第18课时 内能的利用 能源与可持续发展

第18课时内能的利用能源与可持续发展考点聚焦考点聚焦归类示例归类示例第18课时┃内能的利用能源与可持续发展考点聚焦归类示例考点聚焦考点1

热机定义利用内能做功的机械原理

应用蒸汽机、内燃机、喷气发动机等认识“内燃机”定义燃料直接在发动机________内燃烧产生动力的热机叫内燃机分类__________和__________柴油机

汽缸汽油机第18课时┃内能的利用能源与可持续发展考点聚焦归类示例汽油机工作过程图工作过程(四冲程)每一个工作循环分为四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程，此过程中曲轴和飞轮转动2周，活塞往复2次，对外做功1次

吸气、压缩和排气冲程是依靠飞轮的________来完成的，________冲程是唯一对外做功的冲程做功冲程中是将________转化为__________；压缩冲程中是将__________转化为________内能惯性做功内能机械能机械能第18课时┃内能的利用能源与可持续发展考点聚焦归类示例说明汽油机和柴油机在构造上有所不同，汽油机顶部有火花塞，而柴油机顶部有喷油嘴，另外二者在工作过程中也略有不同考点2

热机的效率定义某种燃料________燃烧放出的热量与其质量之比，叫做这种燃料的热值单位________(符号：J/kg)；焦每立方米(符号：J/m3)公式

Q＝mq(q为热值)；Q＝Vq完全焦每千克第18课时┃内能的利用能源与可持续发展考点聚焦归类示例物理意义

酒精的热值是3.0×107J/kg，表示：________酒精完全燃烧放出的热量是3.0×107J煤气的热值是3.9×107J/m3，表示：________煤气完全燃烧放出的热量是3.9×107J[点拨]热值反映的是某种物质的燃烧特性，同时反映出不同燃料燃烧过程中化学能转化成内能的本领大小，只与燃料的种类有关，与燃料的形态、质量、体积、是否完全燃烧等均无关。

1m31kg第18课时┃内能的利用能源与可持续发展考点聚焦归类示例2．热机的效率[说明]

热机的效率总小于1，主要是由于燃料不能完全燃烧、废气带走一部分热量、克服摩擦做功、热传递损失能量等，没有将全部能量都利用起来。[拓展]人们获得热量的四种方式及其热效率的计算方法：能量

有用功摩擦燃烧热量损失润滑第18课时┃内能的利用能源与可持续发展考点聚焦归类示例考点3

能量的转化和守恒项目概念举例转化能量由一种形式转变为另一种形式电灯发光：电能转化为光能和内能第18课时┃内能的利用能源与可持续发展考点聚焦归类示例转移能量不经过变化直接由一个物体转移到另一个物体碰撞时，动能从一个物体转移到另一个物体上能量守恒定律内容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其他物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变说明

①能量的转化和转移都是有方向性的；

②能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一第18课时┃内能的利用能源与可持续发展考点聚焦归类示例考点4

能源的利用1．核能

定义原子核中质子、中子依靠强大的________紧密地结合在一起，一旦使原子核分裂或聚合，就可能释放出惊人的能量，这就是核能获得方式核________和核________应用聚变

核力裂变第18课时┃内能的利用能源与可持续发展考点聚焦归类示例原子弹与核反应堆原子弹对裂变的链式反应不加控制，在极短的时间内就会释放出巨大的核能，发生猛烈爆炸核反应堆控制链式反应的速度，使核能慢慢地平稳地释放出来，便于和平利用核能。能够缓慢、平稳地释放核能的装置，叫做核反应堆

2.太阳能

来源氢原子核在超高温下发生聚变，释放出巨大的核能优点太阳是巨大的“核能火炉”，人类能源的宝库；太阳能取之不尽、用之不竭；环保、无污染第18课时┃内能的利用能源与可持续发展考点聚焦归类示例缺点较分散，受环境影响较大，转换效率低利用方式说明化石能源、生物质能都间接来源于太阳能第18课时┃内能的利用能源与可持续发展考点聚焦归类示例考点5

能源与可持续发展1．能源的分类分类标准类型定义实例来源一次能源可以直接从自然界获得的能源风能、太阳能、核能、化石能源等二次能源

通过消耗一次能源才能得到的能源电能、汽油、酒精等可否再生可再生能源可以在自然界里______________的能源

水能、风能、太阳能、生物质能等

不可再生能源不能在短期内从自然界_________的能源

化石能源、核能等

得到补充

源源不断地得到第18课时┃内能的利用能源与可持续发展考点聚焦归类示例2.能源革命

第一次能源革命：____________的出现，导致了以________作为主要能源时代的到来。第二次能源革命：__________的发明使人类的主要能源由柴薪向____________转化。第三次能源革命：20世纪40年代，物理学家发明了可以控制核能释放的装置——____________，拉开了以________为代表的第三次能源革命的序幕。

3．理想能源必须具备的几个条件(1)必须足够丰富，可以保证长期使用。(2)必须足够便宜，可以保证多数人用得起。(3)相关技术必须成熟，可以保证大规模使用。(4)必须足够安全、清洁，可以保证不会严重影响环境。

核能

钻木取火柴薪蒸汽机化石能源核反应堆第18课时┃内能的利用能源与可持续发展考点聚焦归类示例归类示例类型一热机例1：关于热机，下列说法正确的是()A．随着科学技术的发展，热机的效率可以达到100%B．四冲程汽油机在工作过程中，进气门和排气门同时关闭的冲程是做功冲程和压缩冲程C．柴油机上安装一个笨重的飞轮，是为了提高它的效率D．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点评

本题全面考查了对于热机的理解，涉及热机效率与热机的工作过程，强化综合能力的培养。

B

第18课时┃内能的利用能源与可持续发展考点聚焦归类示例

因为废气要带走一部分能量，克服摩擦做功要消耗能量，所以热机的效率永远小于1，故A错误；柴油机上安装一个笨重的飞轮，是为了利用飞轮的惯性来完成吸气、压缩和排气冲程，故C错误；柴油机的效率比汽油机的高，说明柴油机的能量利用率高，与燃料的热值无关，故D错误。

类型二热值与效率例2：为了比较酒精和碎纸片的热值，如图18－1所示，两相同规格的烧杯中装有质量相等的水，取质量________(选填“相等”或“不相等”)的酒精和碎纸片分别放入两个燃烧皿中，点燃它们分别给烧杯加热，直到酒精和碎纸片完全燃烧，通过比较_________________，从而确定酒精和碎纸片的热值大小关系。

温度计的示数变化

相等第18课时┃内能的利用能源与可持续发展考点聚焦归类示例图18－1

比较酒精和碎纸片的热值，其实质是为了比较相同质量的酒精和碎纸片完全燃烧放出热量的多少，放热多的热值大，而放热的多少可通过等量的同种物质升高的温度来体现，升温多的说明吸热多，故这种作为热源的物质的热值大。

第18课时┃内能的利用能源与可持续发展考点聚焦归类示例例3:

[2013·盐城]用煤气灶把2kg、初温为30℃的水加热到80℃，消耗了20g煤气，已知水的比热容是4.2×103J/(kg·℃)，煤气的热值为4.2×107J/kg，则水吸收的热量为__________J，煤气完全燃烧放出的热量为__________J，煤气灶烧水的效率为________%。50

4.2×1058.4×105分析题意知，利用煤气加热生活用水，水吸收的热量根据Q吸＝cmΔt计算，是有效利用的能量；煤气燃烧放出的热量根据Q放＝qm计算，是总能量，故煤气灶烧水的效率可根据公式计算。

第18课时┃内能的利用能源与可持续发展考点聚焦归类示例点评

能量的转化和转移是日常生活中常见的现象，能量在转化和转移的过程中，能的总量是保持不变的，只是能的存在形式或载体发生了变化。

类型三能量的转化和守恒A．①②B．②③C．③④D．①③例4：根据能量守恒定律，下列四幅图中仅发生能量转移的一组是()

D

第18课时┃内能的利用能源与可持续发展考点聚焦归类示例①试管内的冷水放入热水中变热是内能的转移；②煤气炉将冷水烧热是煤气的化学能转化为水的内能；③一球上升一球下降，不考虑摩擦则没有能量的损失，只是两个球之间机械能的转移；④小灯泡通电发光是电能转化为光能和内能。故仅发生能量转移的一组是①③。

类型四核能与太阳能例5：核电站利用核能发电，它的核心设备是核反应堆。下列说法错误的是()A．目前核电站都是通过聚变反应利用核能的B．核反应堆中的链式反应是可以控制的C．原子核分裂或聚合时释放出核能D．核能是一种不可再生能源

A

第18课时┃内能的利用能源与可持续发展考点聚焦归类示例例6：为了响应“节能减排”的号召，小周家买了一台容积为100L的太阳能热水器。请你与小周一起对太阳能热水器进行研究与计算。

(1)太阳能是____________(选填“可再生”或“不可再生”)能源。太阳的巨大能量来自于太阳内部的________反应。核能属于新能源，但在短时间内不可再生；获得核能的方式有两种：核裂变和核聚变，人类对于核能的利用主要是核电站和原子弹、氢弹；核电站是利用可控核裂变获得能量，而原子弹是利用不可控核裂变获得能量，氢弹则是利用不加控制的核聚变来获得能量，故错误选项为A。

聚变

可再生第18课时┃内能的利用能源与可持续发展考点聚焦归类示例(2)小周早晨把太阳能热水器加满水，温度传感器显示水温为18℃，下午放学时看到显示的水温为78℃，则太阳能热水器中的水吸收了多少热量？与使用电热水器相比，相当于节约了多少度电？[不计电热水器的热量损失，c水＝4.2×103J/(kg·℃)](3)该热水器的说明书中介绍，真空管热水器可以把90%的太阳能转化为水的内能，真有这么高的效率吗？小周查阅资料知道，他们所在地区单位受光面积上接收太阳能的功率为P，小周还需要测量哪些物理量，并运用本题计算出的热量Q，就可估测出这台热水器的光热转化效率？写出效率η的表达式。(用代表物理量的字母表示，不需要计算具体数据)

第18课时┃内能的利用能源与可持续发展考点聚焦归类示例答案

类型五能源与可持续发展例7：[2013·天津]开发和利用可再生能源是解决能源危机的有效途径。下列属于可再生能源的是()A．石油B．天然气C．煤炭D．太阳能D

第18课时┃内能的利用能源与