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第三板块　能量
第16讲　内能的利用
教材
导航 【RJ】九年级全一册第十四章P19～38
课标
导航 1.从能量转化的角度认识燃料的热值。 2.了解热机的工作原理。知道内能的利用在人类社会发展史中的重要意义。 3.知道能量守恒定律。列举日常生活中能量守恒的实例。 4.从能量转化和转移的角度认识效率。 5.列举能量转化和转移具有方向性的常见实例。
知识点　1　热机
1. 定义：利用内能做功的机械叫作热机。常见的热机：
蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等。
2. 内燃机分为 和 两大类，它们分
别用汽油和柴油作为燃料。
汽油机
柴油机
3. 四冲程汽油机
冲程
名称
冲程
冲程 冲程
冲程
示意
图
吸气
压缩
做功
排气
特
点 ①进气门打开，排气门关闭； ②活塞向
下运动，

进入气缸 ①进气门和排气门都
关闭；②活塞向 　运动，燃
料混合物被压缩 火花塞产生电火花、使燃料猛烈燃烧，产生高温高压的气体。高温高压的气体推动
活塞向 运动，
带动曲轴转动，对外做功 ①进气门保持关闭，排气门打开；
②活塞向上运动，
把
排出气缸
汽油和空气
的混合物
上
下
废气
能
量
转
化 无能量转化 能转化为 能 ①化学能转化
为 能； ② 能转化
为 能 无能量
转化
机械
内
内
内
机械
注意　热机完成一个工作循环，要经过4个冲程，飞轮转
动2周，活塞往返2次，对外做功1次。
4. 汽油机和柴油机的比较
内燃机种类 汽油机 柴油机
气缸构造 有 有
吸入物质
点燃方式 点燃式 压燃式
特点 对气体压缩程度较低，
整体轻巧、噪声小 对气体压缩程度较
高，整体笨重、噪声
大
应用 小汽车、摩托车等 载重汽车、拖拉机、
坦克、火车、轮船等
火花塞
喷油嘴
汽油和空气混合物　
空气　

1. 如图是四冲程内燃机的某一冲程示意图，该冲程是
(　C　)
A. 吸气冲程 B. 压缩冲程
C. 做功冲程 D. 排气冲程
C
第1题图
2. 如图所示，在试管内装些水，用橡胶塞塞住管口，将
水加热一段时间，发现塞子受到水蒸气的压力而冲出去
了，塞子冲出去的过程的能量转化与内燃机的
冲程相同。
第2题图
做功
知识点　2　燃料的热值
1. 热值的定义：某种燃料 放出的热量与
其 之比。
注意　热值是燃料的一种特性，与燃料的种类有关，与
燃料的形状、质量、是否完全燃烧无关，
与比热容和密度类似。
完全燃烧
质量
2. 热值的符号是 ，单位是 (固体
和液体常用)或 (气体常用)。
3. 燃料热量的计算公式是 或 。(根
据热值的单位选择对应的公式)
q
焦每千克(J/kg)
焦每立方米(J/m3)
Q＝mq
Q＝Vq
知识点　3　热机效率
1. 定义：用来做 的那部分能量与燃料
放出的能量之比。
2. 符号是 ，其表达式为 ，公式中的物
理量及其单位如下：
有用功
完全
燃烧
η
η＝
物理量(符
号) ①
有用功(W有
用) 热量(Q放)
单位 无单位 ②
③

热机效率
(η)
焦耳
(J)
焦耳
(J)
3. 提高热机效率的途径：①让燃料尽可能地充分燃烧；
②减少各种能量损失；③设法利用废气带走的能量。
知识点　4　能量的转化与守恒
1. 能量的转化
(1)普遍性：在一定条件下，各种形式的能量是可以相
互 的。
(2)方向性：我们利用的各种形式的能量最终会自然地转
化成内能，散失到周围空气中，但内能不会自然地转化
成其他形式的能量。
转化
2. 能量守恒定律
(1)内容：能量既不会凭空 ，也不会凭空
，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，而在转化和转移的过程
中，能量的总量 。
(2)方向性：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。因此，
(选填“可能”或“不可能”)造出永动机。
消灭
产
生
转化
转移
保持不变
不
可能
1. 如图是小球在地面弹跳的频闪照片，下列说法中正确
的是(　D　)
A. 小球弹起的高度越来越小，说明在此过程中能量不守恒
B. 能量守恒，此过程中小球的机械能总量是保持不变的
C. 小球最终会静止，这说明小球具有的机械能凭空消失了
D. 在小球的运动中，有一部分机械能转化成了内能
D
第1题图
2. 如图所示是一种设想中的永动机，根据能量守恒定律
可知，这种永动机 (选填“能”或“不能”)制造
出来。火箭发射升空时，燃料燃烧将燃料的化学能转化
为燃气的 能，再转化为火箭的 能。
不能
内
机械
第2题图
易错点　内燃机的工作过程
易错点　内燃机的工作过程
【例1】如图所示，下列4幅图是四冲程内燃机工作时各
冲程的示意图，它们工作时正确的排列顺序为(　D　)
【例1】图
D
A. 甲、乙、丙、丁 B. 丁、丙、乙、甲
C. 甲、丙、乙、丁 D. 丙、乙、丁、甲
【例2】如图是四冲程汽油机工作原理示意图，下列说法
正确的是(　B　)
【例2】图
B
A. 图甲是吸气冲程，吸入气缸的物质是汽油
B. 图乙冲程是通过做功使燃料混合物内能增加
C. 图丙冲程中，燃气的内能增加、温度升高
D. 甲、丙、丁是辅助冲程，靠飞轮惯性完成
考点1　热机
1. (2024·广元)1883年人类发明了汽油机。一台四冲程汽
油机的一个冲程中，火花塞点火，燃料猛烈燃烧，产生
高温高压的气体推动活塞对外做功，则该冲程(　B　)
A. 是压缩冲程
B. 气体对外做功，内能转化为机械能
C. 活塞依靠飞轮的惯性而运动
D. 气体对外做功，气体的内能增加
B
2. 小夏用塑料矿泉水瓶进行了如图所示的实验：
①瓶中留有少量水，盖紧瓶盖；②用力扭转瓶身；③松
动瓶盖，瓶盖冲出，同时瓶内出现白雾。②和③所示的
过程，分别与四冲程内燃机连续的两个冲程相似，这两
个冲程是(　B　)
A. 吸气冲程和压缩冲程
B. 压缩冲程和做功冲程
C. 做功冲程和排气冲程
D. 压缩冲程和排气冲程
B
第2题图
3. 如图甲所示是小明用可乐瓶制作的水火箭，小明先在
瓶中装适量水，然后将带有阀门的金属管插入瓶塞，旋
紧瓶塞后用打气筒往瓶里打足气；此时瓶中气体的内
能 (选填“增加”“减少”或“不变”)；打开阀
门后，水从尾部的金属管向下喷出，水火箭向上飞向空
中，此过程的能量转化情况与热机的 (选填“乙”
或“丙”)冲程相似，如果此热机1 s做功20次，则汽油机
曲轴转速为 r/min。
增加
丙
2 400
第3题图
考点2　燃料的热值
4. 煤炭是一种重要能源。为判断煤炭品质的优劣，最科
学的方法是检验煤炭的(　C　)
A. 比热容 B. 密度
C. 热值 D. 温度
C
5. 2025年4月24日在酒泉卫星发射中心，搭载神舟二十
号载人飞船的长征二号F遥二十运载火箭发射升空。关于
火箭发动机，下列说法正确的是(　D　)
A. 火箭发动机使用比热容大的燃料
B. 火箭燃料燃烧越充分，热值越大
C. 火箭发动机主要通过热传递获得机械能
D. 火箭发动机属于热机
D
考点3　热值和热效率的计算
6. 汽车是现代生活中最常见的一种交通工具，如图甲、
乙分别是某汽油机的某冲程及能量流向图。下列有关说
法错误的是(　B　)
B
A. 图甲是压缩冲程，活塞对气缸内的气体做功，
气体的温度升高
B. 由图乙可知该汽油机的效率是38％
C. 汽车尾气中的“汽油味”越浓，说明燃料燃烧得越
不充分，这会降低热机的效率
D. 冬天汽车都会利用尾气中的余热给车内供暖，
该举措可以节能
第6题图
7. 在1个标准大气压下，小明用天然气灶将质量1 kg的
水，从20 ℃加热到沸腾，水吸收的热量
是 J。他家天然气热水器的热效率是70
％，他某次洗澡，耗水20 kg，热水器进水温度是22 ℃，
出水温度是42 ℃，他这次洗澡消耗天然
气 m3。已知水的比热容是4.2×103 J/(kg·℃)，
天然气的热值是3.2×107 J/m3。
3.36×105
0.075
8. (2025·广元)如图所示是我国自行研制的大型客机
C919，若它在高空水平定速巡航飞行10 km消耗的汽油
为100 kg，受到的阻力为1.15×105 N，则飞机发动机的
热机效率为 ；为节能减排，现设法回收未利用
的能量，若回收的能量占汽油完全燃烧放出能量的21
％，可使 kg水的温度升高50 ℃。【汽油热值为
4.6×107 J/kg，水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)】
25％
4 600
第8题图
9. 如图所示是一个容积为100 L的太阳能热水器，每
平方米面积上每小时得到太阳辐射的能量平均为
2.5×106 J。某次给太阳能热水器加满水，让其工作
一段时间后，水温由20 ℃上升到50 ℃。已知热水器
上集热管接收太阳能的有效面积为4 m2，水吸收太阳
能的效率为50％，水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)，
水的密度为1×103 kg/m3。求：
(1)水吸收的热量；
第9题图
解：(1)水的质量：m水＝ρ水V＝1×103
kg/m3×100×10－3 m3＝100 kg
水吸收的热量：Q吸＝c水m水Δt＝4.2×103
J/(kg·℃)×100 kg×(50 ℃－20 ℃)＝
1.26×107 J
第9题图
答：(1)水吸收的热量为1.26×107 J；
解：(1)水的质量：m水＝ρ水V＝1×103
kg/m3×100×10－3 m3＝100 kg
水吸收的热量：Q吸＝c水m水Δt＝4.2×103
J/(kg·℃)×100 kg×(50 ℃－20 ℃)＝
1.26×107 J
(1)水吸收的热量；
(2)集热管工作的时长；
解：(2)集热管吸收的太阳能：W＝＝
＝2.52×107 J
集热管吸收太阳能的功率：P＝2.5×106
J/(m2·h)×4 m2＝1×107 J/h
集热管工作的时长：t＝＝＝2.25 h
第9题图
答：(2)集热管工作的时长为2.25 h；
解：(2)集热管吸收的太阳能：W＝＝
＝2.52×107 J
集热管吸收太阳能的功率：P＝2.5×106
J/(m2·h)×4 m2＝1×107 J/h
集热管工作的时长：t＝＝＝2.25 h
(3)已知某煤炉的效率为20％，使用太阳能热水器把同样
一箱水加热到相同的温度可以节约煤的质量。(不计能量
损耗，煤的热值取3×107 J/kg)
解：(3)煤燃烧放出的热量：Q放＝＝
＝6.3×107 J
需要燃烧的煤的质量：m煤＝＝＝
2.1 kg
第9题图
解：(3)煤燃烧放出的热量：Q放＝＝
＝6.3×107 J
需要燃烧的煤的质量：m煤＝＝＝2.1 kg
答：(3)可以节约煤的质量为2.1 kg。
答：(3)可以节约煤的质量为2.1 kg。
考点4　能量的转换与守恒
10. 下列关于能量的转化与守恒的说法错误的是(　D　)
A. 钻木取火是将机械能转化为内能
B. 酒精燃烧时将化学能转化为内能
C. 汽油机的做功冲程将内能转化为机械能
D. 人们对太阳能的开发和利用说明能量可以凭空产生
D
11. 围炉煮茶是一种传统的文化活动，近两年又成为一
种新颖、时尚的生活方式。茶水沸腾后，人们发现茶壶
盖在不断跳动，同时壶嘴上方产生大量的“白气”，如
图所示，下列有关说法正确的是(　D　)
A. 木炭燃烧时将内能转化为化学能
B. 木炭燃烧放出的热量全部被茶水吸收
C. 壶盖跳动时水蒸气的内能增大
D. 整个煮茶过程中能量守恒
第11题图
D

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