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(共23张PPT)
第十四章　内能的利用
14.3　热机的效率
1. 从能量转化的角度认识燃料的热值。
2. 从能量转化和转移的角度认识效率。
1. 燃料的热值
(1)定义：某种燃料完全燃烧放出的热量与其
之比。
(2)热值的符号是 ，单位是
或 。
(3)热值的表达式：
质量　
q　
焦每千克(J/kg)　
焦每立方米(J/m3)　
(4)物理意义：1 kg(或1 m3)某种燃料完全燃烧放出的热
量。如木炭的热值是3.4×107 J/kg，其物理意义是 kg的木炭完全燃烧放出的热量为 J。
1　
3.4×107　
2. 热机的效率
(1)燃料利用率比较低的原因：①燃料很难 ；②有效利用的热量比放出的热量要小。
(2)热机中燃料燃烧释放能量的主要流向如图所示。
完全燃烧
(3)定义：用来做 的这部分能量，与燃料
放出的热量之比。
(4)热机效率的表达式：
有用功　
完
全燃烧　
(5)提高热机效率的途径：①让燃料尽可能地 ；②减少各种能量损失；③设法利用 带走的能量。
充分燃烧
废气　
在80年代，很多市民常常使用蜂窝煤(如图所示)做饭取
暖。蜂窝煤主要是由无烟煤(q＝3.4×107 J/kg)制成的，
做成孔状是为了 。蜂窝煤
在不充分燃烧的过程中热值 ，一块1.2 kg的蜂
窝煤完全燃烧释放的热量为 J。
充分燃烧，提高燃烧效率　
不变　
4.08×107　
考点一　热值的理解和应用
【例1】食物也是一种“燃料”，释放化学能的过程不断
地在人体内发生。某种食物的营养成分表上标有“每100
g含能量1 200 kJ”，以下物理量与该标识的含义类似的
是(　C　)
A. 热量 B. 密度
C. 热值 D. 比热容
C
【例2】下列关于燃料的热值的说法中正确的有 (填序号)。
①燃料燃烧时，质量越大，热值越大
②燃料的热值与燃料的质量成反比，与燃料完全燃烧放出的热量成正比
③热值与燃料是否完全燃烧无关
④燃料不完全燃烧时的热值比完全燃烧时的热值小
⑤一罐氢气用掉了一半，剩余半罐的热值不变
⑥相同质量的不同燃料完全燃烧后放热越多的，其热值越大
⑦汽油的热值为4.6×107 J/kg，表示1 kg汽油燃烧一定可以放出4.6×107
J的热量
③⑤⑥　
方法点拨：
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)。
考点二　热值的相关计算
【例3】“运－20”在高空中飞行时，沿水平方向匀速直
线航行1 h，燃烧航空煤油4.8 t，则1 h内航空煤油完全燃烧所放出的热量是多少？(航空燃油的热值为4×107 J/kg)
解：航空煤油的质量：m＝4.8 t＝4.8×103 kg
航空煤油完全燃烧所放出的热量：Q＝mq＝4.8×103
kg×4×107 J/kg＝1.92×1011 J
解：航空煤油的质量：m＝4.8 t＝4.8×103 kg
航空煤油完全燃烧所放出的热量：
Q＝mq＝4.8×103 kg×4×107 J/kg＝1.92×1011 J
【例4】为了保持健康，小亮养成了晚饭后快走的习惯，某次运
动结束后，他佩戴的智能手环显示此次运动共消耗能量570
kcal(千卡)，则此次运动消耗的能量相当于多少克脂肪完全“燃
烧”所释放的能量？(1 kcal约为4 200 J，脂肪的热值为3.8×104
J/kg)
解：这次运动消耗的能量：Q＝570×4 200 J＝2.394×106 J
完全“燃烧”的脂肪质量：m＝＝＝63 kg
解：这次运动消耗的能量：Q＝570×4 200 J＝2.394×106 J
完全“燃烧”的脂肪质量：m＝＝＝63 kg
考点三　热效率的理解和计算
【例5】一辆汽车在一段平直公路上匀速行驶，能量流向图如图，消
耗燃油1.5×10－3 m3(假设燃油完全燃烧)，若燃油的密度ρ＝
0.8×103 kg/m3，燃油的热值q＝4×107 J/kg，求：
(1)在这段时间内所消耗的燃油完全燃烧所产生的热量；
解：(1)燃油的质量：m＝ρV＝0.8×103 kg/m3×1.5×10－3 m3＝1.2
kg
燃油完全燃烧所产生的热量：Q＝qm＝4×107 J/kg×1.2 kg＝
4.8×107 J
解：(1)燃油的质量：
m＝ρV＝0.8×103 kg/m3×1.5×10－3 m3＝1.2kg
燃油完全燃烧所产生的热量：
Q＝qm＝4×107 J/kg×1.2 kg＝4.8×107 J
【例5】一辆汽车在一段平直公路上匀速行驶，能量流向图如
图，消耗燃油1.5×10－3 m3(假设燃油完全燃烧)，若燃油的密度
ρ＝0.8×103 kg/m3，燃油的热值q＝4×107 J/kg，求：
(2)该汽车的热机效率；
解：(2)该汽车的热机效率：η＝100％－33％－30％－7％＝30％
解：(2)该汽车的热机效率：η＝100％－33％－30％－7％＝30％
【例5】一辆汽车在一段平直公路上匀速行驶，能量流向图如
图，消耗燃油1.5×10－3 m3(假设燃油完全燃烧)，若燃油的密度
ρ＝0.8×103 kg/m3，燃油的热值q＝4×107 J/kg，求：
(3)汽车输出的有用功。
解：(3)汽车输出的有用功：W有＝ηQ＝30％×4.8×107 J＝
1.44×107 J
解：(3)汽车输出的有用功：
W有＝ηQ＝30％×4.8×107 J＝1.44×107 J
【例6】某校九年级的学生参观了学校的锅炉房后，提出
了以下几种提高锅炉燃烧效率的方法，其中科学合理的
是(　A　)
A. 将煤粉碎成粉末状，用空气喷入炉膛
B. 将煤堆在一起集中燃烧
C. 向炉内多加煤以增强火力
D. 用大块煤炭，并缩小炉膛的进风口
A
(考点1)1.煤气的热值是3.9×107 J/m3，小宸用如图煤气灶烧水
时，进行了如下思考，正确的是(　D　)
D
A. 煤气燃烧越充分，其热值越大
B. 完全燃烧1 kg的煤气放出的热量是3.9×107 J
C. 完全燃烧1 m3的煤气，水吸收的热量是3.9×107 J
D. 煤气灶头做成多孔状是为了增大煤气灶的热效率
(考点2)2.用如图所示的装置给水壶中的水加热一段时间后，燃料燃
烧放出的热量为8.4×105 J，炉具内的液体燃料减少了0.02 kg，若
这0.02 kg的燃料完全燃烧，可以释放的热量为9×105 J，则该液体
燃料的热值是(　C　)
C
A. 2.4×105 J/kg
B. 2.4×107 J/kg
C. 4.5×107 J/kg
D. 3×107 J/kg
(考点3)3.如图是某汽油机的主要能量流向和相关参数
图，下列说法正确的是(　C　)
C
A. 有用机械能所占比例最大
B. 废气带走的能量占比为35％
C. 该汽油机的效率为25％
D. 通过技术改进可以无限提高汽油机的效率
(考点1、2、3)4.目前，氢能正逐渐应用在工业、能源、建筑、交通
等领域。氢能源作为新型能源，人们看重其 (选填“热值”
或“比热容”)大，具有巨大开发潜力。如图所示是某品牌氢能自行
车，一次性充满氢气0.04 kg，能在平直公路上匀速骑行126 km，骑
行时阻力为40 N。则此过程中，氢气完全燃烧产生的热量
是 J，氢气的利用效率是 (q氢＝1.4×108
J/kg)。
热值　
5.6×106　
90％　
(考点3) 5.如图所示，小明家更换了新的燃气灶，该燃气灶宣传
能效为一级能效(热效率≥63％)。某次，在一标准大气压下，小
明用新燃气灶将烧水壶内质量为2 kg、初温为20 ℃的水恰好烧
开(如图所示)，通过对比烧水前后燃气表的数值，得知烧水消耗
了0.03 m3的天然气，已知水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)，天
然气的热值为4×107 J/m3，求：
解：(1)水吸收的热量：
Q吸＝c水mΔt＝4.2×103 J/(kg·℃)×2 kg×(100
℃－20 ℃)＝6.72×105 J
(2)天然气完全燃烧放出的热量。
解：(2)天然气完全燃烧放出的热量：
Q放＝q天然气V＝4×107 J/m3×0.03 m3＝1.2×106 J
解：(1)水吸收的热量：
Q吸＝c水mΔt＝4.2×103 J/(kg·℃)×2 kg×(100 ℃
－20 ℃)＝6.72×105 J
解：(2)天然气完全燃烧放出的热量：
Q放＝q天然气V＝4×107 J/m3×0.03 m3＝1.2×106 J
(1)水吸收的热量。
(3)试通过计算判断商家有没有虚假宣传。
解：(3)该燃气灶的热效率：η＝＝＝56％＜63
所以商家存在虚假宣传。
解：(3)该燃气灶的热效率：η＝＝＝56％＜63％
所以商家存在虚假宣传。(共14张PPT)
第十四章　内能的利用
精讲专题　热学综合计算　
(第十三章到第十四章)
类型1　内能的传递(热传递)
解题公式：
1. 物体吸收热量的计算公式：Q吸＝ ，物体
放出热量的计算公式：Q放＝ 。
2. 燃料完全燃烧放出热量的计算公式：Q＝ 或Q
＝ (根据热值的单位选择对应的公式)。
3. 热传递效率的计算公式：η＝ 。
cm(t－t0)　
cm(t0－t)　
mq　
Vq　
　
【例1】某物理兴趣小组的同学，用天然气给10 kg的水
加热，同时绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变
化的图线，若在6 min内完全燃烧了0.12 kg的天然气(每
分钟放热相同)。水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)，天然
气的热值为5×107 J/kg。
解：(1)完全燃烧0.12 kg天然气释放的
热量：Q放＝qm天然气＝5×107
J/kg×0.12 kg＝6×106 J
解：(1)完全燃烧0.12 kg天然气释放的
热量：Q放＝qm天然气＝5×107J/kg×0.12 kg＝6×106 J
(1)完全燃烧0.12 kg天然气释放的热量为多少？
解：(2)在相同的时间内，天然气燃烧放出的热量相同，
“0～2 min”温度上升得最快，
所以该时间段水吸收的热量最多，热效率最高。
水吸收的热量：Q吸＝cm水Δt＝4.2×103 J/(kg·℃)
×10 kg×(50 ℃－20 ℃)＝1.26×106 J
(2)在烧水过程中，“0～2 min”“2～4 min”“4～6 min”哪个时间段热效率最高？此时间段内水吸收的热量为多少？
(3)在烧水过程中，最高热效率的时间段内，热效率为
多少？
解：(3)0～2 min内，天然气燃烧放出
的热量：Q放'＝Q放＝×6×106 J＝
2×106 J
热效率：η＝＝＝0.63＝
63％
解：(3)0～2 min内，天然气燃烧放出的热量：
Q放'＝Q放＝×6×106 J＝2×106 J
热效率：η＝＝＝0.63＝63％
类型2　内能转化为机械能
类型2　内能转化为机械能
解题公式：
1. 力做功的计算公式：W＝ ＝Pt；力做功的功率
计算公式：P＝＝ 　　＝Fv。
2. 热机效率的计算公式：η＝ 　　＝＝
。
Fs　
　
　
【例2】深圳“东进战略”重大工程春风隧道即将建成通
车，隧道长4.8 km，汽车限速60 km/h。某燃油车匀速通
过隧道时的牵引力为2×103 N，牵引力做的功可认为是
发动机输出的有用功，汽车屏幕显示通过隧道消耗汽油
0.5 kg，(汽油热值q＝4.8×107 J/kg)求：
(1)按交通规则行驶，汽车通过隧道至少需要的时间；
解：(1)汽车通过隧道至少需要的时间：
＝＝0.08 h
解：(1)汽车通过隧道至少需要的时间：t＝
＝＝0.08 h
(2)汽车匀速通过隧道，牵引力做的功；
解：(2)牵引力做的功：W＝Fs＝2×103 N×4.8×103 m
＝9.6×106 J
解：(2)牵引力做的功：
W＝Fs＝2×103 N×4.8×103 m＝9.6×106 J
【例2】深圳“东进战略”重大工程春风隧道即将建成通
车，隧道长4.8 km，汽车限速60 km/h。某燃油车匀速通
过隧道时的牵引力为2×103 N，牵引力做的功可认为是
发动机输出的有用功，汽车屏幕显示通过隧道消耗汽油
0.5 kg，(汽油热值q＝4.8×107 J/kg)求：
解：(1)汽车通过隧道至少需要的时间：t＝
＝＝0.08 h
【例2】深圳“东进战略”重大工程春风隧道即将建成通
车，隧道长4.8 km，汽车限速60 km/h。某燃油车匀速通
过隧道时的牵引力为2×103 N，牵引力做的功可认为是
发动机输出的有用功，汽车屏幕显示通过隧道消耗汽油
0.5 kg，(汽油热值q＝4.8×107 J/kg)求：
(3)汽车的汽油机效率。
解：(3)汽油完全燃烧放出的热量：Q＝qm＝4.8×107
J/kg×0.5 kg＝2.4×107 J
汽车的汽油机效率：η＝＝＝40％
解：(3)汽油完全燃烧放出的热量：
Q＝qm＝4.8×107 J/kg×0.5 kg＝2.4×107 J
汽车的汽油机效率：η＝＝＝40％
类型3　其他形式的能转化为内能
类型3　其他形式的能转化为内能
解题公式：
效率公式η＝为通用公式，做题前需要根据题
目判断哪些能量为E有用，哪些能量为E总。如【例3】
中，
为E有用， 为E总，然后再利用公式
进行计算。
一箱水从20 ℃加热到70 ℃需要吸收的热量　
太阳辐射的能量　
【例3】如图所示的太阳能热水器，它的水箱储水质量为120 kg，热水器上的集热器对太阳能的利用效率为40％，在与阳光垂直的地球表面上每平方米在1 s内得到的太阳辐射能量约为1 400 J。如果将整箱水的温度从20 ℃加热到70 ℃，需要阳光照射5 h，求：[水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)]
(1)一箱水从20 ℃加热到70 ℃需要吸收的热量；
解：(1)一箱水需要吸收的热量
Q吸＝c水m水(t－t0)＝4.2×103J/(kg·℃)
×120 kg×(70 ℃－20 ℃)＝2.52×107 J
【例3】如图所示的太阳能热水器，它的水箱储水质量为120 kg，热水器上的集热器对太阳能的利用效率为40％，在与阳光垂直的地球表面上每平方米在1 s内得到的太阳辐射能量约为1 400 J。如果将整箱水的温度从20 ℃加热到70 ℃，需要阳光照射5 h，求：[水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)]
(2)太阳辐射的能量E；
解：(2)由η＝可知，太阳辐射的能量
E＝＝＝6.3×107 J
解：(2)由η＝可知，太阳辐射的能量
E＝＝＝6.3×107 J
【例3】如图所示的太阳能热水器，它的水箱储水质量为120 kg，热水器上的集热器对太阳能的利用效率为40％，在与阳光垂直的地球表面上每平方米在1 s内得到的太阳辐射能量约为1 400 J。如果将整箱水的温度从20 ℃加热到70 ℃，需要阳光照射5 h，求：[水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)]
(3)热水器上集热器的面积。
解：(3)热水器上集热器的面积
S＝＝＝2.5 m2
解：(3)热水器上集热器的面积
S＝＝＝2.5 m2
答：(略)(共20张PPT)
第十四章　内能的利用
14.1　能量的转化与守恒
1. 了解能量及其存在的不同形式。能描述不同形式的能
量和生产生活的联系。
例1　列举几种与生活密切相关的能量。(课标新增)
2. 通过实验，认识能量可以从一个物体转移到其他物
体，不同形式的能量可以相互转化。
例2　列举生活中能量转移和转化的实例。(课标新增)
3. 知道做功的过程就是能量转化或转移的过程。
4. 举例说明机械能和其他形式能量的相互转化。
5. 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。
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。请补充下列现象中的能量转化。
①摩擦生热： 能转化为 能；
②水电站里水轮机带动发电机发电： 能转化
为 能；
转化　
机械　
内　
机械　
电　
③电动机带动水泵把水送到高处： 能转化为
能；
④植物吸收太阳光进行光合作用： 能转化为
能。
电　
机
械　
光　
化
学　
(2)方向性：我们利用的各种形式的能最终会自然地转化
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。
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。
消失　
产
生　
转化　
转移　
保持不变　
不
可能　
如图所示，在古代，沿海居民便利用自然潮汐进行晒盐
生产，形成“盐田”这一地名渊源。他们借助潮汐将海
水引入盐田，潮水从高处落下， 能转化
为 能；然后通过太阳蒸发海水制盐，该过程体现
了能量的 (选填“转移”或“转化”)。
重力势　
动　
转移　
考点一　能量的转化与转移
【例1】下列有关能量转化和转移的实例中，属于能量转
移的是(　D　)
A. 钻木取火 B. 摩擦生热
C. 光伏发电 D. 烤火取暖
D
【例2】如图所示，2025年10月31日，中国“神舟二十一
号”发射升空。火箭发射时，燃料燃烧获得的能量使其
升空。下列与该过程能量转化形式相同的事例是(　A　)
A
A. 点燃的爆竹腾空而起
B. 钻木取火
C. 水力发电
D. 将物体上抛
【例3】在乡村的公路上经常能看到“风光互补”景观照
明灯，如图所示。它“头顶”小风扇，“肩扛”太阳能
电池板，“腰挎”照明灯，“脚踩”蓄电池。则：
(1)太阳能电池板将太阳能转化为 能。
电　
(2)小风扇利用风力发电，将 能转化为电能。
(3)蓄电池白天充电，将电能转化为 能；蓄电池
夜晚放电，将化学能转化为电能，照明灯将
电能转化为光能。
机械　
化学　
方法点拨：
辨别能量转化和能量转移的方法： 　
1. 看关键词：一般有“动”字对应的是机械能，有
“热”字对应的是内能；有“电”字对应的是电能。
2. 看能量的形式：前后能量的形式发生变化的是能量转
化，没有发生变化的是能量转移。
考点二　能量守恒定律
【例4】(2025宁夏)如图所示，是一款钢珠“永动机”艺术摆件。当
钢珠由轨道A点释放后，钢珠会沿图中轨迹循环往复运动。钢珠离
开轨道B点上升的过程中，主要是将 能转化为
能；你认为钢珠在往复运动过程中， (选填“需要”或“不
需要”)消耗其他形式的能量。
动　
重力势　
需要　
【例5】《天工开物》中记载有一种自动引水灌溉工具—
—“高转筒车”(如图)。使用时下方转轮安装在河道中，
流水驱动轮子转动，系在传动绳索上的竹筒将水从河里
源源不断输送到上方农田中。下列说法正确的是(　B　)
B
A. 这是一台“永动机”
B. 水在输送过程中水的重力势能增加
C. 流水驱动轮子转动时机械能守恒
D. 该机械不符合能量守恒定律
方法点拨：
1. 根据能量守恒定律，永动机是不可能存在的。
2. 当物体不受外力的作用，只存在动能和势能的转化的
时候，机械能守恒；而能量守恒定律是任何条件下都成
立的。
(考点1)1.下列现象中，没有发生能量转化的是(　C　)
A. 锯木头时，锯条发热
B. 流星划过夜空发出亮光
C. 手摸热水袋感到暖和
D. 手冷时搓手取暖
C
(考点1)2.下列实例中，将内能转化为机械能的是(　C　)
A. 流星穿过大气层时发光发热
B. 冬天对着双手哈气
C. 水沸腾时，蒸汽推动壶盖
D. 不锈钢汤勺放在热汤中
C
(考点2)3.如图所示是一种设想中的永动机，它通过高处的水流
冲击叶片，使叶片转动来对外做功，同时带动抽水机将水从低
处抽到高处，从而循环工作。实际上，这个永动机并不会成
功，其根本原因是违背了(　C　)
C
A. 机械能守恒定律 B. 牛顿第一定律
C. 能量守恒定律 D. 阿基米德原理
(考点1、2) 4.如图为台球比赛时的情景。打台球时，运动的白
球撞击目标球后，速度会变慢，这是由于白球的动能
到了目标球上； 两球撞击时，由于相互摩擦，会发生能量
的 (前两空均选填“转移”或“转化”)；台球撞击过
程 (选填“遵守”或“不遵守”)能量守恒定律。
转移　
转化　
遵守　
(考点1、2) 5.不同形式的能量可以在一定条件下相互转化，如
图中给出了两个实例，请你做一些补充。圆圈内A的能量形式
是 能，圆圈内B的能量形式是 能，序号⑤的实例
有 。大量事实表明，能量在转化和转移的过程
中，能量的总量 (选填“变小”“不变”或“变大”)。
内　
电　
摩擦生热　
不变　(共8张PPT)
第十四章　内能的利用
14.4　跨学科实践：制作简易热机模型
通过制作热机模型，了解热机的工作原理。
1. 热机模型的选择
(1)汽油机属于 ，它的工作物质是气缸内
的 。
(2)蒸汽机的燃烧室在气缸外，属于 ，它的工
作物质是 。
(3)通常而言，优先考虑采用燃料燃烧加热 产生蒸
汽(或直接加热 )来做功的 。
内燃机　
空气和汽油的混合物　
外燃机　
水蒸气　
水　
空气　
外燃机　
2热机模型的原理和制作
如图是简易汽轮机模型。向易拉罐内部注入大约半罐水，点燃
酒精灯，酒精灯的 能转化为水的 能。部分
水 (填物态变化过程)为水蒸气从易拉罐口喷出，带动小
风扇的扇叶转动起来，此过程中水蒸气的 能转化为扇叶
的 能。
化学　
内　
汽化　
内　
机械　
3. 注意事项
(1)同学们在测试过程中，发现加热很长时间后，扇叶才
开始转动，这是因为
。
加热时间不足，无法产生足够的
水蒸气　
(2)进行了调整后，再次测试，发现风扇转动得很慢。同
学们交流后认为，这是蒸汽喷射力不足造成的。以下几
种解决方案中你认为可行的是 。
A. 增加酒精灯的高度，用其内焰加热
B. 更换一个更细的喷嘴
C. 降低小风扇的高度，使喷嘴对准风扇的中心
B　
(3)同学交流过程中，有同学设想：用凹面镜会聚太阳光
替代酒精灯加热易拉罐，制成一个“太阳能蒸汽机”。
你认为这个“太阳能蒸汽机”的优势是
。(写出一条即可)
环保无污染、
操作更安全　
如图所示，小明在科技节中展示了自己的作品。塑料瓶
内装入少量的液态乙醚，待乙醚充满整个塑料瓶后，启
动电子打火器，活塞瞬间向前飞出一段距离。活塞飞出
的过程相当于热机的 冲程，该过程中乙醚燃烧
产生的内能转化为活塞的 能。
做功　
机械　(共12张PPT)
第十四章　内能的利用
第十四章　内能的利用　章末总结
重难点1　能量的转化与守恒
1. 神奇的“饮水鸟”能不停地点头“喝”水。它的下球中装有乙醚，乙
醚吸收空气中的热量汽化后，下球气压增大，将乙醚压入上球，饮水鸟
的重心上移，“低头喝水”，如图乙，此时上、下球连通，气压相同，
乙醚流回下球，恢复图甲状态，如此反复。则(　B　)
A. “饮水鸟”低头过程中将机械能转化为电能
B. 如果没有能量补充，“饮水鸟”会停止运动
C. “饮水鸟”在运动的过程中不涉及能量的转化
D. “饮水鸟”不遵循能量守恒定律
B
重难点2　汽油机的四冲程
2. 光发动机可用于卫星的能源补充，原理如图甲所示。密闭气室中N2O4
在光照下会分解，使气室气压增大，推动活塞右移，无光条件下发生逆
反应，控制光照即可实现活塞往复运动，活塞右移过程相当于汽油机
的 冲程。该过程的能量转化与图 (选填“乙”或“丙”)所
示冲程的工作过程相同。若某台汽油机飞轮的转速是3 600 r/min，则该
汽油机每秒对外做功 次。
做功　
乙　
30　
重难点3　热值和效率的理解
3. 如图是某同学自制的简易热机模型，在矿泉水瓶的侧壁上钻一个小
孔，把电火花发生器紧紧塞进孔中，在瓶口喷入液态酒精并盖上纸杯。
按下电火花发生器的按钮后，酒精燃烧，纸杯飞出。下列说法正确的是
(　C　)
A. 飞出的纸杯相对于地面是静止的
B. 酒精燃烧时，酒精的热值会变小
C. 纸杯飞出时与热机做功冲程的能量转化相同
D. 通过改进热机模型的结构，其效率可达100％
C
4. A、B、C三台汽油机中燃料完全燃烧释放的内能和汽
油机输出的机械能的柱状图如图所示，则 汽油机的
效率最高，消耗质量相同的燃料时， 汽油机输出的
机械能最多。(均选填“A”“B”或“C”)
B　
B　
重难点4　热值和效率的计算
5. 如图所示的无人驾驶汽车是一种智能汽车，主要依靠车内以计算机系统为主的智能驾驶仪来实现无人驾驶。该汽车沿水平路面匀速直线行驶了3×104 m，发动机提供的牵引力为1.12×103 N，消耗柴油2.1 kg。[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，q柴油＝4.7×107 J/kg]求：
(1)消耗的柴油完全燃烧释放的热量；
解：(1)消耗的柴油完全燃烧释放的热量：
Q放＝q柴油m＝4.7×107 J/kg×
2.1 kg＝9.87×107 J
5. 如图所示的无人驾驶汽车是一种智能汽车，主要依靠车内以计算机系统为主的智能驾驶仪来实现无人驾驶。该汽车沿水平路面匀速直线行驶了3×104 m，发动机提供的牵引力为1.12×103 N，消耗柴油2.1 kg。[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，q柴油＝4.7×107 J/kg]求：
(2)汽车发动机的效率；(百分号后保留一位小数)
解：(2)发动机做的有用功：
W有＝Fs＝1.12×103 N×3×104 m＝3.36×107 J
发动机的效率：η＝＝≈34.0％
5. 如图所示的无人驾驶汽车是一种智能汽车，主要依靠车内以计算机系统为主的智能驾驶仪来实现无人驾驶。该汽车沿水平路面匀速直线行驶了3×104 m，发动机提供的牵引力为1.12×103 N，消耗柴油2.1 kg。[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，q柴油＝4.7×107 J/kg]求：
(3)若2.1 kg柴油完全燃烧释放的热量全部被水吸收，可将多少千克水从20 ℃加热到70 ℃。
解：(3)水升高的温度：Δt＝70 ℃－20 ℃＝50 ℃
水的质量：m＝＝＝470 kg
解：(3)水升高的温度：Δt＝70 ℃－20 ℃＝50 ℃
水的质量：m＝＝＝470 kg
答：(略)(共27张PPT)
第十四章　内能的利用
14.2　热机
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。
例　了解热机对社会发展所起的作用和对环境的影响。
1. 热机
(1)人们发现内能可以做功，由此制造了各种利用内能做
功的机械—— 。
(2)热机的种类很多，例如蒸汽机、 、汽轮
机、喷气发动机等。
(3)燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机，叫
作 。它分为 和 两大
类，它们分别用汽油和柴油作为燃料。
热机　
内燃机　
内燃机　
汽油机　
柴油机　
2. 四冲程汽油机
示意图 冲程名称 特点 能量转化
①
冲程 进气门打开，排气
门关闭，活塞向下
运动，②
进
入气缸 无能量
转化
吸气
汽油和
空气的混合物　
示意图 冲程名称 特点 能量转化
③
冲程 进气门和排气门都
关闭，活塞向
④ 运动，燃
料混合物被压缩 ⑤
能转化为
⑥
能
压缩
上　
机械
内　
示意图 冲程名称 特点 能量转化
⑦
冲程 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
⑧ 运动，带
动曲轴转动，对外
做功 ⑨
能转化为⑩
能
做功
下　
内　
机械
示意图 冲程名称 特点 能量转化

冲程 进气门保持关闭，
排气门打开，活 塞向上运动，把
排出 气缸 无能量
转化
排气
废气　
3. 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① 有②
吸入物质 ③
④
点燃方式 点燃式 压燃式
火花塞　
喷油嘴　
汽油和空气的
混合物　
空气　
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
如图是广州市博物馆收藏的明清火炮。火炮使用时，点
燃引线，火药迅速燃烧，在炮膛内形成高温高压气体，
推动弹丸快速飞出。弹丸飞出的过程中， 能转化
为 能，与汽油机的 冲程原理相同。
内　
机械　
做功　
考点一　热机
【例1】“九三大阅兵”展示了我国陆海空三军的各式先
进装备，下列装备中动力机械不属于热机的是(　C　)
A. 歼－20S隐身战斗机 B. 东风－61导弹搭载车
C. 电动洗扫车 D. 99B主战坦克
C
【例2】如图所示，在试管内装些水，用软木塞塞住，加热使
水沸腾，水蒸气会把木塞冲开，有的同学由这个装置联想到
内燃机。
(1)用酒精灯加热水的过程中，酒精灯的 转化为水
的 。
(2)水蒸气冲开木塞的过程， 能转化成 能。
化学能　
内能　
内　
机械　
方法点拨：
对热机工作原理的理解(物理观念)
将燃料中储存的化学能转化为蒸汽或燃气的内能，
然后将蒸汽或燃气的内能转化为机械能。
考点二　内燃机
(中考点击)国产蓝鲸发动机曾做了一场极限200小时的直
播测试，挑战吉尼斯世界纪录。图甲是直播时的场景，
图乙是其工作过程中各个冲程的示意图。回答【例3】～
【例6】。
【例3】图乙中各个冲程正确的排列顺序为(　C　)
A. ①②④③ B. ②④③①
C. ②①④③ D. ②③①④
C
【例4】对图乙中③所示的冲程描述正确的是(　B　)
A. 吸入汽油和空气
B. 依靠飞轮的惯性完成的
C. 缸内气体温度升高
D. 机械能转化为内能
B
【例5】直播过程中发动机以5500 r/min的转速极限运
行，则它每分钟完成的冲程和对外做功的次数分别为
(　D　)
A. 5 500　22 000 B. 91　364
C. 364　91 D. 11 000　27 50
D
【例6】如图为航母上简化的蒸汽弹射装置，气缸内的蒸
汽体积膨胀，从而推动活塞使舰载机获得牵引力，该过
程与图乙中的哪个冲程工作原理相同(　D　)
D
A. ① B. ②
C. ③ D. ④
方法点拨：
1. 辨认冲程的方法
2. 冲程的相关计算：4个冲程为1个工作循环，完成1个
工作循环活塞往复运动2次，曲轴和飞轮转动2周，对外
做功1次。
考点三　汽油机和柴油机的区别
【例7】(2025深圳)晓凤同学提出问题：收割机用四冲程
柴油机提供动力，其中压缩冲程过程中，柴油机气缸内
气体(　D　)
A. 质量变大 B. 内能减小
C. 体积变大 D. 温度升高
D
【例8】下列关于柴油机和汽油机的说法中，正确的是
(　C　)
A. 吸气冲程中，汽油机吸入气缸的是空气
B. 汽油机气缸的顶端有喷油嘴
C. 进气门、排气门都关闭，活塞向上运动——压缩冲程
D. 内能转化为机械能——压缩冲程
C
(考点1) 1.近年来我国先进装备层出不穷，我们倍感自
豪，下列装备的动力装置与其他选项不同的是(　A　)
A. 玉兔号月球车 B. 福建舰航母
C. 歼－35战机 D. C919大型客机
A
(考点2)2.汽油机工作的四个冲程中，将机械能转化为内
能的冲程是(　B　)
A. 吸气冲程 B. 压缩冲程
C. 做功冲程 D. 排气冲程
B
(考点3)3.柴油机与汽油机相比，下列说法不正确的是
(　D　)
A. 有喷油嘴没有火花塞
B. 效率比汽油机更高一些
C. 采用压燃式点火
D. 常用在小汽车，小型飞机上
D
(考点2)4.如图所示，是用热成像手机拍摄的老师擦黑板
时的情景。从手机屏幕上看到，黑板擦又红又亮，其他
地方较暗，说明擦黑板的过程， 能转化
为 能，黑板擦的温度升高，其能量转化过程与四
冲程汽油机的 冲程相同。
机械　
内　
压缩　
(考点2)5.小明用塑料矿泉水瓶进行了如下探究：瓶中留有少量水，
盖上瓶盖(图甲)，扭转瓶子(图乙)，轻轻扭动瓶盖，瓶盖被瓶内的气
体冲出，瓶内气体的内能 (选填“增大”“减小”或“不
变”)，同时瓶内出现白雾。此时能量转化与丙、丁图中的 相
同；若某台汽油机1 s内对外做功20次，则飞轮转速是 r/s。
减小　
丙　
40　

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