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(共39张PPT)
模块三 热学
第五单元 内能、内能的利用
第2节 内能的利用
一阶 立足教材过基础
知识点1 能量的转化与守恒
1.能量的转化：在一定条件下，各种形式的能量是可以相互①______的。
转化
2.能量守恒定律：能量既不会凭空消失，也不会凭空产生，它只会从一种
形式②______为其他形式，或者从一个物体③______到其他物体，而在转
化和转移的过程中，能量的总量④__________。
转化
转移
保持不变
知识点2 热机
1.热机的定义：利用内能做功的机械叫作热机。
2.内燃机：燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机。最常见的是汽
油机和柴油机。
3.工作原理：燃料的化学能内能 机械能。
4.四冲程汽油机的工作原理
工作冲程 吸气冲程 ⑤______冲程 ⑥______冲程 排气冲程
示意图
进气门 打开 关闭 关闭 关闭
排气门 关闭 关闭 关闭 打开
活塞运动 方向 向下 ⑦______ ⑧______ 向上
压缩
做功
向上
向下
工作冲程 吸气冲程 ⑤______冲程 ⑥______冲程 排气冲程
能的转化 / ⑨______能转化为 ⑩____能 ____能转化为 ______能 /
说明 （1）一个工作循环中，活塞往复运动两次，飞轮转动两周， 对外做功一次 （2）四个冲程中，除做功冲程对外做功，其余三个冲程都是 依靠飞轮的 ______完成 压缩
做功
机械
内
内
机械
惯性
续表
知识点3 热机的效率
1.燃料的热值
（1）定义：燃料完全燃烧放出的 ______与其 ______之比;用字母
___表示。
（2）单位： _____或 。
热量
质量
（3）性质：热值是燃料的一种特性，只与燃料的种类有关，与燃料的质
量、是否完全燃烧、形状、体积等均无关。
（4）公式:. _____；（适用于固体和液体，的单位是 ）
. ____。（适用于气体，的单位是 ）
2.热机效率
（1）定义：热机用来做 ________的这部分能量与燃料 __________放
出的能量之比。
（2）公式： 。
（3）提高热机效率的措施:.尽可能地使燃料充分燃烧； .在设计和制造
过程中不断改进热机，减少各种热量的损失； .机件间保持良好的润滑，
减小摩擦消耗； .设法利用废气中的能量。
有用功
完全燃烧
3.其他热效率相关计算
（1）火烧水效率：
（2）太阳能热水器效率：
（3）电烧水效率：
二阶 追本溯源练考点
考点1 对热机及四冲程的理解
第1题图
1.随着社会的发展，汽车越来越多，汽车尾气带走的能量不能自
动汇集回来转化成燃料的化学能，这反映了能量的转化具有
________。如图所示，此时四冲程汽油机处于______冲程，此冲
程中气缸内气体的内能______（选填“增大”“减小”或“不变”）。
方向性
压缩
增大
2.如图，是我国古代的取火器模型图，把推杆迅速推入牛角套筒时，套筒
内空气被压缩，空气的内能______（选填“增大”或“减小”）。随后，推杆
前端的艾绒立刻燃烧起来，推杆又被推动到原来的位置，此过程与内燃机
工作的______冲程相似。
增大
做功
第2题图
考点2 热机的效率
第3题图
3.氢能是新能源利用的新潮流，加快氢能产业发展成为
实现“碳达峰、碳中和”的重要举措。如图是某品牌氢能
自行车，一次性充满氢气，能匀速骑行 ，
氢能自行车与骑行者总质量为 ，骑行时受到的阻力
为总重的0.1倍。 氢气完全燃烧产生的热量是
__________ ，氢气的利用效率是______。（氢气热值为
，取 ）
4.（改编自RJ九年级P37习题）一辆质量为 的汽车在水平路面上匀速
行驶时，所受阻力为车重的0.06倍，汽车行驶 克服阻力做的功为
____________；汽油的热值为，行驶消耗了 的汽
油，那么该汽车的热机效率为______。
一阶 基础巩固分点练
命题点1 能量的转化（10年5考）
1.2025年1月7日，我国将实践二十五号卫星发射升空，卫星顺利进入预定
轨道，发射任务获得圆满成功。该卫星主要用于卫星燃料补加与延寿服务
技术验证。燃料燃烧推进卫星运动，主要发生的能量转化是( )
A
A. 化学能 内能 机械能 B. 电能 光能 化学能
C. 核能 内能 动能 D. 太阳能 电能 热能
2.（2025石家庄一模）如图是坐落在敦煌的、亚洲最大的熔盐塔式光热发
电站，排列在沙漠戈壁上的定日镜有12 000余面，每一面定日镜都可以自
动调整角度，它们将不同时刻的太阳光______（选填“反射”“折射”或“直线
传播”）到中间的集热塔顶；塔内的熔盐因为太阳光的照射而吸热升温，
这一过程将太阳能转化为熔盐的______。
反射
内能
第2题图
3.（2021河北27题3分）太阳能是________（选填“可再生”或“不可再生”）
能源，直接利用太阳能可有效地减少碳排放。如图所示是一辆低碳化未来
汽车，车顶部装有高效光电转换器，它可将______________能转化为电能；
车轮的轮毂其实是风力发电机，可以把捕捉到的风能转化为____能。
可再生
光（或太阳）
电
第3题图
4.（2025山东）2025年1月，中国“人造太阳”——全超导托卡马克核聚变实
验装置实现1亿摄氏度高温下1 066秒的稳态运行。在核聚变过程中核能转
化为内能，但内能却不能自发地转化为核能。说明能量的转化具有______
性；在能量转化和转移的过程中，能量的总量保持______。
方向
不变
5.新教材新增（2025广州改编）如图所示的“风光互补”路灯，其太阳能电
池板和风力发电机产生的电能，输送至蓄电池储存起来，供路灯照明使用。
工作时，风力发电机将______________能转化成电能，太阳能电池板将
______能转化成电能，风能和太阳能是________（选填“可再生”或“不可
再生”）的______（选填“一次”或“二次”）能源。
风（或机械）
太阳
可再生
一次
第5题图
命题点2 对热机的理解（10年4考）
6.（2025甘肃）用打气筒打气时，气筒壁会发热，这主要是因为活塞对筒
内气体______（选填“做功”或“热传递”），使筒内气体内能增大，温度升
高，此过程中的能量转化与四冲程汽油机______冲程的能量转化相同。
做功
压缩
7.（跨学科实践素材）如图，物理兴趣小组制作了一个简易汽轮机装置。
在易拉罐中装入适量的水，用酒精灯加热，水沸腾后从管口喷出蒸汽使风
车转动。简易汽轮机工作过程中( )
B
第7题图
A. 酒精燃烧将内能转化为化学能
B. 水的内能增加的方式是热传递
C. 蒸汽被喷出后内能保持不变
D. 蒸汽的内能全部转化为风车的机械能
8.家用燃油汽车的发动机主要是汽油机，下列说法正确的是( )
B
A. 汽油机的效率能达到
B. 汽油机燃烧汽油会造成环境污染
C. 汽油机的一个工作循环中，对外做功4次
D. 汽油机在吸气冲程中只吸入汽油
9.涡轴9“玉龙”是我国完全自主研发的航空涡轴发动机，其大致工作过程是：
空气通过进气道进入压气机，被压气机压缩后进入燃烧室与燃料混合，燃
料在燃烧室燃烧后，产生的高温高压气体推动涡轮转动，从而输出动力。
该发动机工作过程中的相关说法正确的是( )
A
A. 燃烧室中燃料燃烧越充分，发动机效率越高
B. 燃料和压缩空气混合后，燃料的热值增大
C. 压气机压缩空气，空气的内能减小
D. 高温高压气体推动涡轮转动时，将机械能转化为内能
命题点3 热值的理解及相关计算（10年4考）
10.下列关于燃料的热值说法正确的是( )
D
A. 燃料燃烧越充分，其热值越大
B. 燃料的热值越小，完全燃烧放出的热量越少
C. 一瓶酒精用去三分之一，剩余酒精的热值将减小
D. 焦炭的热值是，完全燃烧焦炭能放出 的热量
11.释放化学能的过程不断地发生在人体内，食物也是一种“燃料”，营养成
分在人体细胞里与氧结合，提供细胞组织所需的能量。一袋饼干的营养成
分表上标有“ ”，该标识的含义与以下物理量的含义类似的是
( )
B
A. 热量 B. 热值 C. 比热容 D. 内能
12.（2025湖南改编）2025年2月11日，长征八号甲运载火箭成功发射。该
火箭的芯二级以液氢为燃料，这主要是因为液氢的______大，它燃烧过程
中将______能转化为内能。
热值
化学
13.小明在家中挑战做油条，他用天然气将油加热至沸腾，将醒好的面拉成
条形放入油锅中，变成金黄色即可食用。炸油条的过程是通过________的
方式来改变油条的内能的；若炸完油条发现用掉 的天然气，此过
程中天然气完全燃烧放出的热量是________。
热传递
命题点4 热机及热效率相关计算（2024.26,2019.28）
14.（热平衡计算）小阳在家使用天然气灶为家人煮面条，他将初温为
、质量为 的水加热至沸腾（一个标准大气压下），该过程中水吸
收的热量是____________，水吸收的热量相当于完全燃烧
天然气放出的热量，则天然气的热值为________ 。
15.（2025河北样卷15题2分）某太阳能热水器装有、 的水，阳
光照射一天后，水温升高到 ，这是通过________的方式改变了水的内
能。若这些能量由干木柴燃烧提供，则至少需要完全燃烧____ 的干木柴。
水的比热容为，干木柴的热值为 。
热传递
2.1
16.（2025绥化）用烟煤烧水时，将的水从加热到 ，燃
烧了的烟煤，烟煤的热值为 ，则水吸收的热量是
____________ ，烧水的热效率是____。
17.（2025邢台一模）如图所示为便携式燃气炉，采用丁烷气体作为燃料。
一罐丁烷燃气的净含量（罐内可以燃烧的丁烷气体的质量）为 。露
营时水壶中装入初温为的水，加热至 水沸腾，一罐丁烷燃气
刚好烧开了6壶水。水的比热容为 ，丁烷的热值为
，则烧开一壶水需要吸收的热量为____________ ，烧水过
程中热效率约为________。（百分数保留到一位小数）
第17题图
18.（热机效率）氢能源车的发动机工作时将液态氢转化为氢气在气缸中燃
烧。某次测试中，一辆氢能源车以的功率匀速行驶 ，消耗了
燃料，汽车发动机做的功为____________ ，该发动机的效率为______。
（氢的热值为 ）
19.（电烧水）在对家用电器的使用调查活动中，小聪让家中电热水器单
独工作，他发现家中“”的电能表的转盘转动了 ，
这段时间内电热水器中的水温度升高了 ，则水吸收的热量为
____________ ；该电热水器的加热效率为______。
二阶 情境·模型提升练
20.（压缩空气储能）压缩空气储能项目工作原理如图。在用电低谷时段利
用电网多余电能驱动压缩机压缩空气，使空气______（填能量形式）增大；
在用电高峰时段高压空气被释放，膨胀对外______，使膨胀机转动，将内
能转化为________，带动发电机产生电能输送至电网。
内能
做功
机械能
第20题图
21.（太阳能烧水）太阳能热水器是直接利用太阳能给水加热的装置，一个
热水器装水量，吸热板面积 ，太阳辐射功率是
（指平均每小时投射到吸热板上每平方米面积的太阳能），若此太阳能热
水器的效率为 ，让太阳照射的时间5小时，水温将升高____；如果水
吸收的热量由天然气来提供，需完全燃烧____ 的天然气。
， ，不考虑热量损失］
50
0.4
22.（风力发电）随着新能源政策的引导及风力发电、并网等技术的发展，
我国风力发电开发走在了世界前列，装机容量居全球第一。某地有一风力
发电站，其中一台风力发电机内提供的电能约为 ，1年内提
供的电能约为。若该风力发电机 内提供的电能全部转化为内
能，并有被水吸收，可以使常温下的水升高____ ；若该风力
发电机1年内提供的电能改由火力发电机来提供，且火力发电机工作时煤
炭燃烧产生的热量约转化为电能，则需要完全燃烧________ 煤炭。
［水的比热容，煤炭的热值约
30
23.为了探究“天然气灶”和“煤炉 ”烧水热效率的高低，某实验小组开始
了如下实验，首先用天然气灶将质量为、初温为 的水加热到
，灶的热效率为，则消耗的总能量为____________ ；接着用煤
炉将相同质量、相同初温的水加热到，发现需要完全燃烧 煤。
已知， ，则用___（选填“”
或“ ”）烧水更高效。
A

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