熱機(jī)的效率能量的轉(zhuǎn)化和守恒教案

《熱機(jī)的效率能量的轉(zhuǎn)化和守恒教案》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《熱機(jī)的效率能量的轉(zhuǎn)化和守恒教案（17頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、 第四講：熱機(jī)的效率 能量的轉(zhuǎn)化和守恒 適用學(xué)科 適用區(qū)域 知識點(diǎn) 物理 人教版 1.燃料的熱值及相關(guān)計(jì)算 適用年級?????初三 課時(shí)時(shí)長（分鐘）??120 2.熱機(jī)的能量轉(zhuǎn)化與守恒 3.熱機(jī)的效率 教學(xué)目標(biāo) 1.知識與技能 （1）掌握熱值的概念 （2）了解熱機(jī)的效率 （3）會簡單計(jì)算小汽車的效率 （4）了解能量等轉(zhuǎn)化 2.過程與方法 通過探究，知道不同燃料的熱值不同，會進(jìn)行燃料燃燒放熱的簡單計(jì) 算，

2、能從能量轉(zhuǎn)化的角度認(rèn)識燃料的熱值。 3.情感態(tài)度與價(jià)值觀 了解內(nèi)能的利用在人類發(fā)展史上的重要意義，培養(yǎng)科學(xué)意識。 教學(xué)重點(diǎn) 教學(xué)難點(diǎn) 從能量轉(zhuǎn)化的角度認(rèn)識燃料的熱值。 從能量轉(zhuǎn)化的角度認(rèn)識熱機(jī)的效義。 1 教學(xué)過程 一、復(fù)習(xí)預(yù)習(xí) 1.內(nèi)能是物體所有分子動能和分子勢能的總和，一切物體在任何情況下都有內(nèi)能。 2.熱傳遞是改變物體內(nèi)能的一種方式。熱傳遞的實(shí)質(zhì)是能量從高溫物體傳到低溫物體或者同 一物體的高溫部分傳到

3、低溫部分的過程。 只 3.熱機(jī)的一個(gè)工作循環(huán)由四個(gè)沖程組成，分別是吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程。 一個(gè)工作循環(huán)中，曲軸和飛輪均轉(zhuǎn)動兩周，對外做功一次。在四個(gè)沖程中，?有做功沖程是 燃?xì)鈱ν庾龉?，其他三個(gè)沖程的輔助沖程，要靠安裝在曲軸上的飛輪的慣性來完成。 預(yù)習(xí)：熱機(jī)的效率?能量的轉(zhuǎn)化與守恒 二、知識講解 課程引入： 提問：熱機(jī)在工作過程中，不同燃料燃燒它們放出的熱量相等嗎？ 考點(diǎn)/易錯(cuò)點(diǎn)?1 熱值 （1）問題探究： 提出問題：完全燃燒相同質(zhì)量的不同燃料，它們放出的熱量相等嗎？ 猜想與假設(shè)：因?yàn)槿剂喜煌?，所以它們放出的?/p>

4、量不相等 設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)：用天平分別測量出質(zhì)量均為?10g?的酒精和碎紙片，將其分別放入兩個(gè)燃燒皿 中，點(diǎn)燃它們，分別給裝有質(zhì)量和溫度均相同的水（約?200g）的兩個(gè)相同燒杯加熱，使酒 精和碎紙片充分燃燒。記下量個(gè)溫度計(jì)示數(shù)變化情況。 燃料 溫度 加熱前的水溫/℃??燃料燃盡后的水溫/℃????水溫的變化/℃ 10g?酒精 10g?碎紙片 20 20 55 34 35 14 實(shí)驗(yàn)分析：由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，用?10g?酒精加熱，水溫升的高，二用?10g?碎紙片加熱， 水溫升的低。 探

5、究歸納：完全燃燒相同質(zhì)量的不同燃料，它們放出的熱量不相等，為此引入了熱值這 一個(gè)概念。 （2）熱值 定義 單位 燃料完全燃燒放出的熱量與燃料質(zhì)量之比，叫做這種燃料的熱值 焦耳/千克，即”J/kg“，讀作”焦耳每千克“ 公式 q??Q m  ，期中?Q?表示燃料完全燃燒放出的熱量，m?表示燃料的質(zhì)量，q?表示該 燃料的熱值 物理意義 表示一定質(zhì)量的某種燃料在完全燃燒時(shí)所放出熱量的多少。如木炭的熱值為 2 3.4x107J/kg，它表示?1kg?木炭完全燃燒所放出的熱量是?3.4×107

6、J。同種燃料 的熱值不同，不同燃料的熱值一般不同 熱值反應(yīng)了所有能燃燒的物質(zhì)的一種行之，反應(yīng)了不同燃料在燃燒過程中，化學(xué)能轉(zhuǎn) 化為內(nèi)能的本領(lǐng)的大小，也就是說，他是燃料本身的一種特性，它只與燃料的種類有關(guān)，與 燃料的形態(tài)、質(zhì)量、體積、是否完全燃燒均沒有關(guān)系。 氣體燃料的熱值定義為燃料完全燃燒放出的熱量與燃料體積之比 （3）燃料燃燒放出熱量的計(jì)算 如果用?m?表示燃料的質(zhì)量，用?q?表示該種燃料的熱值，用?Q?放表示完全燃燒時(shí)所放 出的熱量，則?Q?放=mq。期中?m?的單位是?kg，q?的單位是?J/kg，Q?放的單位是?J。 注意： （1）只有燃

7、料完全燃燒時(shí)，放出的熱量的計(jì)算公式Q=mq?進(jìn)行計(jì)算，不要與物體溫 度降低時(shí)放熱公式?Q=cm（t2-t1）混淆。 （2）計(jì)算時(shí)要看清燃料的種類、是否完全燃燒等關(guān)鍵詞。 由燃料完全燃燒放出的熱量的計(jì)算公式?Q=mq?變形可得到?q Q m  ，注意公式中每個(gè) 物理量都有其特殊物理意義，而不是純粹的數(shù)學(xué)關(guān)系，不能錯(cuò)誤地認(rèn)為?q?與?Q?成正比、與 m?成反比。 考點(diǎn)/易錯(cuò)點(diǎn)?2 熱機(jī)的效率 （1）熱機(jī)能量是損失 ①燃料未能完全燃燒 由于燃料的優(yōu)劣，內(nèi)燃機(jī)氣缸與活塞的密封

8、程度等原因，熱機(jī)不可能將燃料完全燃燒， 這必將有一部分能量損失。不過，這里損失的能量很小。 ②廢氣帶走很大一部分能量 四沖程內(nèi)燃機(jī)的一個(gè)工作循環(huán)中，排氣沖工程將氣缸中的廢氣排放掉，但此時(shí)廢氣的 溫度仍很高，內(nèi)能較大。 ③一部分能量消耗在散熱上 熱機(jī)大部分是由金屬制成的，金屬是熱的良導(dǎo)體，傳遞了部分燃料燃燒所釋放的熱量， 所以散熱也是能量損失的一個(gè)方面。 ④克服摩擦做功 活塞和曲軸在運(yùn)動時(shí)克服摩擦做做功，這部分能量也要靠燃料燃燒的內(nèi)能來提供 （2）熱機(jī)的效率 ①定義：用來做有用功的那部分能量個(gè)燃料完全燃燒所釋放的能量之比 3

9、 ②公式h?= 用來做有用功的能量（Q有用）?′100% 燃料完全燃燒釋放的能量（Q總） ③由于熱機(jī)在工作過程中總有能量損失，所以熱機(jī)的效率總小于?1. （3）提高熱機(jī)的效率的主要途徑 ①使燃料充分燃燒 ②盡量減少各種熱損失 ③在熱機(jī)的設(shè)計(jì)和制造上，采用先進(jìn)的技術(shù) ④使用時(shí)，注意保養(yǎng)，保證良好的潤滑，合理調(diào)整運(yùn)動零件之間的間隙，減小因克服摩 擦阻力而額外消耗的功。 考點(diǎn)/易錯(cuò)點(diǎn)?3 能量轉(zhuǎn)化 實(shí)驗(yàn)探究：在透明塑料盒的地步鉆一個(gè)孔，把電子式火花發(fā)生器的放電針管緊緊地塞進(jìn) 孔中，打開塑料盒蓋，向盒中滴入數(shù)滴酒精，再將

10、盒蓋蓋緊，然后按動電火花發(fā)生器的按鈕。 我們將會看到，透明塑料盒內(nèi)的酒精劇烈燃燒，塑料盒蓋被高溫高壓氣體推出，在盒口不遠(yuǎn) 處有水霧產(chǎn)生，在此過程中，酒精燃燒后的燃?xì)鈱ν庾龉?，燃?xì)獾膬?nèi)能減少，轉(zhuǎn)化為塑料盒 蓋的機(jī)械能。 根據(jù)這一原理，可以制造出一種講內(nèi)呢過轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的機(jī)器。熱機(jī)是熱力發(fā)動機(jī)的簡 稱，它是將燃料燃燒產(chǎn)生的高溫高壓燃?xì)獾膬?nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的裝置。 最常見的內(nèi)燃機(jī)是四沖程的汽油機(jī)和四沖程的柴油機(jī)。汽油機(jī)是以汽油味燃料的內(nèi)燃機(jī)。 汽油機(jī)的工作過程如下表： 沖程名稱 進(jìn)氣門開閉 閉氣門開閉 活塞運(yùn)動方向 沖程作

11、用 吸氣沖程 打開 關(guān)閉 向下 吸入燃?xì)? 和空氣的 壓縮沖程 關(guān)閉 關(guān)閉 向上 壓縮燃料和空 氣混合氣體做 做工沖程 關(guān)閉 關(guān)閉 向下 在當(dāng)活塞到達(dá)氣缸頂端時(shí)， 火花塞打火，點(diǎn)燃燃料，產(chǎn) 排氣沖程 關(guān)閉 打開 向上 排除廢氣 混合氣體 功，使其壓強(qiáng) 增大、溫度升 高 生的高溫高壓燃?xì)馔苿踊钊? 做功。通過連桿、曲軸帶飛 輪轉(zhuǎn)動 能的轉(zhuǎn)化 無能量轉(zhuǎn) 化 壓縮燃料和空 氣的混合氣 體，機(jī)械能轉(zhuǎn)

12、 燃料燃燒，化學(xué)能轉(zhuǎn)化成燃 氣的內(nèi)能，燃?xì)馔苿踊钊? 功，內(nèi)能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能 無能量轉(zhuǎn)化 化成內(nèi)能 考點(diǎn)突破： 機(jī)械能與內(nèi)能間的轉(zhuǎn)化是通過做功來實(shí)現(xiàn)的，對物體做功的過程是將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 的過程，而物體對外做功則是內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的過程。 4 如：流星墜入大氣層時(shí)，機(jī)械能減少，內(nèi)能增加，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。壺中的水沸騰時(shí)， 壺蓋不斷跳動，則是內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。 三、例題精析 考點(diǎn)?1.熱值 【基礎(chǔ)鞏固】 【例題?1】 【題干】燒開同樣一壺水，完全燃燒的干木材與完全燃燒的無煙煤質(zhì)量不同

13、，是因?yàn)楦赡静? 和無煙煤具有不同的（ ） A．熱值?B．比熱容?C．內(nèi)能?D．熱量 【答案】A 【解析】燒開同樣一壺水，完全燃燒的干木材與完全燃燒的無煙煤質(zhì)量不同，說明完全 燃燒相同質(zhì)量的干木材和無煙煤放出的熱量不同，即熱值不同． 【中等強(qiáng)化】 【例題?2】 【題干】汽車油箱的汽油用掉一半后，關(guān)于油箱內(nèi)汽油的說法正確的是（ ） A．它的質(zhì)量變?yōu)樵瓉淼囊话? B．它的密度變?yōu)樵瓉淼囊话? C．它的熱值變?yōu)樵瓉淼囊话? D．它的比熱容變?yōu)樵瓉淼囊话? 【答案】A 【解析】汽車油箱中的汽油用掉一半后，汽油的質(zhì)量減少一

14、半，但密度、熱值和比熱容 是不變的 【培優(yōu)拔高】 【例題?3】 【題干】把一杯酒精從?20℃加熱到?40℃的過程中，它的（ ） A．熱值變大，比熱也變大?B．熱值不變，比熱變大 C．熱值變大，比熱不變?D．熱值不變，比熱也不變 【答案】D 【解析】對于酒精來說，它的熱值和比熱容是一定的，和酒精的質(zhì)量和溫度都沒有關(guān)系 考點(diǎn)?2.熱機(jī)的效率 【基礎(chǔ)鞏固】 【例題?4】 【題干】關(guān)于“熱機(jī)”，下列說法中錯(cuò)誤的是（ ） A．通過技術(shù)改進(jìn)，可以使熱機(jī)的效率達(dá)到?100% B．減少城市熱島效應(yīng)的措施之一就是倡導(dǎo)“綠色出

15、行” 5 C．用水而不用其它循環(huán)物質(zhì)降低熱機(jī)的溫度，主要是利用水的比熱容最大的特性 D．嚴(yán)寒的冬天，有人晚上把熱機(jī)水箱中的水放出，是防止氣溫降低時(shí)，水凝固而脹壞水箱 【答案】A A 效 【解析】?、使用熱機(jī)不可避免的要克服機(jī)器部件摩擦做額外功，?率不可能達(dá)到?100%， 所以?A?是錯(cuò)誤的；B、“綠色出行”可以減少熱機(jī)工作時(shí)的二氧化碳和熱量的排放，是減少 城市熱島效應(yīng)的措施之一就是所以?B?是正確的；C、水的比熱容比較大，在升高相同的溫度 需要吸收更多的熱量，所以利用水來降低熱機(jī)的溫度，所以C?是正確的；D、水凝固時(shí)體積

16、變大，就會脹壞水箱，所以冬天要把水箱中的水放出，所以?D?是正確的． 【中等強(qiáng)化】 【例題?5】 【題干】熱機(jī)的效率較低，為了提高熱機(jī)的效率，你認(rèn)為下列方法目前不可能的是（ ） A．盡量使燃料充分燃燒 B．盡量減少各種熱損失 C．盡量減少因克服摩擦力而額外消耗的能量 D．想辦法把燃料放出的熱量全部用來做有用功 【答案】D 【解析】在現(xiàn)有條件下，熱機(jī)工作過程中燃料不可能完全燃燒，機(jī)械摩擦和散熱要消耗 能量、廢氣帶走較大部分能量．所以燃料燃燒釋放出的熱量不可能全部做有用功． 【培優(yōu)拔高】 【例題?6】

17、 ， 【題干】如圖所示為小艷家新買的一輛小汽車．周末，爸爸開車帶著小艷出去游玩，途中， 這輛汽車在?1h?的時(shí)間內(nèi)，在水平路面上勻速行駛了?72km，消耗汽油?6kg．若已知該汽車 發(fā)動機(jī)的功率（即牽引力的功率）為23kW，汽車（包括車上的人和物品）質(zhì)量為1.5t，汽 油的熱值為?4.6×107J/kg?g=10N/kg．則關(guān)于上述?1h?的行駛過程，下列分析正確的是（ ） A．該汽車對路面的壓力大于?1.5×104N B．該汽車克服阻力做的功是?2.3×104J C．該汽車的牽引力是?1.15×103N D．該汽車發(fā)動機(jī)的效率是?30%

18、 【答案】CD 【解析】A、根據(jù)流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系，汽車在行駛中會受到一個(gè)向上的升力的作用， 因此，其對地面的壓力會小于汽車自身的重力．B、在水平方向上牽引力與阻力是一對平衡 力，克服阻力做的功等于牽引力做的功．要利用公式?W=Pt?進(jìn)行計(jì)算．C、在?B?中計(jì)算出了 牽引力做的功，根據(jù)公式?F=W/S?便可以計(jì)算得出．D、理解熱機(jī)效率的概念：用來做有用 6 功的能量與燃料完全燃燒放出的能量之比． 考點(diǎn)?3.能量的轉(zhuǎn)化 【基礎(chǔ)鞏固】 【例題?7】 【題干】汽車?yán)锩姘嗽S多

19、物理知識，下列說法正確的是（ ） A．汽油機(jī)做功沖程將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 B．正確使用安全帶是為了防止慣性帶來的危害 C．用水作為汽車發(fā)動機(jī)的冷卻劑，其重要的原因之一是水的比熱容較小 D．零陵大道限制最高車速?80km/h，合?8m/s 【答案】B （ （ 【解析】?1）內(nèi)燃機(jī)的一個(gè)工作循環(huán)由吸氣、壓縮、做功、排氣四個(gè)沖程組成，其中壓 縮沖程機(jī)械能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，做功沖程內(nèi)能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能；（2）一切物體都有保持原來運(yùn)動 狀態(tài)不變的性質(zhì)稱為慣性，司機(jī)和乘客與汽車一起運(yùn)動，當(dāng)汽車突然停止，司機(jī)和乘客由于 慣性要保持原來的運(yùn)動狀態(tài)，容易沖出車外發(fā)生

20、事故；?3）相同質(zhì)量的水和其它物質(zhì)比較， 吸收或放出相同的熱量，水的溫度升高或降低的少，升高或降低相同的溫度，水吸收或放出 的熱量多；（4）速度的國際單位是?m/s，常用單位有?km/h，1m/s=3.6km/h． 【中等強(qiáng)化】 【例題?8】 【題干】下列實(shí)例中，屬于內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的是（ ） A．煤炭的燃燒 B．鋸鐵管時(shí)鋸條發(fā)熱 C．植物進(jìn)行的光合作用 D．放煙火時(shí)，禮花騰空而起 【答案】D ： 【解析】?A、煤炭燃燒，放出大量的熱，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，不符合題意；B、鋸鐵 管時(shí)鋸條發(fā)熱，是因?yàn)榭朔Σ磷龉κ逛?/p>

21、條的溫度升高，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，不符合題意； C、植物的光合作用，是將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能儲存在體內(nèi)，不符合題意；D、放煙火時(shí)，噴 出的燃?xì)馐苟Y花騰空而起，將燃料燃燒的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為禮花運(yùn)動的機(jī)械能，符合題意． 【培優(yōu)拔高】 【例題?9】 【題干】下列說法中正確的是（ ） A．溫度越高的物體，放出的熱量越多 B．在“摩擦生熱”的過程中，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能 7 C．鐵塊很難被壓縮，是因?yàn)殍F分子一直在做無規(guī)則的運(yùn)動 D．內(nèi)陸地區(qū)比沿海地區(qū)晝夜溫差大，原因之一是砂石的比熱容比水的比熱容小 【答案】D

22、 （ 【解析】?1）在熱傳遞過程中，物體吸收或者放出的熱量由物質(zhì)的比熱容、質(zhì)量和溫度 的變化這三個(gè)因素共同決定的，即?Q=cm?t；（）摩擦生熱，克服摩擦力做功，機(jī)械能轉(zhuǎn) 化成物體的內(nèi)能，物體的溫度升高；（3）物質(zhì)是由分子組成的，組成物質(zhì)的分子在永不停 息地做無規(guī)則運(yùn)動，分子間有間隙，存在著相互作用的引力和斥力；（4）水的比熱容比砂 石的較大，因此在同樣受冷和受熱時(shí)，水的溫度變化較小，砂石的溫度變化較大． 四、課堂運(yùn)用 【基礎(chǔ)鞏固】 1.四沖程汽油機(jī)在工作過程中，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的沖程是 (??) A 吸氣沖程。

23、 B?壓縮沖程。??C?做功沖程。 D?排氣沖程。 【答案】C 【解析】做功沖程是內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的沖程．燃料燃燒的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，高溫高壓 的燃?xì)馔苿踊钊龉Γ瓹?對． 2.圖所示為四沖程汽油機(jī)的一個(gè)沖程，下列說法正確的是 A．這是壓縮沖程，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 B．這是壓縮沖程，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能 C．這是做功沖程，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 D．這是做功沖程，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能 【答案】C 【解析】點(diǎn)燃電火花氣體溫度升高內(nèi)能增大，氣體壓縮活塞對外做功，這是

24、做功沖程，機(jī) 械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，選?C 3.四沖程汽油機(jī)做功沖程中，汽油燃燒產(chǎn)生高溫高壓的氣體推動活塞向下運(yùn)動。在活塞向 下運(yùn)動的過程中，汽缸內(nèi)氣體的 8 A．內(nèi)能減少 B．溫度升高????C．密度增大????D．分子熱運(yùn)動加快 【答案】A ： 【解析】?兩個(gè)氣閥關(guān)閉，活塞向下運(yùn)動，是做功沖程，內(nèi)燃機(jī)的做功沖程是將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為 機(jī)械能，故氣體的內(nèi)能減少、溫度降低，分子熱運(yùn)動減慢；氣體質(zhì)量不變，體積變大，故氣 體分子的密度減少．

25、 4.2013?年?2?月?15?日，一顆數(shù)十噸的隕石被地球俘獲，在加速下落的過程中，隕石與大 氣劇烈摩擦、迅速升溫、猛烈燃燒，猶如一顆火球撲向俄羅斯．隕石下落過程中，其能量轉(zhuǎn) 化過程是 A．重力勢能一動能一內(nèi)能 B．動能一重力勢能一內(nèi)能 C．重力勢能一內(nèi)能一動能 D．內(nèi)能一重力勢能一動能 【答案】A 【解析】隕石在加速下落的過程中，高度降低，故重力勢能減小，加速下落，故動能增大， 隕石燃燒，說明內(nèi)能增大，說明能量的轉(zhuǎn)化過程是重力勢能一動能一內(nèi)能，A?是正確的。

26、 5.兩輛排量相同的小汽車以相同的速度行駛相同的路程，則（ ） A、耗油量小的那輛汽車的內(nèi)燃機(jī)做功少 B、耗油量大的那輛汽車的內(nèi)燃機(jī)做功快 9 C、耗油量小的那輛汽車的內(nèi)燃機(jī)效率高、性能好 D、兩輛汽車的熱機(jī)效率相同 【答案】C 【解析】兩輛排量相同的小汽車以相同的速度行駛相同的路程，說明做功一樣多，也一樣快， AB?不對；耗油量小的那輛汽車做的總功少，所以內(nèi)燃機(jī)效率高、性能好，熱機(jī)效率也高， 所以?D?是錯(cuò)誤的，選?C. 【中等強(qiáng)化】 6.熱機(jī)是利用內(nèi)能的裝置，汽油機(jī)的一個(gè)

27、工作循環(huán)中，活塞經(jīng)歷四個(gè)沖程，工作時(shí)將機(jī) 械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的是______?沖程，其中______?沖程使汽油機(jī)獲得動力。 【答案】壓縮 做功 【解析】汽油機(jī)的一個(gè)工作循環(huán)包括：吸氣、壓縮、做功、排氣四個(gè)沖程．壓縮沖程是將機(jī) 械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；做功沖程是將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；其中做功沖程使汽油機(jī)獲得動力，而其 它三個(gè)沖程是依靠飛輪的慣性完成的 7.“汽車不但要吃油，有時(shí)也要喝水”，用水冷卻發(fā)動機(jī)是因?yàn)樗?大，在發(fā)動機(jī)開始 工作后一段時(shí)間內(nèi)，水箱中水的內(nèi)能會_____（填“增加”或“減少”），這是通過_____方式 來改變內(nèi)能的

28、．一臺單缸四沖程汽油機(jī)的飛輪轉(zhuǎn)速是?30r/s，則汽油機(jī)每秒對外做功?_____ 次． 【答案】比熱容、增加、熱傳遞 【解析】（1）汽車發(fā)動機(jī)工作過程中，不可避免地產(chǎn)生很多熱量，這些熱量如不及時(shí)帶走 會影響機(jī)器的正常工作．由公式?Q=cm??知，在質(zhì)量和升高的溫度相同時(shí)，與其它液體比 較，因?yàn)樗谋葻嶙畲?，所以吸收的熱量最多，冷卻效果最好． （2）發(fā)動機(jī)工作過程中會產(chǎn)生熱量，熱量傳遞到水，所以水的內(nèi)能增加．這是通過熱傳遞 的方式改變內(nèi)能的． （3）已知飛輪轉(zhuǎn)速為?30r/s，說明飛輪?1s?轉(zhuǎn)動?30?周；四沖程汽油機(jī)飛輪轉(zhuǎn)動?2?周，燃料

29、 對外做功一次，所以?1s?汽油機(jī)對外做功?15?次． 10 8.下列說法正確的是 A．電動機(jī)是熱機(jī)的一種 B．汽油機(jī)的壓縮沖程，主要將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能 C．汽車發(fā)動機(jī)用水作冷卻液，主要是利用水比熱容大的特點(diǎn) D．汽車司機(jī)開車時(shí)要系好安全帶，是為了減小剎車時(shí)人的慣性 【答案】C 【解析】A、電動汽車的核心部件?--電動機(jī)不屬于熱機(jī)，電動機(jī)工作時(shí)電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能， 熱機(jī)是內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，故?A?錯(cuò)誤；B、汽油機(jī)的壓縮沖程，主要是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能， 故?B?錯(cuò)誤；C、由于水的比熱容大，可以作為汽車

30、發(fā)動機(jī)的冷卻劑，故?C?正確，符合題意． D、慣性是物體保持原運(yùn)動狀態(tài)不變的性質(zhì)，慣性只與質(zhì)量有關(guān)，不能說減小剎車時(shí)人的慣 性，質(zhì)量不變，慣性不變；故?D?錯(cuò)誤，不符合題意。 9.關(guān)于“熱機(jī)”，下列說法中錯(cuò)誤的是（ ） A．通過技術(shù)改進(jìn)，可以使熱機(jī)的效率達(dá)到?100% B．減少城市熱島效應(yīng)的措施之一就是倡導(dǎo)“綠色出行” C．用水而不用其它循環(huán)物質(zhì)降低熱機(jī)的溫度，主要是利用水的比熱容最大的特性 D．嚴(yán)寒的冬天，有人晚上把熱機(jī)水箱中的水放出，是防止氣溫降低時(shí)，水凝固而脹壞水箱 【答案】A 【解析】A、使用熱機(jī)不可避免的要克服機(jī)器部件摩擦做額外功

31、，效率不可能達(dá)到?100%， 所以?A?是錯(cuò)誤的；B、“綠色出行”可以減少熱機(jī)工作時(shí)的二氧化碳和熱量的排放，是減少 城市熱島效應(yīng)的措施之一就是所以?B?是正確的；C、水的比熱容比較大，在升高相同的溫度 需要吸收更多的熱量，所以利用水來降低熱機(jī)的溫度，所以C?是正確的；D、水凝固時(shí)體積 變大，就會脹壞水箱，所以冬天要把水箱中的水放出，所以?D?是正確的． 10.“神舟八號”于?2011?年?11?月?1?日在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空，并獲得了圓滿成功。 火箭發(fā)射時(shí)燃?xì)馊紵a(chǎn)生的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為火箭的?______________能，火箭上升時(shí)又轉(zhuǎn)化為它的 __

32、___________能，衛(wèi)星在軌道上運(yùn)行時(shí)，工作系統(tǒng)所需的電能是由衛(wèi)星兩翼的電池板吸收 _______?能轉(zhuǎn)化來的。 【答案】動能；重力勢能；太陽 【解析】當(dāng)燃料在燃燒時(shí)，其內(nèi)部的化學(xué)能會轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，而后利用高溫高壓的燃?xì)馔苿踊? 箭運(yùn)動，即將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為火箭的動能，同時(shí)火箭上升，即其質(zhì)量不變，高度增加，故重力勢 能增加，即該過程是將燃料燃燒的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為了的火箭的重力勢能；衛(wèi)星在工作時(shí)的太陽能 電池是消耗太陽能產(chǎn)生電能的裝置，故是將太陽能轉(zhuǎn)化為了電能。 11 【培優(yōu)拔高】

33、 11.如圖所示是汽油機(jī)的____________沖程；完全燃燒?0.1kg?的汽油，放 出的熱量為________J。如果這些熱量被質(zhì)量為?100kg、初溫為?20℃的水 完全吸收，可以使水的溫度升高_(dá)______℃?！緌?油=4.62×107?J/kg c 水=4.2×103J/（kg·℃）】 【答案】做功 4.62×106 11 【解析】內(nèi)燃機(jī)的四個(gè)沖程；水的比熱容的特點(diǎn)及應(yīng)用；熱量的計(jì)算；燃料的熱值． 點(diǎn)評：本題考查了學(xué)生對汽油機(jī)四個(gè)沖程、水的比熱容大的應(yīng)用、公式和的了解與掌握，計(jì) 算時(shí)注意升高了（?）、升高到（末溫）和升高（?

34、）的區(qū)別． 12.2012?廿月?28?日，中石油與俄羅斯天燃?xì)夤竞炗喓贤砹_斯將通過東線和西線向 中國供氣?680?億立方米．天然氣燃燒時(shí)，將 轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；如果完全燃燒?1m3?的天然氣 所放出的熱量全部被水吸收，可在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下將 kg?的水從?10℃加熱到沸騰；這 【 c 些熱量相當(dāng)于完全燃燒 kg?精煤放出的熱量．?水的比熱容：?水=4.2×103J/（kg?℃）； 取熱值：q?天然氣=3.78×107J/kg、q?煤=3.15×107J/kg】 【答案】化學(xué)；100；1.2 【解析】解：水吸收的熱量：Q=

35、q?天然氣?V=3.78×107J/m3×1m3=3.78×107J； 因?yàn)?Q?吸=cm? 所以水的質(zhì)量為?m= = =100kg； 由題知，Q?吸=Q?放； ∵Q?放=qm， ∴需要煤的質(zhì)量：m?煤= = =1.2kg． 因天然氣是燃料，燃料燃燒就是把化學(xué)能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能的過程 12 五、課程小結(jié) 1．熱值（q?）：1?千克某種燃料完全燃燒放出的熱量，叫熱值。單位是：焦耳/千克。 2．燃料燃燒放出熱量計(jì)算：Q?放 =qm；（Q?放?是熱量，單位是：焦耳；q?是熱值，單位

36、 是：焦/千克；m?是質(zhì)量，單位是：千克。氣體燃料?Q?放 =qV 3．內(nèi)燃機(jī)可分為汽油機(jī)和柴油機(jī)，它們一個(gè)工作循環(huán)由吸氣、壓縮、做功和排氣四個(gè)沖程。 一個(gè)工作循環(huán)中對外做功?1?次，活塞往復(fù)?2?次，曲軸轉(zhuǎn)?2?周。 4．熱機(jī)的效率：用來做有用功的那部分能量和燃料完全燃燒放出的能量之比，叫熱機(jī)的效 率。的熱機(jī)的效率是熱機(jī)性能的一個(gè)重要指標(biāo) 5．在熱機(jī)的各種損失中，廢氣帶走的能量最多，設(shè)法利用廢氣的能量，是提高燃料利用率 的重要措施。 六、課后作業(yè) 【基礎(chǔ)鞏固】 1.下列說法中，錯(cuò)誤的是 A．物體吸熱時(shí)，溫度不一定升高 B．一個(gè)物體

37、溫度越高，它含有的熱量越多 C．柴油機(jī)的做功沖程是將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 D．溫度和質(zhì)量都相同的兩杯水具有的內(nèi)能也相同 【答案】A B 【解析】A?當(dāng)物體是個(gè)冰塊的時(shí)候，吸熱時(shí)變成冰水混合物，溫度不變，?熱量是一個(gè)熱傳 遞過程，不能說物體含有的熱量，應(yīng)該說熱量變化了多少，C?做功沖程顧名思義就是做功， D 有運(yùn)動，所以應(yīng)該是把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，?內(nèi)能的大小和溫度，質(zhì)量的大小相關(guān)，溫度高， 質(zhì)量大，分子內(nèi)能大。所以答案選?BC 2.下列有關(guān)熱和能的說法中正確的是 A.物體內(nèi)能增大，一定從外界吸收熱量 B.汽油機(jī)在

38、做功沖程中把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 C.物體的溫度越高，分子無規(guī)則運(yùn)動越劇烈 D.燃料的熱值越大，燃燒時(shí)放出的熱量越多 【答案】C 【解析】A、物體內(nèi)能增加的方式有兩個(gè)：外界對物體做功；物體吸收熱量．因此說只告訴 物體的內(nèi)能增加，不能確定就一定是物體吸收了熱量；B、內(nèi)燃機(jī)做功沖程中，是將內(nèi)能轉(zhuǎn) 13 化為機(jī)械能；C、根據(jù)分子動理論可知：物體溫度越高，分子熱運(yùn)動越劇烈；D、1kg?某種 燃料完全燃燒放出的熱量叫做這種燃料的熱值，相同質(zhì)量的燃料完全燃燒，熱值大的放出的 熱量多． 3.如圖所示，是上海世博會煙火晚會

39、禮花綻放時(shí)的景象。禮花綻放時(shí)聲音和景象是同時(shí)發(fā) 出的，但在較遠(yuǎn)觀看時(shí)，總是先看到禮花綻放的景象，后聽到聲音，則下列說法不正確的是 A．禮花綻放時(shí)，發(fā)出的聲音是由振動產(chǎn)生的 B．禮花爆炸時(shí)，存在內(nèi)能和機(jī)械能的轉(zhuǎn)化 C．禮花升空過程中，其增加的重力勢能一定等于減少的動能 D．先看到景象后聽到聲音是因?yàn)楣庠诳諝庵械膫鞑ニ俣缺嚷曇舻拇蟮枚? 【答案】C 【解析】A、禮花綻放是禮花爆炸時(shí)引起的空氣振動產(chǎn)生的聲音．不符合題意．B、爆炸前， 炸藥燃燒化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，爆炸時(shí)，燃?xì)獾膬?nèi)能轉(zhuǎn)

40、化為禮花機(jī)械能．不符合題意．C、禮 花升空時(shí)，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能，同時(shí)禮花和空氣之間存在摩擦，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，機(jī)械 能減小，動能與勢能之和減小，重力勢能減小量大于動能增大量．符合題意．D、景象和聲 音同時(shí)發(fā)生，經(jīng)過相同的路程，空氣中光速遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于聲速，所以先看到景象后聽到聲音．不 符合題意． 4.汽油機(jī)是由四個(gè)沖程不斷循環(huán)而工作的，如圖所示，表示內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的沖程是 ( ) A B C D 【答案】C 【解析】內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的沖程是：做功沖程． 14 A?圖：

41、氣門都關(guān)閉，活塞向上運(yùn)行，氣缸容積減小，是壓縮沖程．不符合題意． B?圖：排氣門打開，活塞向上運(yùn)動，氣缸容積減小，是排氣沖程．不符合題意． C?圖：氣門都關(guān)閉，活塞向下運(yùn)行，氣缸容積增大，是做功沖程．符合題意． D?圖：進(jìn)氣門打開，活塞向下運(yùn)行，氣缸容積增大，是吸氣沖程．不符合題意． 5.下列關(guān)于熱機(jī)和環(huán)境保護(hù)的說法，正確的是 （ ） A．熱機(jī)的大量使用會造成環(huán)境污染?B．熱機(jī)的效率可以達(dá)到?100% C．熱機(jī)排出的廢氣都是無害氣體 D．熱機(jī)產(chǎn)生的噪聲，可以被消聲器完全消除 【答案】A 【解析】A．正確?B．熱機(jī)的效率不可以達(dá)到?100%C．熱機(jī)

42、排出的廢氣并非都是無害氣體 D．熱機(jī)產(chǎn)生的噪聲，不可以被消聲器完全消除 【中等強(qiáng)化】 6.圖是內(nèi)燃機(jī)的某沖程工作示意圖，以下改變內(nèi)能方式與此相同的是( ) A．烤火取暖 B．搓手取暖 C．向手“呵氣”取暖 D．用熱水袋取暖 【答案】B 【解析】由圖?1?可知，氣門關(guān)閉，活塞向上運(yùn)動，故該沖程是壓縮沖程，在該沖程中，是 將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，是通過做功的方式改變物體內(nèi)能的；而在四個(gè)選項(xiàng)中，只有?B?中的 搓手取暖是通過做功的方式增大手內(nèi)能的，故選?B。 7.下列過程中內(nèi)能轉(zhuǎn)化為

43、機(jī)械能的是（ ） A．內(nèi)燃機(jī)壓縮沖程過程中 B．隕石墜落大氣中 C．火箭發(fā)射升空的過程中 D．放在冰箱里的食物溫度降低 【答案】C 【解析】解答本題應(yīng)掌握：內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能是利用內(nèi)能對外做功從而產(chǎn)生機(jī)械能．A、內(nèi) 燃機(jī)壓縮沖程中是利用機(jī)械能對燃料做功轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故A?錯(cuò)誤；B、隕石在大氣中下降由 于受空氣的摩擦而產(chǎn)生內(nèi)能，故?B?錯(cuò)誤；C、燈箭升空時(shí)是利用燃料燃燒后將化學(xué)能轉(zhuǎn)化內(nèi) 能，燃?xì)鈱鸺龉τ謱?nèi)能轉(zhuǎn)化為火箭的機(jī)械能，故C?正確；D、放在冰箱里的食物溫度 降低是因?yàn)槟芰康膫鬟f，故?D?錯(cuò)誤。 8.如圖，甲圖點(diǎn)火后蓋子被迅

44、速推出，乙圖活塞壓下后棉絮被點(diǎn)燃．兩個(gè)實(shí)驗(yàn)共同說明 方式可以改變內(nèi)能；其中_______（選填“甲”或“乙”）實(shí)驗(yàn)的過程與圖中所示的汽油機(jī)的 15 _______ 沖程相似．一臺單缸四沖程汽油機(jī)的飛輪轉(zhuǎn)速是?30r/s，則汽油機(jī)每秒對外做功 _______ 次． 【答案】做功，甲，做功，15 【解析】改變物體內(nèi)能的方式有熱傳遞和做功兩種．用力將活塞壓下，活塞對空氣做功，空 氣的內(nèi)能增大，溫度升高，達(dá)到了棉花的著火點(diǎn)，棉花就會燃燒．是通過對物體做功來增大 物體內(nèi)能的，酒精燃燒后產(chǎn)生的高溫高壓的燃?xì)猓w積膨脹，對外做功，使盒蓋飛出去，

45、內(nèi) 能轉(zhuǎn)化為盒蓋的機(jī)械能，此過程與內(nèi)燃機(jī)的做功沖程類似，都是把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。根據(jù) 內(nèi)燃機(jī)的工作原理，飛輪轉(zhuǎn)動兩圈，做一次功，則本題中汽油機(jī)每秒轉(zhuǎn)動?30?圈，做功為?15 次。 【培優(yōu)拔高】 9.如下圖所示，這是內(nèi)燃機(jī)工作時(shí)的______沖程；在汽車的發(fā)動機(jī)及發(fā)電機(jī)線圈中常用水 作為冷卻劑，這是因?yàn)開___________；一臺單缸四沖程汽油機(jī)在一個(gè)工作循環(huán)中總共消耗了 10ｇ汽油(汽油的熱值為?4.6×10７J/kg)，這些汽油完全燃燒產(chǎn)生的熱量是______Ｊ；如果這 臺汽油機(jī)的效率為?30％，則一個(gè)工作循環(huán)中輸出的有用機(jī)械能為_

46、_____Ｊ。 【答案】做功 水的比熱容大 4.6×105 1.38×105 【解析】試題分析：對水的比熱容大的理解：相同質(zhì)量的水和其它物質(zhì)比較，吸收或放出相 同的熱量，水的溫度升高或降低的少；升高或降低相同的溫度，水吸收或放出的熱量多； 由?Q?放=mq=0.01kg×4.6×10７J/kg=4.6?×105J?可求出汽油完全燃燒放出的熱量； 由?W?有用?=?ηQ?放=30％×4.6×105J=1.38×105J?可求出一個(gè)工作循環(huán)中輸出的有用機(jī)械 能。 10.

47、內(nèi)燃機(jī)在做功沖程中，通過高溫氣體迅速膨脹而做功，則氣體的溫度___________（選填 “升高”“降低”或“不變”）內(nèi)能_________（選填“增加”“減小”或“不變”）。 【答案】降低 減小 【解析】內(nèi)燃機(jī)在做功沖程中，通過高溫氣體迅速膨脹而做功，則氣體的溫度降低，內(nèi)能減 小，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。 11.在城鄉(xiāng)建設(shè)中，推土機(jī)發(fā)揮著巨大作用．圖為某型號履帶式推 土機(jī)，額定功率為?2.0×105W．請回答并計(jì)算． 16 （1）推土機(jī)安裝履帶，是為了在松軟的土地上作業(yè)時(shí)_____；當(dāng)推土機(jī)在濕滑的土地上作業(yè)

48、 時(shí)，履帶上凸出的棱則起到的__________作用． （2）當(dāng)推土機(jī)在平直場地上以額定功率進(jìn)行推土作業(yè)時(shí)，在?1min?內(nèi)勻速前進(jìn)了?120m， 求推土機(jī)受到的阻力?． （3）若推土機(jī)發(fā)動機(jī)的效率為?40%，工作一段時(shí)間消耗柴油?50L，求此過程中推土機(jī)做的 功．已知柴油的密度為?0.8×103kg/m3?，熱值為?4.0×107J/kg． 【答案】 （1）增大壓強(qiáng)；增大摩擦． （2）推土機(jī)受到的阻力為?1×105N． （3）推土機(jī)做功?6.4×108J． 【解析】 （1）推土機(jī)安裝履帶．這是在壓力大小不能改變的情況下，通過增大受力

49、面積可以減小壓 強(qiáng)；履帶上凸出的棱，這是在壓力大小不能改變的情況下，通過增大接觸面的粗糙程度來增 大摩擦的． （2）當(dāng)推土機(jī)以額定功率進(jìn)行推土作業(yè)時(shí)， 所做的功為：W=Pt=2×105W×60s=1.2×107J． ∵W=Fs， ∴推土機(jī)的牽引力?F=Ws=1.2?×107J120m=1?×105N 又∵在平直的場地上勻速前進(jìn)， ∴阻力?f=F=1×105N． （3）消耗的柴（1）油質(zhì)量?m=ρV=0.8×103?kg/m3×50×10-3m3=40kg， 柴油放出的熱量?Q=mq=40kg×4.0×107J/kg=1.6×109J． ∵η?=WQ ∴推土機(jī)做功為：W=Qη?=1.6×109J×40%=6.4×108J． 17