但笨重。汽油机和柴油机在运转之前都要靠外力辅助启

20、动。第二节：热机的效率1、热值燃料燃烧，使燃料的 能转化为 能。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。用符号 表示。单位：固体燃料的热值的单位是 、气体燃料的热值的单位是 。热值是燃料本身的一种特性，只与 有关，与燃料的形态、质量、体积、是否完全燃烧等无关。公式：液体Q mqQ m= q= Q放出的热量焦耳（J）；q热值焦耳每千克（J/kg）；m燃料质量千克（kg）。 气体 Q vq Q V= q= Q放出的热量焦耳（J）；q热值焦耳每立方米（J/m3）；V燃料体积立方米（m3）。物理意义：酒精的热值是3.0×107J/kg，它表示： 。煤气的热值是3.9

21、15;107J/m3，它表示： 。影响燃料有效利用的因素：一是 ，二是 。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）。2.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。热机的效率是热机性能的一个重要标志，与热机的功率无关。公式： = Q总= Q有用= 由于热机在工作过程中总有能量损失，所以热机的效率总 。热机能量损失的主要途径：废气内能、散热损失、机器损失。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。在热机的各种能量

22、损失中， 带走的能量最多，设法利用 的能量，是提高燃料利用率的重要措施。常见热机的效率：蒸汽机 % %、汽油机 % %、柴油机 % % 内燃机的效率比蒸汽机 ，柴油机的效率比汽油机 。第三节 能量的转化和守恒一、能量1概念：一个物体 ，我们就说这个物体具有了能量。如：运动的物体可以推动与其接触的另一个物体一起向前运动，对被推动的物体做功,说明运动的物体具有能量。又如流动的河水、被举高的重物、被压缩的弹簧、高温高压气体都能对外做功。因此都具有能量。2形式：能量有各种不同的形式。运动的物体具有 ；被举高的重物具有 ；发生弹性形变的物体具有 ；由大量粒子构成的系统具有 。另外自然界中还存在化学能、电

23、能、光能、太阳能、风能、潮汐能、原子能等等不同形式的能。不同的能与物体的不同运动形式相对应,如机械能对应 ；内能与大量微观粒子的 相对应。3能量的转化：各种不同形式的能量可以相互转化,当物体的某种形式的能量增加时,一定存在其他物体的能量减少。4功是能量转化的量度不同形式的能量之间的转化是通过做功实现的。做功的过程就是各种形式的 的过程。且做了多少功，就有多少能量发生转化(或转移)，因此，功是能量转化的量度。二、能量守恒定律1内容：能量既不会 ，也不会 ,它只会从一种形式 为其地形式，或者从一个物体 另一个物体，而在转化和转移过程中，能量的总量 ，这个规律叫做能量守恒定律。2.发现能量守恒定律的

24、意义：能量守恒定律的建立，是人类认识自然的一次重大飞跃，是哲学和自然科学长期发展和进步的结果，它是最普遍、最重要、最可靠的自然规律之一，而且是大自然普遍和谐性的一种表现形式。重点说明：该定律是贯穿整个物理学的基本规律之一，是学习物理学的一条主线。在应用中，要分清系统中有多少种形式的能，发生了哪些转化和转移。第十四章 内能的利用 测试题一、选择题(2分×15=30分)1摩托车上的热机工作时提供动力的是   (  )A吸气冲程     B压缩冲程C做功冲程   D排气冲程2我们知道：多数汽油机是由吸

25、气、压缩、做功、排气四个冲程的不断循环来连续工作的关于压缩冲程的作用，下列说法正确的是  （  ）A将废气排出缸外  B完成对外做功 C吸进汽油和空气的混合物   D压缩燃料和空气的混合物3一杯酒精减少一半后，则（  ）A燃烧值和比热都不变 B燃烧值减半、比热不变C燃烧值和比热都减半 D燃烧值不变、比热减半4关于热机，下列说法错误的是  （  ）A热机性能好坏的重要标志之一是热机效率B在四冲程内燃机中减少废气带走的大量热量可以大大提高热机效率C柴油机的效率比汽油机的高，这是因为柴油的热值比汽油的大D在压缩

26、冲程中内燃机将机械能转化为内能5如右图所示是内燃机的能流图，则内燃机的效率可以表示为（ ）A.=(E1+E2+E3+E4)/E×100 B.=(E2/E)×100C.=(E1E3+E4)/E×100 D.=(E1/E)×1006.汽油机在某个冲程中，进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，此冲程是（  ）A.吸气冲程B.压缩冲程 C.做功冲程D.排气冲程7.关于燃料的热值，以下说法中正确的是（ ） A燃料的热值与燃料的种类有关系，与燃料的质量和燃烧状况无关 B燃烧1千克某种燃料放出的热量叫这种燃料的热值 C燃料燃烧时，质量越大，热值越大D燃料不完全

27、燃烧时的热值比完全燃烧时的热值小8.如图所示是四冲程汽油机的一个工作循环示意图，其中属于做功冲程的是（ ）9.关于热机错误的说法是（ ）A.利用内能来做功的机器叫热机 B. 汽油机采用压燃式点火方式 C. 内能转化为机械能的是压缩冲程D.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的效率10.关于燃料的热值，以下说法正确的是（ ）A.燃料的热值与燃料的燃烧情况有关 B.容易燃烧的燃料，热值一定大C.煤的热值比干木柴大，燃烧煤放出的热量一定比燃烧干木柴放出的热量多D.0.5 g汽油和2 kg汽油，它们的热值是一样的11.甲、乙两台汽油机，甲的效率比乙高，则（ ）A.甲每秒钟做的功

28、比乙每秒钟做的功多B. 消耗同样多的汽油，甲做的有用功比乙做的有用功多C. 甲消耗的汽油比乙消耗的汽油少 D.做同样多的有用功，甲消耗的汽油比乙消耗的汽油多12下列关于汽油机和柴油机的主要区别，其中错误的的是（ ）A柴油机的气缸上是喷油嘴，汽油机的顶部有火花塞B在做功冲程中，柴油机的点火方式叫点燃式，汽油机的点火方式叫压燃式C柴油机比汽油机笨重，但效率比汽油机高。D柴油机吸入气缸的只是空气，汽油机吸入气缸的是汽油和空气的混合物13运载火箭采用液态氢做为火箭的燃料，原因是液态氢具有:( )A较大的比热容 B较低的沸点 C较大的热值 D较高的凝固点14一台柴油机飞轮的转速为1200 r/min，则

29、每秒做功的次数为（ ）A.10次 B.20次 C.30次 D.40次15煤炭是一种重要能源。区别煤的优劣最科学的办法是检测下列哪个物理量（ ）A比热容 B密度 C热值 D内能二、填空题(1分×40=40分)1.从能量转化上讲热机是 的机器；在热机里， 之比，叫做热机效率.2._叫做这种燃料的热值.热值的单位是_.3.内燃机的工作过程由_、_、_、_四个冲程组成，内燃机中，将机械能转化为内能的是_冲程，将内能转化为机械能的是_冲程.4.汽油机与柴油机有以下不同点:(1)吸气冲程, 汽油机吸入 , 柴油机吸入 。(2)在压缩冲程中,活塞能把燃料气体混合物的体积或空气的体积压缩得更小, 使

30、气体压强更大, 温度更高, 做功更多,效率更高的是 油机。(3)汽油机和柴油机在构造上相比，汽油机顶部有一个_，柴油机顶部有一个_。(4)点火方式, 柴油机为 汽油机为 。5汽油的热值是4.6×107 J/ kg,完全燃烧210g汽油能放出的热量全部被水吸收，可使46千克的水从70升高到 （标准大气压）。6汽油机的一个工作循环由四个冲程组成，其中在压缩冲程中，气体的温度升高，是通过             方式增加内能的。为了降低汽缸体的温度，汽缸外有一个水箱体，使

31、汽缸被水包围着，这是通过热传递的方式减少汽缸内能的，用水来包围汽缸是因为水的                 。7氢气的热值为143×107Jkg，完全燃烧05 kg的氢气可放出   _J的热量；若一罐氢气用去了一半，则剩余氢气的热值        (变大不变变小)8完全燃烧       kg的焦炭放出的热量能把50kg水的温度升高60不计热量损失9. 总计年输送天然气1.2×1010m3，即年输气质量为_kg若这些天然气完全燃烧放出的热量是_J（管道内天然气密度为6kg/m3，天然气的热值是5×107J/kg）10.下表为几种燃料的热值， 由表可知几种燃料的热值 单位 J/kg焦炭木炭酒精柴油3.0×1073.4×1073.0×1073.3×107（1）完全燃烧5 kg木炭放出的热量是 J.（2）柴油