浙教版级上册第3章能量的转化与守恒第5节物体的内能课件

第5节

物体的内能

浙教版九年级上教材解析【核心概念】4.能的转化与能量守恒【学习内容与要求】4.1能的形式、转移与转化⑦举例说明化学能

与内能的转化，认识燃料的热值，说明生物能量的来源和转化。⑧以汽油机为例，了解热机的工作原理，知道内能的利用在人类社会发展史上的重要意义。创设情境热机在人类生活中发挥着重要的作用。许多现代交通运输工具靠它来提供动力。热机的应用和发展推动了社会的快速发展，使人类步入工业化时代。探究实践热机的能量是如何转化的？水蒸气对橡皮塞做功，将内能转化为机械能。探究实践热机有多种类型。喷气发动机蒸汽机内燃机燃气轮机不同种类的热机有不同的结构，但热机有个共同特点：通过做功把内能转化为机械能。热机是指各种利用内能做功的机械。探究实践汽车是我们最熟悉的交通工具之一。在汽车上用的动力装置绝大多数属于内燃机。内燃机就是燃料在机器气缸内燃烧的热机。以汽油为燃料的内燃机叫做汽油机。4只汽缸8只汽缸以柴油为燃料的内燃机叫做柴油机。1只汽缸探究实践汽油机构造工作时，曲轴转动，活塞往复上下移动，进气门和排气门往复开闭。①②③④⑤⑥⑦曲轴活塞进气门气缸火花塞排气门连杆探究实践汽油机的工作原理探究实践大多数汽油机由吸气、压缩、做功、排气四个冲程循环往复。（1）吸气冲程进气门打开，排气门关闭，活塞从上向下运动，汽油和空气的混合物吸入汽缸。汽油和空气（2）压缩冲程

进气门和排气门都关闭，活塞从下向上运动，压缩已吸入的燃料混合物，这就是压缩冲程。活塞从汽缸的一端运动到汽缸的另一端的过程为一个冲程。探究实践（3）做功冲程燃料猛烈燃烧，产生高温高压燃气。推动活塞向下运动，通过连杆带动曲轴转动，对外做功。（4）排气冲程进气门关闭，排气门打开，活塞从下向上运动，把废气排出汽缸。燃烧后的废气探究实践汽油在汽油机的汽缸内燃烧，生成高温高压的燃气。推动活塞做功，把内能转化为机械能。活塞在汽缸内往复运动，用连杆带动曲轴转动。四个冲程，一次循环，曲轴两周，一次做功。吸气冲程压缩冲程做功冲程排气冲程汽油机的工作原理探究实践思考与讨论

1．在四个冲程中，哪些冲程发生了能量的转化？2．哪个冲程使汽车获得动力？3．哪个冲程排出了汽车的尾气？压缩冲程:做功冲程:机械能转化为内能；内能转化为机械能。做功冲程排气冲程4.热机有哪些优点和缺点？利：热机的广泛使用，极大改变了人类的生活和工作方式。弊：机使用过程都要排出废气，严重污染了空气，影响着人类和动植物的生存。压缩气体做功1.下图是改变物体的内能的两个实验，分别相当于汽油机的什么冲程？气体对外做功压缩冲程做功冲程2.在重复“压缩气体做功”实验之前，需在拔出活塞后将厚玻璃筒甩几下。“甩几下”又相当于汽油机的什么冲程？排气冲程思考与讨论探究实践用来做有用功的那部分能量，与燃料完全燃烧放出的能量之比，叫做热机的效率。在内燃机中燃料是否能够完全燃烧？燃料燃烧释放的能量是否都对外做功？无用的机械能有用机械能燃气内能损失的内能η=W有用Q放燃料在气缸内燃烧时的热效率高一些；燃料在气缸内燃烧与气缸外燃烧，谁的热效率高？探究实践汽车的能耗输出功率蒸发损失发动机损失散热器损失排气管热损1千克汽油在汽缸内完全燃烧时放出的能量，约只有25%用于做功；用于做功的25%的能量30%发动机的水箱循环和空调工作17%消耗在传动装置53%驱动车轮推动汽车前进整辆汽车的总效率约为13%探究实践提高热机效率，减少能源消耗，是人类不懈的追求。

蒸汽机的效率只有6%~15%

汽油机的效率为20%~30%柴油机的效率为30%~45%空气喷气发动机的效率可达50-60%火箭喷气发动机的效率可以达到85%以上燃气轮机的效率可以达到40%左右探究实践喷气发动机也是一种内燃机，燃料在燃烧室中燃烧，燃气向后高速喷出，从而获得向前的动力。喷气发动机有空气喷气发动机和火箭喷气发动机两种。空气喷气发动机火箭喷气发动机两者的共同点：燃料在燃烧室中燃烧，是内燃机；高温高压的燃气对外做功，产生动力。探究实践柴薪煤炭石油天然气从哪里获得内能？燃料燃烧释放热量的过程，就是将贮存在燃料中的化学能转化为内能的过程。探究实践由于燃料的成分不同，相同质量的不同燃料燃烧时放出的热量不同。我们用热值这个概念来表示燃料放出热量的本领。1kg的干木材完全燃烧放出的热量约为1.2×107焦1kg的无烟煤完全燃烧放出的热量约为3.4×107焦不同燃料的放热本领不相同1千克某种燃料完全燃烧时放出的热量，叫做这种燃料的热值。国际单位：焦/千克；符号：J/kg。气体燃料的单位：焦/立方米；符号：J/m3。探究实践燃料热值燃料

热值燃料热值干木柴（约）1.2×107木炭3.4×107汽油4.6×107烟煤（约）2.9×107酒精3.0×107煤气（焦/米3）3.9×107无烟煤（约）3.4×107柴油3.3×107天然气（焦/米3）（7.1~8.8×107焦炭3.0×107煤油4.6×107氢1.4×108你从热值表中可以获取哪些信息？不同燃料，热值一般不同。热值是燃料的一种特性。表中燃料，氢气的热值最大火箭使用氢作燃料探究实践燃料燃烧放热计算公式

Q放=qm单位时间内所完成的功叫功率功率=功时间P=Wt单位体积内含物质的质量叫密度密度=质量体积ρ=mV1千克某种燃料完全燃烧时放出的热量叫热值热值=热量质量q=Q放m与功率、密度等类比，可由定义得到计算公式：

Q放=qV探究实践在实际利用燃料中，燃料很难完全燃烧，而且放出的内能不能被完全利用，有效利用的只是其中一部分。燃料利用效率图煤炉烧水（1）改善燃烧的条件，使燃料尽可能充分燃烧。（2）尽可能减少各种热量损失。提高燃料燃烧的利用率：课堂小结提高热机效率化学能→内能热机利用内能做功内燃机吸气冲程压缩冲程做功冲程排气冲程其它热机热值1千克某种燃料完全燃烧时放出的热量提高燃料燃烧的利用率Q放=qm迁移应用1.依靠飞轮惯性完成的冲程是

，内能转化为机械能的冲程是

，机械能转化为内能的冲程是

。BCDADBCAD迁移应用2.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．燃料没燃烧时就没有热值C