资源简介

(共53张PPT)
第十四讲 内能的利用
01
知识结构框图
02
教材知识再现
知识点
1
能量的转化和守恒
1.能量的转移与转化
（1）在一定条件下,各种形式的能都可以转化和转移。
（2）地球上的能量主要来源于______。
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______
为其他形式,或者从一个物体______到其他物体,而在转化和转移
过程中,能量的总量__________。
3.物理学研究表明,能量的转化与转移具有________。
太阳
转化
转移
保持不变
方向性
知识点
2
热机
1.热机:把燃料燃烧时释放的______转变为________的装置叫作热机。
2.内燃机
（1）定义:燃料直接在发动机______内燃烧产生动力的热机。
（2）分类:常见的内燃机有________和________。
内能
机械能
汽缸
汽油机
柴油机
（3）汽油机的工作过程
冲程 吸气冲程 压缩冲程 做功冲程 排气冲程
模型图
进气门 打开 关闭 关闭 关闭
冲程 吸气冲程 压缩冲程 做功冲程 排气冲程
排气门 关闭 关闭 关闭 打开
活塞运动 方向 向下 向上 向下 向上
能的转化 ______能转化 为____能 ____能转化为 ______能
机械
内
内
机械
续表
（4）四冲程内燃机在一个循环中,活塞往复运动___次,汽缸内的
燃油燃烧爆发___次,对外做功___次,在四个冲程中只有______冲
程对外做功,其他三个冲程靠飞轮的惯性完成。
2
1
做功
知识点
3
热机的效率
1.燃料的热值
（1）意义:表示燃料在完全燃烧时放热本领大小的物理量。
（2）概念:某种燃料__________放出的热量与其质量之比。
（3）单位:_____。
（4）性质:与燃料的形态、体积、质量、是否完全燃烧无关,只与
燃料的种类有关。
完全燃烧
2.热机的效率
（1）定义:用来做________的那部分能量,与燃料__________放出
的能量之比。
（2）公式:_ _______。
（3）提高热机效率的方法
①让燃料燃烧更充分;
②在设计和制造过程中,不断改进和创新,以减小各种能量损失;
③设法利用废气的能量。
有用功
完全燃烧
03
考点归类剖析
考点
1
能量的转化和守恒
考向1 能量的转化和转移
例1 新农村建设是创建美丽宜居乡村,推进“乡村振兴”,实现农村
现代化的国家战略。如图所示的是遍布城乡的风、光互补路灯,
它“头顶”小风扇,“肩扛”电池板,“腰挎”照明灯,“脚踩”蓄电池。下
列解释合理的是( )
A.光电池板将电能转化为光能
B.蓄电池夜晚放电,将电能转化为化学能
C.照明灯将内能转化为电能
D.小风扇利用风力发电,将机械能转化为
电能
√
【方法技巧】判断能量的转化,我们主要看它要消耗什么能
量,得到什么能量,因为总是消耗的能量转化为得到的能量。
变式跟进1 “神舟二十号”火箭在发射过程中,燃料燃烧时,能量转
化的顺序正确的是( )
D
A.内能 化学能 机械能 B.化学能 机械能 内能
C.机械能 内能 化学能 D.化学能 内能 机械能
考向2 能量守恒定律
例2 关于能量守恒定律,下列说法中正确的是( )
C
A.能量可能凭空消失
B.能量可以凭空产生
C.能量在转化和转移过程中,能量的总量保持不变
D.热机在工作的过程中不遵循能量守恒定律
变式跟进2 [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1066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,这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
考点
2
热机工作过程的辨析
例3 [教材图片改编] 仔细观察,如图所表示的是内燃机
工作中的 ( )
B
A.吸气冲程 B.压缩冲程 C.做功冲程 D.排气冲程
【方法技巧】
在做功冲程中,是内燃机的内能转化为机械能,在压缩冲程中
是机械能转化为内能。
变式跟进3 创新情境 [2025甘肃兰州] 课外活动中,小亮将刚喝完
水的空矿泉水瓶的瓶盖拧上但不拧紧,用手握住瓶子的上下两部
分,用力迅速拧成图示状态时,瓶盖被弹出并伴有爆响声,同时瓶口
出现白雾。关于上述过程,下列说法错误的是( )
A.矿泉水瓶被用力拧成图示形状,说明力可以使物体发生形变
B.瓶盖弹出前,拧瓶子的过程与汽油机的做功冲程类似
C.瓶盖被弹出时,瓶内压缩气体的内能转化为瓶盖的机械能
D.瓶口出现的白雾,是水蒸气温度降低后液化形成的小水滴
√
考点
3
热值、热量的计算
考向1 热值的理解
例4 下列关于燃料的热值说法中正确的是( )
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
【方法技巧】热值是燃料的一种特性,它只与燃料的种类有
关,与燃料的质量、燃烧程度等均无关;热值越大的燃料在完全燃
烧相同质量的燃料时,释放出的热量越多。
变式跟进4 科技发展 2025年7月15日5时34分,搭载天舟九号货运
飞船的长征七号遥十运载火箭,在我国文昌航天发射场点火发射,
成功将天舟九号货运飞船送入预定轨道,发射取得圆满成功。火
箭使用煤油作为燃料,是因为煤油具有较大的( )
C
A.体积 B.密度 C.热值 D.比热容
考向2 有关热值的热量计算
例5 某校积极创造条件为学生供应开水,已知锅炉的热效率为
,若用该锅炉将的水从加热到 ,
, ,求;
（1）水吸收的热量;
解： 的水吸收的热量:
;
（2）燃烧煤的质量;
解：根据 得煤完全燃烧放出的热量:
;
根据 算出煤的质量:
;
（3）某同学将、的开水和质量为的 的冷水混
合,若不计混合过程的热量损失,则混合后温水的温度为多少？
解：设冷水温度从升高到,吸收热量为,热水温度从
降低到,放出的热量为,不计热损失, ,即
,即 ,
解得: 。
【方法技巧】本题关键要注意温度“升高到（末温）”和“升高了
”的区别。
变式跟进5 为了减少环境污染,共建绿水青山的美好生态,我市部
分农村地区已经用上了天然气烧水煮饭。设天然气热值为
,完全燃烧天然气放出的热量为__________ ;
若这些热量的被、 的水吸收,能使水的温度升高到
____。
考点
4
热机效率的理解
例6 如图所示是内燃机的能量流
向图,该热机效率等于( )
B
A.
B.
C.
D.
变式跟进6 [2025广西南宁] 小明家用天然气做饭时,将一壶质量为
的水由烧至时,消耗了天然气 ,已知水的比
热容为,天然气的热值为 ,求:
（1）壶中水吸收的热量;
解：水吸收的热量:
。
答：壶中水吸收的热量为 ;
（2）天然气完全燃烧放出的热量;
解：天然气完全燃烧放出的热量:
。
答：天然气完全燃烧放出的热量为 ;
（3）用天然气烧水时的效率。
解：用天然气烧水时的效率: 。
答：用天然气烧水时的效率为 。
考点
5
跨学科实践
1.如图所示,是小滨在学校科技节中制作的一个“冲天炮”,他将一个
空易拉罐的底部钻一个小孔,往易拉罐里喷少量酒精,用手拿着这
个“冲天炮”对着前方点燃的打火机并靠近易拉罐底部的小孔,纸杯
就会“冲天”飞出去。下列说法正确的是( )
A.酒精燃烧时,将化学能全部转化为内能
B.纸杯飞出去的过程的能量转化,与内燃机的吸
气冲程相同
C.纸杯飞出去时,易拉罐内气体的内能减小
D.纸杯飞出去时,易拉罐对纸杯做了功
√
2.如图,小华发现家中蒸蛋器在使用时会通过上
方小孔喷出蒸汽,于是小心地将自制的风车放在
小孔附近,成功地让风车转了起来,蒸汽推动风车
时能量转化与汽油机______冲程的能量转化相
同;某单缸四冲程汽油机工作时,飞轮转速为
,则其 内对外做功____次。
做功
3.物理兴趣小组用塑料瓶自制一个火箭模型,在瓶子的侧壁安装一
个遥控电火花反应器,按下按钮会产生电火花,倒入少许酒精后用
软塞子塞住瓶口,按下按钮,塞子立即向上飞出,塞子飞出过程相当
于内燃机的______冲程,塞子飞出后瓶内气体的内能______
（选填“增大”或“减小”）,温度______（选填“升高”或“降低”）并
产生大量白雾。
做功
减少
降低
4.如图是小明制作的汽轮机模型,在
试管中装入适量的水,用酒精灯加热,
水沸腾后产生的水蒸气就能冲击叶
轮转动。这一过程中,与汽油机的
______冲程作用相似,制作叶轮时小
做功
塑料薄片
塑料薄片通常具有较好的韧性和强度,且质量较轻,
适合制作叶轮这种需要承受一定力量和摩擦的部件
明应优先选择__________（选填“薄纸片”“金属片”或“塑料薄
片”）,理由是_____________________________________________
________________________________________________。
5.小明注意到水烧开时,壶盖会被水蒸气顶起,受此启发,小明准备
寻求老师的帮助并自制一台简易蒸汽机,并由此开展以下项目式
研究。
【项目制作】
主要实验器材:注射器（无针头）、废旧光盘、耐热导管、
铁丝、固体燃料、易拉罐等。
用铁丝将废旧光盘和注射器尾部连
接好,注射器注射端与右侧易拉罐接通
（易拉罐在密闭前装有水）,点燃固体
燃料并将其放在易拉罐下加热易拉罐中的水（如图所示,固体燃
料的热值为 ,实验中假设燃料完全燃烧）。
【项目研究】
（1）在标准大气压下,实验中易拉罐中装有初温为 的
水,将水加热到需要吸收的热量是____________ 。[水的比
热容为
（2）将左侧转动的光盘与发电机连接起来,制作成简单的蒸汽发
电机。已知固体燃料平均每分钟可完全燃烧 ,易拉罐中的水
开始沸腾后,在发电机两端接上一个小灯泡,燃料盒中的固体燃料
剩余,当燃料燃尽时, 的小灯泡也停止发光,若小灯泡始终
正常发光,该装置产生的电能也全部用于小灯泡发光,则该装置转
化电能效率是______。
（3）项目式小组的同学们经过一番讨论发现该装置的整体效率
都偏低,为了解决“固体燃料燃烧加热易拉罐产生水蒸气推动活塞
运动”效率低的弊端,请你提出一条合理的改进方案:____________
_________________________________（答案合理即可）。
增加燃料燃
烧密封装置,减少向周围环境散失能量
04
实验突破
实验
比较不同燃料燃烧时放热的本领
1.实验装置#1
2.实验器材、物质的选取
（1）加热物质的选择:选择质量相等的水进行加热。
（2）不同燃料的选择:选择质量相同的不同燃料,加热质量相同的
同种液体,通过比较液体温度的变化比较吸热多少,进而判断热值
大小。
3.探究方法
控制变量法和转换法。
4.实验结论
质量相等的燃料完全燃烧放出的热量多少与物质的种类
有关。
5.注意事项:在实验过程中,存在热损失,燃料完全燃烧放出的热量
不能被液体全部吸收。#5
例7 某物理研究小组组装了如图所示的甲、乙、丙装置,在完全
相同的烧杯中分别装有、 两种液体,在完全相同的燃料盒中分
别装有两种不同的燃料。
（1）为了比较不同燃料燃烧时放热的本领,应选________两图的
装置进行实验;为了比较液体的吸热本领,应选________两图的装
置进行实验。
甲、乙
甲、丙
（2）此实验用__________（选填“温度计示数”或“加热时间”）
来反映液体和液体 吸收热量的多少。根据实验数据绘制出如
图丁所示的图像,分析图像可知,液体___的温度升高得较慢,、
两种液体的比热容之比为_____。
加热时间
（3）实验小组的同学经过讨论和实验,用图甲所示的实验方法进
行数据测量,并求出燃料的热值。求出的热值比真实值______
（选填“偏大”或“偏小”）。
偏小
【方法技巧】本题主要考查利用控制变量法和转换法设计实
验的能力,由于燃料的热值不能直接测量,所以通过水温升高的度
数大小来体现燃料的热值大小,又由于燃料燃烧释放的热量既与
燃料的质量多少有关,又与燃料的热值大小有关,所以在设计实验
时应控制燃料质量相同。
变式跟进7 如图,甲、乙、丙三图中的装置完全相同,燃料的质量
相同,烧杯内的液体质量和初温也相同。
（1）为了比较不同燃料的热值,可以选择________两个装置;燃料
燃尽后通过记录________________（选填“加热时间”或“液体升
高的温度”）来比较两种燃料热值的大小。
甲、丙
液体升高的温度
（2）比较液体和液体 的吸热能力。
①在此实验中,用到了______法和控制变量法,以下需要控制的变
量,你认为多余的是___。
A.采用的加热方式
B.燃料的质量
C.液体和液体 的质量
D.盛放液体和液体 的容器
转换
B
②实验时,记录数据如下表:
加热时间/ 0 1 2 3 4 5 6
液体 的温度 25 26 27 28 29 30 31
液体 的温度 25 27 29 31 33 35 37
人们通常用两种方法来比较液体和液体 的吸热能力。方法
加热相同的时间,比较升高的温度;方法 升高相同的温度,比较
加热的时间。物理学用比热容来描述物质的吸热能力,这种方法
与方法___（选填“A”或“B”）是相同的。冬天来了,小明想制作一
个暖手袋,上表中液体___（选填“”或“ ”）更适合做暖手袋的供
热介质。
B
③如果用“单位质量的某种物质吸收（或放出） 的热量所升高
（或降低）的温度”来比较物质的这种物理属性,用符号 来表
示,则液体的值______（选填“大于”“小于”或“等于”）液体 的
值。
小于

展开更多......

收起↑