资源简介

第十四章　内能的利用
第1节　能量的转化与守恒
知识点1　能量的转化
1.能量的形式有多种，如机械能、内能、电能、光能、声能、磁能、化学能、核能等。
2.能量在一定条件下可以从一种形式转化为另一种形式，也可以从一个物体转移到另一个物体。
【注意】　能量的转化和转移是有方向性的
（1）能量的转化是指通过做功使能的形式发生了改变，是一种形式的能转化为另一种形式的能。
（2）能量的转移是指同一种形式的能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，但能的形式没有改变，如热传递。体现在能的增加或减少，而没有形式上的变化。
知识点2　能量守恒定律
内容 能量既不会凭空 ，也不会凭空 ，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，而在转化和转移的过程中，能量的总量
意义 ①能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一，所有能量转化的过程都服从能量守恒定律 ②任何一部机器，只能使能量从一种形式转化为其他形式，而 无中生有地制造能量 ③永动机是不可能制造出来的，因为它违背了能量守恒定律
第2节　热　机
知识点1　热机
1.热机
（1）定义：把 转化为机械能的机械。
（2）工作原理：利用内能做功。热机工作时能量的转化过程如下：
燃料的化学能内能机械能
（3）热机的种类：蒸汽机、汽轮机、内燃机、喷气发动机等。
2.内燃机
（1）定义：燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机，叫 。
（2）常见的内燃机： 和柴油机。
知识点2　汽油机
1.工作原理：利用汽油机在气缸内燃烧产生高温高压的燃气来推动活塞做功。
2.构造：进气门、排气门、 、气缸、 、连杆、曲轴、飞轮等。
3.四冲程汽油机的工作过程
冲程名称 吸气冲程 压缩冲程 做功冲程 排气冲程
进气门 开 闭 闭 闭
排气门 闭 闭 闭 开
活塞的运动 向下 向上
图示
冲程的作用 吸入汽油和空气的混合物 压缩汽油和空气的混合物，使其内能增大，温度升高 火花塞点火，高温、高压的气体推动活塞 运动 排出 废气
能的转化 无 转化为 内能转化为机械能 无
　 【注意】　汽油机的活塞从气缸的一端运动到另一端的过程，叫一个 。判断汽油机示意图属于哪个冲程的步骤：第一步，看火花塞是否产生电火花；第二步，看进气门和排气门的开闭情况；第三步，看活塞的运动方向。
气门的开与关 只有一个气门打开 两个气门都关闭
活塞运动方向 活塞向下 活塞向上 活塞向上 活塞向下
冲程名称 吸气冲程 排气冲程 压缩冲程 做功冲程
知识点3　柴油机
1.工作原理：利用柴油在气缸内燃烧所产生的高温高压的燃气来推动活塞做功。
2.构造：进气门、排气门、 、气缸、活塞、连杆、曲轴、飞轮等。
3.柴油机和汽油机对比
项目 汽油机 柴油机
构造 气缸顶部有一个 气缸顶部有一个
燃料 汽油 柴油
一 个 工 作 循 环 吸气冲程 吸入 的混合物
压缩冲程 压缩程度较小（机械能→内能） 压缩程度较大（机械能→内能）
做功冲程 （内能→机械能） （内能→机械能）
排气冲程 排出废气
主要特点 轻巧、效率较低 笨重、效率较高
适用范围 小汽车、摩托车等 载重汽车、火车、轮船等
相同点 ①都是燃料在 中燃烧 ②汽油机的火花塞与柴油机的喷油嘴的工作时刻都是 冲程末 ③都是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程构成一个工作循环，活塞往复两次，曲轴转两周，对外 一次 ④启动时都是靠外力先使曲轴转动起来
【注意】　对热机工作过程的理解
1.一个工作循环包含四个冲程，曲轴和飞轮转动2周，对外做1次功。
2.在一个工作循环中，只有做功冲程对外做功，其他三个冲程不做功，且靠飞轮的惯性来完成。
3.做功冲程为其他三个冲程提供能量；其他三个冲程为做功冲程提供基础。
第3节　热机的效率
第4节　跨学科实践：制作简易热机模型
第1课时　燃料的热值
知识点　燃料的热值
1.燃料的热值
（1）定义：把某种燃料 燃烧放出的 与其 之比称为这种燃料的热值。
（2）数值：1 kg某种燃料完全燃烧放出的热量。
（3）单位：焦每千克，即“J/kg”。
（4）公式：q=，其中 表示燃料完全燃烧放出的热量， 表示燃料的质量， 表示该燃料的热值。
（5）物理意义：表示燃料完全燃烧时放热本领大小的物理量。
2.燃料完全燃烧时放出的热量的计算
（1）固体和液体燃料完全燃烧时放出的热量：Q放=mq。其中Q放表示燃料完全燃烧放出的热量，单位是J；m表示燃料的质量，单位是kg；q表示燃料的热值，单位是J/kg。
（2）气体燃料完全燃烧时放出的热量：Q放=Vq。其中Q放表示燃料完全燃烧放出的热量，单位是J；V表示燃料的体积，单位是m3；q表示燃料的热值，单位是J/m3。
【说明】
（1）燃料的热值是燃料本身的一种特性，它与燃料的质量以及燃烧条件无关。同种燃料的热值相同，不同种燃料的热值一般不同。
（2）燃料燃烧越充分，只能说越“接近完全燃烧”，燃烧效果越好，而不能说热值越大。
（3）只有1 kg某燃料在完全燃烧时放出的热量在数值上才等于这种燃料的热值，如果没有完全燃烧，1 kg该燃料放出的热量在数值上要比其热值小。
第2课时　热机的效率
知识点　热机的效率
1.定义：用来做 的能量与燃料 放出的能量的比叫热机的效率。
2.公式：η=（其中Q有用表示用来做有用功的能量，Q放表示燃料完全燃烧放出的能量。）
3.物理意义：热机效率表示了使用热机时对燃料的利用率的高低，因此热机效率是描述热机性能的一个重要指标。例如：两辆相同型号的汽车，以相同的速度行驶相同的路程，耗油少的那辆，效率就比较高。
4.说明：由于热机在工作过程中总有能量损失，所以热机的效率总小于1。通常情况下，蒸汽机的效率只有6%~15%，汽油机的效率为20%~40%，柴油机的效率为30%~45%。柴油机的效率比汽油机的效率高，这主要是因为柴油机的构造和工作过程与汽油机有所不同，柴油机在压缩冲程中对气体的压缩程度比汽油机更高。
5.提高方法：（1）使燃料充分燃烧；（2）尽量减少各种热量损失；（3）在热机的设计和制造上，采用先进的技术；（4）使用时注意保养，保证良好的润滑，合理调整各零件之间的间隙，减小因克服摩擦阻力而额外消耗的能量。
6.热电站：大型发电机常常由蒸汽轮机推动，为了提高燃料的利用率，人们利用蒸汽轮机排出的废气来供热，这就是热电站。这种既供电又供热的热电站，比起一般的火电站， 燃料的利用率大大提高。第十四章　内能的利用
第1节　能量的转化与守恒
知识点1　能量的转化
1.能量的形式有多种，如机械能、内能、电能、光能、声能、磁能、化学能、核能等。
2.能量在一定条件下可以从一种形式转化为另一种形式，也可以从一个物体转移到另一个物体。
【注意】　能量的转化和转移是有方向性的
（1）能量的转化是指通过做功使能的形式发生了改变，是一种形式的能转化为另一种形式的能。
（2）能量的转移是指同一种形式的能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，但能的形式没有改变，如热传递。体现在能的增加或减少，而没有形式上的变化。
知识点2　能量守恒定律
内容 能量既不会凭空　消失　，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，而在转化和转移的过程中，能量的总量　保持不变　
意义 ①能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一，所有能量转化的过程都服从能量守恒定律 ②任何一部机器，只能使能量从一种形式转化为其他形式，而　不能　无中生有地制造能量 ③永动机是不可能制造出来的，因为它违背了能量守恒定律
第2节　热　机
知识点1　热机
1.热机
（1）定义：把　内能　转化为机械能的机械。
（2）工作原理：利用内能做功。热机工作时能量的转化过程如下：
燃料的化学能内能机械能
（3）热机的种类：蒸汽机、汽轮机、内燃机、喷气发动机等。
2.内燃机
（1）定义：燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机，叫　内燃机　。
（2）常见的内燃机：　汽油机　和柴油机。
知识点2　汽油机
1.工作原理：利用汽油机在气缸内燃烧产生高温高压的燃气来推动活塞做功。
2.构造：进气门、排气门、　火花塞　、气缸、　活塞　、连杆、曲轴、飞轮等。
3.四冲程汽油机的工作过程
冲程名称 吸气冲程 压缩冲程 做功冲程 排气冲程
进气门 开 闭 闭 闭
排气门 闭 闭 闭 开
活塞的运动 向下 　向上　 　向下　 向上
图示
冲程的作用 吸入汽油和空气的混合物 压缩汽油和空气的混合物，使其内能增大，温度升高 火花塞点火，高温、高压的气体推动活塞　向下　运动 排出 废气
能的转化 无 　机械能　转化为　内能　 内能转化为机械能 无
　 【注意】　汽油机的活塞从气缸的一端运动到另一端的过程，叫一个　冲程　。判断汽油机示意图属于哪个冲程的步骤：第一步，看火花塞是否产生电火花；第二步，看进气门和排气门的开闭情况；第三步，看活塞的运动方向。
气门的开与关 只有一个气门打开 两个气门都关闭
活塞运动方向 活塞向下 活塞向上 活塞向上 活塞向下
冲程名称 吸气冲程 排气冲程 压缩冲程 做功冲程
知识点3　柴油机
1.工作原理：利用柴油在气缸内燃烧所产生的高温高压的燃气来推动活塞做功。
2.构造：进气门、排气门、　喷油嘴　、气缸、活塞、连杆、曲轴、飞轮等。
3.柴油机和汽油机对比
项目 汽油机 柴油机
构造 气缸顶部有一个　火花塞　 气缸顶部有一个　喷油嘴　
燃料 汽油 柴油
一 个 工 作 循 环 吸气冲程 吸入　汽油和空气　的混合物 　只吸入空气　
压缩冲程 压缩程度较小（机械能→内能） 压缩程度较大（机械能→内能）
做功冲程 　点燃式　（内能→机械能） 　压燃式　（内能→机械能）
排气冲程 排出废气
主要特点 轻巧、效率较低 笨重、效率较高
适用范围 小汽车、摩托车等 载重汽车、火车、轮船等
相同点 ①都是燃料在　气缸　中燃烧 ②汽油机的火花塞与柴油机的喷油嘴的工作时刻都是　压缩　冲程末 ③都是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程构成一个工作循环，活塞往复两次，曲轴转两周，对外　做功　一次 ④启动时都是靠外力先使曲轴转动起来
【注意】　对热机工作过程的理解
1.一个工作循环包含四个冲程，曲轴和飞轮转动2周，对外做1次功。
2.在一个工作循环中，只有做功冲程对外做功，其他三个冲程不做功，且靠飞轮的惯性来完成。
3.做功冲程为其他三个冲程提供能量；其他三个冲程为做功冲程提供基础。
第3节　热机的效率
第4节　跨学科实践：制作简易热机模型
第1课时　燃料的热值
知识点　燃料的热值
1.燃料的热值
（1）定义：把某种燃料　完全　燃烧放出的　热量　与其　质量　之比称为这种燃料的热值。
（2）数值：1 kg某种燃料完全燃烧放出的热量。
（3）单位：焦每千克，即“J/kg”。
（4）公式：q=，其中　Q　表示燃料完全燃烧放出的热量，　m　表示燃料的质量，　q　表示该燃料的热值。
（5）物理意义：表示燃料完全燃烧时放热本领大小的物理量。
2.燃料完全燃烧时放出的热量的计算
（1）固体和液体燃料完全燃烧时放出的热量：Q放=mq。其中Q放表示燃料完全燃烧放出的热量，单位是J；m表示燃料的质量，单位是kg；q表示燃料的热值，单位是J/kg。
（2）气体燃料完全燃烧时放出的热量：Q放=Vq。其中Q放表示燃料完全燃烧放出的热量，单位是J；V表示燃料的体积，单位是m3；q表示燃料的热值，单位是J/m3。
【说明】
（1）燃料的热值是燃料本身的一种特性，它与燃料的质量以及燃烧条件无关。同种燃料的热值相同，不同种燃料的热值一般不同。
（2）燃料燃烧越充分，只能说越“接近完全燃烧”，燃烧效果越好，而不能说热值越大。
（3）只有1 kg某燃料在完全燃烧时放出的热量在数值上才等于这种燃料的热值，如果没有完全燃烧，1 kg该燃料放出的热量在数值上要比其热值小。
第2课时　热机的效率
知识点　热机的效率
1.定义：用来做　有用功　的能量与燃料　完全燃烧　放出的能量的比叫热机的效率。
2.公式：η=（其中Q有用表示用来做有用功的能量，Q放表示燃料完全燃烧放出的能量。）
3.物理意义：热机效率表示了使用热机时对燃料的利用率的高低，因此热机效率是描述热机性能的一个重要指标。例如：两辆相同型号的汽车，以相同的速度行驶相同的路程，耗油少的那辆，效率就比较高。
4.说明：由于热机在工作过程中总有能量损失，所以热机的效率总小于1。通常情况下，蒸汽机的效率只有6%~15%，汽油机的效率为20%~40%，柴油机的效率为30%~45%。柴油机的效率比汽油机的效率高，这主要是因为柴油机的构造和工作过程与汽油机有所不同，柴油机在压缩冲程中对气体的压缩程度比汽油机更高。
5.提高方法：（1）使燃料充分燃烧；（2）尽量减少各种热量损失；（3）在热机的设计和制造上，采用先进的技术；（4）使用时注意保养，保证良好的润滑，合理调整各零件之间的间隙，减小因克服摩擦阻力而额外消耗的能量。
6.热电站：大型发电机常常由蒸汽轮机推动，为了提高燃料的利用率，人们利用蒸汽轮机排出的废气来供热，这就是热电站。这种既供电又供热的热电站，比起一般的火电站， 燃料的利用率大大提高。

展开更多......

收起↑