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浙教版 九年级上
第5节 物体的内能
（第3课时）
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以汽油计为例，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
　　热蒸汽为我们提供了强大的推力，把人们从繁重的体力劳作中解放出来。
蒸汽机带来一场革命！第一次工业革命！
蒸汽机的能量如何转化的？
蒸汽机的遗憾——体积太庞大
　　用什么来代替高温高压的水蒸气呢？那样，锅炉就可以不要啦！
想一想
创设情境
探究实践
蒸汽机、内燃机、燃气轮机、喷气发动机。
热 机
1.什么是热机
是将燃料的化学能→内能→
机械能的机器。
2.热机类型
3.热机作用
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。
4.内燃机——汽油机构造
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。
内燃机剖面图
奥迪R8的发动机
4只汽缸
8只汽缸
探究实践
1.构造
一、汽油机　
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。　
①
②
③
④
⑤
⑥
⑦
曲轴
活塞
进气门
气缸
火花塞
排气门
连杆
探究实践
2.工作原理
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。
一个冲程：
活塞从汽缸的一端运动到汽缸的另一端的过程。
探究实践
汽油机的工作原理
探究实践
作业布置
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。
（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
请说出汽油机工作过程中冲程名称。
吸气冲程
压缩冲程
做功冲程
排气冲程
探究实践
　　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。
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都到哪里去了？
无用的机械能
有用机械能
燃气内能
损失的内能
二、热机的效率
η=
W有用
Q放
探究实践
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%
提高热机效率，减少能源消耗，是人类不懈的追求。
1 千克汽油在汽缸内完全燃烧时放出的能量，大约只有 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
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？　
燃料燃烧时能量如何转化？
燃料燃烧时化学能→内能
探究实践
　　不同燃料的放热本领相同吗？怎么比较它们谁的放热本领强呢？
　　我们用热值这个概念来表示燃料放出热量的本领。
三、燃料的热值　
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
1千克的氢气完全燃烧释放的热量为
5千克氢气完全燃烧时可以放出多少热量？
5千克氢气完全燃烧释放的热量为
1.4×108焦
1.4×108焦×5
燃料燃烧放热计算公式 Q放=qm
热值
质量
Q放=qV
探究实践
四、燃料燃烧利用效率
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。
（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。
探究实践
课堂反思
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
3.燃料在气缸内燃烧与气缸外燃烧，谁的热效率高？
燃料在气缸内燃烧时的热效率高一些；
　　1.依靠飞轮惯性完成的冲程是 。
B C D
A
D
B
C
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．就某种确定的燃料而言，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
D．容易燃烧的燃料热值一定大
C
迁移应用
3.已知干木柴的热值是1.2×107 J/kg，完全燃烧3 kg干木柴能放出多少热量？ 被水吸收使40千克水的温度由20 ℃升高到70 ℃,效率为多少
=23.3%
干木柴放出的热量：Q放=m1q=3kg×1.2×107J/kg=3.6×107J；
水吸收的热量：Q吸=cm2△t
=4.2×103J/(kg·℃)×40kg×50℃
=8.4×106J
η=
Q吸
Q放
迁移应用
板书设计
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
第5节 物体的内能（第3课时）
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