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思维导图
内能的利用
热机
内燃机
种类: 蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机
工作原理: 化学能　　内能　　机械能
汽油机
压缩冲程—机械能转化为内能
做功冲程—内能转化为机械能
定义: 利用内能做功的机械。
构造: 汽缸、进气门、排气门、火花塞、活塞、连杆、曲轴。
工作过程: 吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。
能量转化:
柴油机
构造: 与汽油机相似，不同的是柴油机顶部没有火花寨，而是一个喷油嘴。
工作过程: 与汽油机相似，不同的是柴油机在吸气冲程只吸人空气;在做功冲程，点火方式是压燃式
特点: 一个工作循环有4个冲程，曲轴转2周，活塞上下往复2次，做功1次
热机
能量的转化与守恒
各种形式的能量
内能、化学能、机械能、电能、光能、核能等。
能量的转化和转移
能量的转化：一种形式的能量转化为另一种形式的能量。
热机效率
能量的转移：同一种能量从一个物体转移到另一个物体。
(或从物体的一部分转移到另一部分)。
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其他物体，在转化和转移的过程中，能量总量保持不变。
燃料的热值
定义:某种燃料完全燃烧放出的热量与质量或体积之比，用符号q表示。
单位:J/kg，J/m3(气体)
公式：
固体Q=mq、气体Q=Vq
特点:热值是燃料本身的一种特性，只与燃料的种类有关，与燃料的状态质量、体积、是否完全燃烧等无关。
热机效率
定义：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。
公式：
提高热机效率的方法
第十四章 内能的利用
内能的利用（复习课 ）
学习目标
1.通过复习回顾基础知识，对内能的利用形成知识网络。
2.通过达标训练提高对汽油机工作原理、热值、热机效率、能量的转化和守恒定律的理解，提高学生应用物理知识解决问题能力。
学习任务一 能量的转化与守恒
活动一：基础回顾
1.能量既不会___________,也不会__________,它只会从一种形式________为其他形式,或者从一个物体________到其他物体,而在_____和_____的过程中,能量的总量_________.
2.能量的转化和转移是有一定的_____的.
凭空消灭
凭空产生
转化
转移
转化
转移
保持不变
方向
学习任务一 能量的转化与守恒
活动二：典型例题分析
1. 市面上出售一种装有太阳能电扇的帽子（如图所示）。在阳光的照射下，小电扇快速转动，该装置的能量转化情况是（　　）
A．太阳能→ 电能 →机械能
B．太阳能 →机械能 →电能
C．电能 →太阳能 →机械能
D．机械能 →太阳能 →电能
A
学习任务一 能量的转化与守恒
2.某路灯照明系统的太阳能电池白天将太阳能转化为电能，对蓄电池充电，晚上蓄电池对路灯供电，对下图方框中能量形式判断正确的是（　　）
A．甲是“电能” B．乙是“太阳能”
C．丙是“电能” D．丁是“机械能”
C
学习任务一 能量的转化与守恒
3.人类文明，一脉相传。从远古的水磨，到今天的水电站，都是人类对水能的合理开发与利用。如图所示，图甲是远古的水磨，流水冲击水轮，水轮转动，去汲水、碾谷、磨面；图乙是今天的水电站，流水冲击水轮，带动发电机发电。下列说法不正确的是（　　）
B
A．水轮是人类把水能转化成水轮动能的装置
B．流水冲击水轮，带动发电机发电，减少的水能等于发电机产生的电能
C．右图中的拦河大坝，起到了提高水重力势能的效果
D．流水通过水轮后，其机械能减小
学习任务一 能量的转化与守恒
4. 小明阅读了某汽车发动机的说明书后，制作了内燃机的能量流向图，汽油热值为4.6×107J/kg。
（1）发动机在做功冲程把 _____能转化为 ______能；
（2）为了确保发动机正常工作，可用水对其冷却，因为 ______；
（3）完全燃烧0.5kg的汽油释放 ______J的能量；
（4）该内燃机的效率为 ______。
内
机械
水的比热容大
2.3×107
30%
学习任务一 能量的转化与守恒
5. 如图所示是一组太阳能电池板，太阳能电池板将太阳能转化为 _____能；能量在转化和转移的过程中，总量 _____（选填“变大”“变小”或“不变”）；永动机是不存在的，因为它违背了 __________定律。
能量守恒
电
不变
学习任务二 热机
1.热机是利用_____做功的机械.
2.内燃机的分类：_____________.
3.汽油机工作时一个工作循环包括_____、______、 _____、______四个冲程，活塞往复运动__次，曲轴转动__周，对外做功__次.
4.有两个冲程发生了能量转化分别是_____冲程，将_________转化______；_____冲程，将_____转化______；
内能
1
压缩
机械能
内能
做功
内能
机械能
汽油机和柴油机
做功 排气
2
2
吸气
压缩
活动一：基础回顾
学习任务二 热机
5.汽油机与柴油机的主要区别
种类 项目 汽油机 柴油机
构造不同 气缸顶部有_______ 气缸顶部有_______
燃料不同 _____ _____
吸气冲程 吸入的是_____和 空气的混合物 吸入的是_____
点火方式
火花塞
喷油嘴
汽油
柴油
汽油
空气
压燃式
点燃式
学习任务二 热机
活动二：典型例题分析
1. 下列交通或运输工具中，动力设备不是热机的是（　　）
A.
B.
C.
D.
远洋货轮
C919飞机
载重汽车
木帆船
D
学习任务二 热机
2. “鸣笛水壶”的特点是当水烧开的时候，就会发出好听的鸣笛声，提醒人们水烧开了。你知道鸣笛水壶为什么会发出笛音吗？“鸣笛水壶”鸣笛的奥秘就在壶盖上。在壶盖的内侧，装有一个圆片，上面有几片簧片（类似于口琴中的簧片），利用水烧开时产生大量高压的水蒸气冲击簧片，使簧片振动发声。内燃机四个冲程中与之原理相似的是（　　）
A．吸气冲程 B．压缩冲程
C．做功冲程 D．排气冲程
C
3. 图甲与图乙是四冲程汽油机一个工作循环中两个冲程，下列判断正确的是（　　）
A．甲图为做功冲程，其能量转化情况与图丙中压活塞引燃硝化棉过程相同
B．乙图为压缩冲程，其能量转化情况是机械能转化为内能
C．甲图为压缩冲程，其能量转化情况与图丁
中向瓶内打气最终瓶塞弹起的过程相同
D．乙图为做功冲程，其能量转化情况是内能
转化为机械能
学习任务二 热机
B
3. 光发动机可用于卫星的能源补充，原理如图，密闭气室中N2O4在光照下会分解，使气室气压增大，推动活塞右移，无光条件下发生逆反应，控制光照即可实现活塞往复运动。活塞右移过程相当于汽油机的（　　）
A．吸气冲程　 B．压缩冲程
C．做功冲程 　　　D．排气冲程
学习任务二 热机
C
学习任务二 热机
4. 热机是利用______做功的机械，如图是某台汽油机的剖面图，它表示的是______冲程，已知该汽油机飞轮的转速为2400r/min，在1min内，汽油机完成______个冲程，对外做功______次。
内能
做功
4800
1200
学习任务二 热机
5.某单缸四冲程汽油机的汽缸活塞横截面积为5×10-3m2，一个冲程活塞在汽缸中移动的距离是50mm，满负荷工作时做功冲程中燃气的平均压强为8×105pa，飞轮1min内转动1800r。若汽油机满负荷工作（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。
学习任务三 热机效率
1.燃料的燃烧此过程中_____能转化为___能.
2.热值定义：________________________________________。
单位符号：______(固体、液体)，_______(气体)
注意：热值是燃料的一种_____,大小与___________有关。
3.天然气的热值 q=7.5×107J/m3，
物理意义:________________________________________。
4.热机的效率定义:________________________________________.
________________ 计算公式为______________。
化学
内
J/Kg
某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比
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
1m3的天然气完全燃烧放出7.5×107J热量
物质种类
特性
J/m3
η＝×100%
活动一：基础回顾
学习任务三 热机效率
活动二：典型例题分析
1. 小明同学探究了“不同物质吸热升温的现象”，同时又探究了“不同燃料燃烧的放热能力”，他设计了两组实验装置如图所示：
（1）你认为研究不同燃料燃烧的放热能力应选用_____ （选填“甲”或“乙”）组器材；
（2）观察甲、乙两图，除了图中相同的器材，还要用到的相同器材是天平；
（3）秒表是用在甲组实验中。甲组实验是通过________________来反映物质吸收热量的多少，乙组是通过________________________________来反映燃料放出热量的多少；
（4）购买一盒薯片，设计实验估测薯片的热值，
应选用上述____（选填“甲”或“乙”）组来进行测
量，然后将实验结果与包装盒上注明的薯片的热
值进行比较，结果是______（选填“偏大”或“偏小”）
原因是
_____________________________________________。
乙
加热时间的多少
乙
水温升高的度数或水温的变化
偏小
薯片没有完全燃烧且薯片燃烧后有一部分热量散失
学习任务三 热机效率
酒精 3.0×107J/kg 液氢 1.4×108J/kg
焦炭 3.0×107J/kg 煤气 3.9×107J/m3
汽油 4.6×107J/kg 沼气 1.9×107J/m3
2．表格中列出了某些物质的热值，下列判断正确的是（　　）
A．火箭利用液氢做燃料，是因为它的热值较大
B．液态物质的热值比气态的大
C．2kg焦炭的热值是1kg焦炭的两倍
D．所有燃料的热值都是不相等的
A
学习任务三 热机效率
3.关于热机的效率，下列说法中正确的是( )
A.热机做的有用功越多，效率一定越高
B.热机消耗的燃料越少，效率一定越高
C.热机做一定的有用功，消耗的燃料越少，效率一定越高
D.热机做功越快，效率一定越高
C
学习任务三 热机效率
4.为全面推进“乡村振兴”工程，加快农业农村绿色发展，丰润区部分农村地区已经使用上了煤气烧水煮饭，将2kg的水由20℃加热至100°℃，水吸收的热量是 __________J。若此过程的热效率为40%，则消耗煤气________m3。[水的密度为1.0×103kg/m3，水的比热容为4.2×103J/（kg ℃），煤气热值为4.0×107J/m3]
6.72×105
0.042

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