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第6章 内能的利用 能源
【考情聚焦】
考试 命题 年份 重要考点 分值 题型 热度
2014~2023 热值及热机效率 2~4 选择题、填空题
热量的相关计算
能源与可持续发展
课标 要求 1.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。了解内能和热量。从能量转化的角度认识燃料的热值。 2.知道能量守恒定律。列举日常生活中能量守恒的实例。有用能量转化与守恒的观点分析问题的意识。从能量的转化和转移的角度认识效率。知道能量的转化和转移有一定的方向性。 3.结合实例,说出能源与人类生存和社会发展的关系。列举常见的不可再生能源和可再生能源。知道核能等新能源的特点和可能带来的问题(2022版课标要求与2011版课标要求相同)
【回归教材】
教材链接 人教:九年级第十四章P16~P30、九年级第二十二章P166~P180　教科:九上第二章P19~P32、九下第十一章P37~P62　北师大:九年级第十章P20~P32、九年级第十六章P207~P212
知识清单
考点1 热值
1.定义:燃料 放出的热量与燃料质量的 ,叫作这种燃料的热值。
2.公式及单位:q=,变形式:Q=mq。单位: ,符号是 。
3.理解:
(1)酒精的热值是3.0×107 J/kg,表示 。
(2)热值是燃料本身的一种特性,它与燃料的 有关,与燃料的质量、体积、是否完全燃烧等没有关系。
【提示】对于气体燃料来说,热值q=,热值单位为J/m3。
【答案】考点1:1.完全燃烧　比值
2.焦每千克　J/kg
3.(1)1 kg的酒精完全燃烧放出的热量是3.0×107 J
(2)种类
考点2 热机
1.热机
(1)定义:利用 做功的机械。
(2)原理:
(3)种类:蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等。
2.内燃机
(1)定义:燃料直接在汽缸内燃烧产生 的热机。
(2)分类:汽油机和柴油机。
(3)汽油机的四个工作冲程:
① 冲程 进气门② ,排气门③ ,活塞向④ 运动,汽油和空气的混合物进入汽缸
⑤ 冲程 进气门和排气门都⑥ ,活塞向⑦ 运动,将⑧ 能转化为⑨ 能
⑩ 冲程 进气门和排气门都 ,活塞向 运动,将 能转化为 能
冲程 进气门 ,排气门 ,活塞向 运动,排出汽缸内的废气
　除了做功冲程是靠燃气推动活塞做功,其他三个冲程都是靠安装在曲轴上的飞轮的 来完成的
3.热机效率
(1)定义:热机用来做 的那部分能量和燃料完全燃烧放出的热量之比。
(2)公式:η=×100%或η=×100%。
(3)提高热机效率的途径:①让燃料尽可能充分燃烧,如将煤粒磨成煤粉,加大送风量等;②利用废气的能量;③机件间保持良好的润滑,减小摩擦。
【答案】考点2:1.(1)内能
2.(1)动力
(3)①吸气　②打开　③关闭　④下　⑤压缩　⑥关闭　⑦上　⑧机械　⑨内　⑩做功　关闭　下　内
机械　排气　关闭　打开　上　惯性
3.(1)有用功
考点3 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 的。
2.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 为其他形式,或者从一个物体 到另一个物体,而在转化和转移的过程中,能量的总量 。
【答案】考点3:1.转化　2.转化　转移　保持不变
考点4 能源
1.分类
分类标准 类型 定义 实例
是否要 加工 一次能源 可以① 从自然界获取的能源 风能、太阳能、核能、化石能源等
二次能源 无法从自然界直接获取,必须通过② 的消耗才能得到的能源 电能等
可否再生 可再生能源 ③ 从自然界源源不断地获得的能源 风能、太阳能等
不可再生能源 在短期内④ 从自然界得到补充的能源 核能、化石能源等
2.核能:原子核 或 时释放的能量叫核能。
3.核裂变
(1)定义:用中子轰击质量比较大的铀235原子核,使其发生 ,释放出巨大的能量。
(2)核电站:利用 发电,其能量转化:核能→ → →电能。
(3)链式反应:核反应堆中发生的链式反应是 控制的,利用不加控制的核裂变可制造毁灭性武器—— 。
4.核聚变:将某些质量很小的原子核,例如,氢的同位素氘核和氚核,在超高温下结合成新的原子核,释放巨大的核能,这就是聚变,也称为 。 和太阳就是利用聚变释放能量。
【答案】考点4:1.①直接　②一次能源　③可以　④不能
2.分裂　结合
3.(1)裂变　(2)核裂变　内能　机械能　(3)可以　原子弹
4.热核反应　氢弹
考点5 太阳能
1.来源:氢原子核在超高温下发生 ,释放出巨大的核能。
2.利用
(1)太阳能转化为 ,如太阳灶、太阳能热水器;
(2)太阳能转化为 ,如太阳能电池;
(3)太阳能转化为 ,如贮存在化石燃料中的太阳能。
3.优点:环保无污染,可再生。
【答案】考点5:1.聚变　2.(1)内能　(2)电能　(3)化学能
考点6 能源与可持续发展
1.能量转移和转化的方向性:能量的转移和转化是有 的,最终转变为不可利用的能量,因此要节约能源。
2.能源的可持续发展:(1)提高能源的利用率,减小能源使用对环境的破坏;(2)发展新能源。
【答案】考点6:1.方向性
教材深挖
图说物理
教材图片 考查内容 教材图片 考查内容
如图,在试管内装些水,用橡皮塞塞住,加热使水沸腾。此过程中酒精燃烧,酒精的① 能转化为② 能,水沸腾后产生大量水蒸气,塞子受到水蒸气的压力而冲出去,水蒸气的③ 转化为塞子的动能 如图,这是一种设想的永动机,这种永动机④ (选填“能”或“不能”)永远运动下去。能量在转化和转移的过程中,能量的总量⑤
【答案】①化学　②内　③内能　④不能　⑤保持不变
核心突破
热量的计算
方法归纳
例题 若一辆小汽车一年行驶一万公里,消耗1 t汽油,这些汽油完全燃烧放出 J的热量;在某次行驶过程中,该汽车汽油机曲轴的转速为3600 r/min,在1 s内汽油机对外做功 次。(q汽=4.6×107 J/kg)
变式训练
1.(燃料燃烧放热)天然气是一种清洁能源,它是 (选填“可再生”或“不可再生”)能源。某出租车在一段时间内消耗了0.5 kg天然气,若天然气的热值为4.4×107 J/kg,这些天然气完全燃烧,可放出热量 J。
2.(加热效率)某燃气热水器将20 kg的水从10 ℃加热到60 ℃,完全燃烧了0.21 m3的煤气。水吸收的热量是 J。热水器烧水的效率是 。[已知水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃),煤气的热值为4×107 J/m3]
3.(热机效率)如图所示,这是一台单缸四冲程汽油机的工作示意图。将内能转化为机械能的是图 ;若汽油机飞轮转速为3600 r/min,则汽油机1 s内对外做功 次;若汽油机效率是25%,在汽油机内完全燃烧2 kg汽油放出的热量通过汽油机的转化能对外做 J 的有用功。(q汽油=5×107 J/kg)
甲　　　　　　乙　　　　　　丙　　　　　　丁
【答案】例　4.6×1010　30
变式训练　1.不可再生　2.2×107　
2.4.2×106　50%
3.丙　30　2.5×107
【真题精粹】
命题点1 热值和热机(10年7考)
1.(2018·河北)有如图所示的两套相同装置,分别在两个燃烧皿中放入质量相等的不同燃料,点燃后加热质量相等的同种液体,通过比较燃料 (选填“燃烧相同时间”或“全部燃烧”)后温度计示数的变化,来判断两种燃料的热值的大小。燃料燃烧, 转化为内能,用比热容 的液体可以使实验现象更明显。(实验中液体没有沸腾)
2.(2017·河北)下列说法正确的是 ( )
A.热机消耗的燃料越多,效率就越低
B.热传递中温度总是从热的物体传给冷的物体
C.同一物体,温度降低得越多,放出热量就越多
D.人体内水的比例很高,有助于调节体温,以免温度变化太快对身体造成危害
命题点2 热值的简单计算(10年6考)
3.(2017·河北)汽油机作为汽车的“心脏”,在压缩冲程结束时,火花塞产生电火花,使燃料猛烈地燃烧,将 能转化成 能。一辆汽车一年行驶三万公里,消耗汽油2 t,这些汽油完全燃烧放出 J的热量。(q汽油=4.6×107 J/kg)
命题点3 能的转化和能源(必考)
4.(2023·河北)秉承可持续发展的思想,开发新能源、更好地利用已知能源是全球范围内的重要课题,开发和利用核能就是一个有效途径。核能是质量较大的原子核发生 或质量较小的原子核发生聚变时释放的能量,通过可控聚变来利用核能,有望解决人类能源问题。1 g核燃料聚变时释放的能量约为1×105 kW·h,假设把1×105 kW·h的能量完全转化为电能,可供年用电量为1000 kW·h的家庭使用 年。太阳也是一个巨大的“核能火炉”,它向外辐射的能量是我们的能源宝库。人类利用太阳能的实质是将太阳能转化为其他形式的能量,请你写出一种转化方式或一个相关的实例: 。
5.(2020·河北)核能是一种 (选填“可再生”或“不可再生”)能源。核电站利用核能发电,它的核心设备是核反应堆,核反应堆是通过可控 (选填“核裂变”或“核聚变”)反应释放核能的设备。核电站中的汽轮机属于 (选填“发电机”、“电动机”或“热机”)。
【答案】1.全部燃烧　化学能　小
2.D　
3.化学　内　9.2×1010
4.裂变　100　太阳能集热器把水加热
5.不可再生　核裂变　热机
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