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(共42张PPT)
第17课时　内能的利用
过 基 础
1．能量的转化：如图1所示，在一定条件下，各种形式的能量可以相互________。
2．能量守恒定律：能量既不会___________，也不会___________，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____________。
转化
知识点　 　能量的转化与守恒
图1
凭空消失
凭空产生
转化
转移
保持不变
注意　1．能量的转化和转移具有一定的方向性。
2．“能量守恒”是无条件的，“机械能守恒”是有条件的，即“只有动能和势能之间的相互转化”。
1．热机
(1)定义：利用________做功的机械叫作热机。
(2)常见热机：内燃机、蒸汽机、汽轮机、喷气发动机等。
内能
知识点　 　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，叫作内燃机。内燃机分为__________和__________两大类，它们分别用汽油和柴油作为燃料。
(2)工作原理：燃料在气缸里面燃烧，将________能转化为______能，生成高温高压的燃气，推动活塞做功，将______能转化为________能。
气缸
汽油机
柴油机
化学
内
内
机械
(3)汽油机(柴油机)的四个冲程及其特点
冲程 工作示意图 能量的转化 (或转移) 相应特点
①________冲程 / a．进气门②________，排气门③________
b．活塞向④______运动，吸入汽油和空气的混合物(柴油机只吸入空气)
吸气
打开
关闭
下
冲程 工作示意图 能量的转化 (或转移) 相应特点
⑤_______冲程 ⑥________能转化为⑦______能 a．进气门、排气门都关闭
b．活塞向⑧______运动，压缩汽油和空气的混合物(柴油机压缩的是空气)
⑨_______冲程(使内燃机获得动力) ⑩______能转化为 ________能 a．进气门、排气门都关闭
b．活塞在高温高压的气体作用下向 ______运动
c．点火方式：点燃式——火花塞产生电火花引燃燃料(柴油机为压燃式——喷油嘴喷出柴油被压缩的高温气体引燃)
压缩
机械
内
上
内
机械
下
做功
冲程 工作示意图 能量的转化 (或转移) 相应特点
________冲程 废气带走很多能量 a．进气门 ________，排气门 ________
b．活塞向 ______运动，将废气排出气缸
排气
关闭
打开
上
(4)四冲程汽油机的一个工作循环包括_____个冲程，活塞往复运动_____次，曲轴与飞轮转动_____周，对外做功_____次。
4
2
2
1
1．定义：某种燃料____________放出的热量与其________之比，用符号______表示。
2．单位：________________(固体、液体燃料)、_______________ (气体燃料)。
3．燃料完全燃烧放出热量的计算公式：
完全燃烧
知识点　 　燃料的热值
质量
q
焦每千克(J/kg)
焦每立方米(J/m3)
1．定义：热机工作时，用来做__________的这部分能量与燃料____________放出的热量之比。用η表示。
有用功
知识点　 　热机的效率
完全燃烧
注意　热机的效率总小于1。
过 易 错
易错点　 　内燃机的工作过程
例1　(2025广州六中二模)图2甲为小昕自制的热机模型，从上方瓶口喷入液态酒精并轻轻盖上一次性塑料杯，启动电火花发生器点燃瓶内酒精后，塑料杯立即飞出。此过程中酒精燃烧，酒精的化学能先转化为______能，再转
内
化为塑料杯的_______能，与图乙中_____ (选填“A”“B”“C”或“D”)的能量转化过程相同。
机械
C
图2
例2　(2025荔湾区一模)小明看到爸爸启动摩托车时，转速表如图3所示(转速表示每分钟飞轮所转的圈数)，如果该车使用的是单缸四冲程汽油机，请根据图中信息计算此时发动机4 s内对外做功的次数为(　　)
A．25　 B．32
C．50　 D．100
A
图3
对于四冲程内燃机(汽油机、柴油机)，牢记“1个循环→4个冲程→转动2周→做1次功”。
易错点　 　对热值的理解
例3　(2024花都区期末)关于燃料及其热值，下列说法中正确的是 (　　)
A．没有燃烧的燃料，其热值等于零
B．当燃料未完全燃烧时，它的热值会变小
C．燃料的热值越大，放出的热量越多
D．不同燃料的热值有可能相同
D
燃料的热值是一个定值(特指完全燃烧的情况)，只与燃料的种类有关，与燃料的形状、体积、质量、是否充分燃烧等均无关。
易错点　 　效率的计算
例4　(2025广大附中三模)小明家计划把汽油车更换成新能源汽车，他看到了网络上对两款汽油车和新能源车的测评，以下是他了解到的相关信息。
图4
(1)图4甲为汽油车的能量流向图，汽油车在该次行驶过程中消耗30 kg汽油，汽油完全燃烧放出的热量Q为__________J，若汽油机的热效率为30%，则有用机械能为__________J。(汽油的热值q汽油＝4.6×107 J/kg)
(2)图乙为新能源汽车的能量流向图，若该车消耗的电能E＝Q，电动机的损耗能量为2.76×108 J，则电动机的工作效率为______%。
1.38×109
4.14×108
80
无论哪种“效率”，都是输出的“有用功”与输入的“总功”之比。
过 考 点
考点　 　能量的转化与守恒
1．图5装置中，用酒精灯加热试管中的水一段时间后，试管上的塞子飞出，下列说法正确的是 (　　)
A．酒精具有化学能，不具有内能
B．加热过程中，水的内能不变
C．塞子飞出，塞子的动能由水蒸气的内能转化而来
D．塞子的动能，等于酒精燃烧时释放的能量
C
图5
2．图6所示的摆设正常运行时，小轮在支架上来回滚动，每次到达的最大高度相同，小明发现摆设上有一电源，关掉电源后，小轮逐渐停下来，则(　　)
D
图6
A．小轮滚动过程中没有力对其做功
B．小轮在滚动过程中只有动能和势能相互转化
C．断电后小轮会停下，说明能量守恒定律不一定成立
D．正常运行时，小轮往返一次，摆设一定需要消耗电能
3．(2025大石富丽中学二模)图7是某城市风力发电系统将风能转化为电能对蓄电池充电，再由蓄电池为路灯供电的过程。结合生活实际，下列对图示方框中能量的判断正确的是 (　　)
A．甲和丙都是“电能”，而且大小相等
B．甲和丙都是“电能”，但大小不相等
C．乙是“电能”
D．丁是“化学能”
B
图7
考点　 　燃料的热值
4．(2024越秀区期末)一些燃料的热值如下表所示，下列说法正确的是 (　　)
A．0.5 kg的汽油的热值是2.3×107 J/kg
B．热值为3.0×107 J/kg的燃料一定是酒精
C．燃料越接近完全燃烧，燃料的热值就越大
D．0.5 kg的汽油完全燃烧放出的热量是2.3×107 J
燃料 热值 燃料 热值
焦炭 3.0×107 J/kg 柴油 4.3×107 J/kg
酒精 3.0×107 J/kg 汽油 4.6×107 J/kg
D
5．(2025汇景实验学校模拟)质量为1 kg的A、B、C三种燃料，温度都升高1 ℃时，吸收的热量如图8甲所示，完全燃烧放出的热量如图乙所示。下列说法正确的是 (　　)
A．A的热值小于B
B．B的比热容大于C
C．1 kg的B温度降低2 ℃放出的热量是6.0×107 J
D．完全燃烧2 kg的A燃料放出的热量是4.2×103 J
B
图8
6．(2025南沙区二模)如图9所示，甲、乙、丙三套装置除燃料和液体种类外完全相同，不同燃料在相同时间内消耗的质量相同，实验过程中液体都未沸腾。
图9
(1)为比较不同物质的比热容，应选择__________两装置进行实验，物质吸热的多少是由____________(选填“温度计示数”或“加热时间”)来反映的。
甲、丙
加热时间
(2)为比较不同燃料的热值，应选择__________两装置进行实验，燃料燃烧时放出的热量的多少是由______________(选填“温度计示数”或“加热时间”)来反映的。
甲、乙
温度计示数
考点　 　热机及其效率
7．(2025铁一中学二模改编)图10为内燃机四冲程工作的示意图，下列说法正确的是 (　　)
A．一个工作循环的正确顺序：甲、乙、丙、丁
B．内燃机是利用化学能做功的机器
C．图乙冲程是做功冲程
D．图丁冲程是机械能转化为内能的过程
D
图10
8．(2022广州)下列选项可能符合汽车热机能量流向的是 (　　)
D
A
B
C
D
9．图11为我国古代智慧成果“取火器”的模型图，把木质推杆迅速推入内壁光滑的牛角套筒时，杆前端的艾绒立刻燃烧起来。
(1)上述过程是通过________的方式使筒内空气温度升高，达到艾绒的着火点的。
做功
图11
(2)点火的过程中，推杆的动能转化为空气的______能，该能量转化过程与四冲程汽油机的________冲程相似。
内
压缩
10．(2025黄埔区一模节选)右表是某燃气灶的产品参数，现使用该燃气灶将1 kg的水从20 ℃加热到80 ℃，用时84 s。
(1)已知水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)，则上述过程中水吸收的热量是____________J。
产品型号 AY8A
适用气源 天然气
热负荷 5 kW
热效率 65%
(2)产品参数中的热负荷是指燃料在燃烧器中燃烧时单位时间内释放的热量，若上述过程中燃气灶以该热负荷工作，则燃料释放的热量是___________J，此次加热水的过程中燃气灶的实际热效率是________。
2.52×105
4.2×105
60%
(3)完全燃烧相同体积的液化石油气与天然气(q液化石油气＜q天然气)，与天然气相比，液化石油气释放的热量________(选填“更多”“更少”或“一样多”)。
更少
产品型号 AY8A
适用气源 天然气
热负荷 5 kW
热效率 65%
跨学科实践
11．制作简易“蒸汽船”模型。
【项目提出】热机的发明和使用对人类社会的发展起到了重要的作用。在学习了热机的工作原理后，小乐尝试运用相关知识制作一个简易的“蒸汽船”模型。
【项目分析】热机的原理：将______能转化为________能。
内
机械
【项目实施】
(1)如图12甲所示，小乐选用________(选填“塑料”或“金属”)材质的容器盛水，用蜡烛对容器底部加热，通过__________的方式改变水的内能。
金属
图12
(2)一段时间后，观察到容器向右喷出蒸汽，“蒸汽船”向______ (选填“左”或“右”)行驶。
热传递
左
【展示交流】
(1)“蒸汽船”行驶过程中，水蒸气减少的内能比船体增加的机械能______(选填“多”或“少”)，此过程中能量________(选填“守恒”或“不守恒”)。
(2)与“蒸汽船”相比，请说出图乙所示装置在提高内能的利用效率方面的改进之处：______________________________________________ ____________________。
多
守恒
将燃料的燃烧过程改在热机内部进行，减少热量损失，从而提高效率
参考答案
过基础
知识点1　1．转化
2．凭空消失　凭空产生　转化　转移　保持不变
知识点2　1．(1)内能
2．(1)气缸　汽油机　柴油机　(2)化学　内　内　机械
(3)①吸气　②打开　③关闭　④下　⑤压缩　⑥机械　⑦内　⑧上　⑨做功　⑩内　 机械　 下　 排气　 关闭　 打开　 上
(4)4　2　2　1
知识点3　1．完全燃烧　质量　q
2．焦每千克(J/kg)　焦每立方米(J/m3)
过易错
例1　内　机械　C
例2　A　例3　D
例4　(1)1.38×109　4.14×108　(2)80
过考点
1．C　2．D　3．B　4．D　5．B
6．(1)甲、丙　加热时间　(2)甲、乙　温度计示数
7．D　8．D
9．(1)做功　(2)内　压缩
10．(1)2.52×105　(2)4.2×105　60%　(3)更少
跨学科实践
11．【项目分析】内　机械
【项目实施】(1)金属　热传递　(2)左
【展示交流】(1)多　守恒　(2)将燃料的燃烧过程改在热机内部进行，减少热量损失，从而提高效率

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