湖南省中考物理 第一部分 教材知識梳理 第14章 內能的利用課件

第一部分 教材知識梳理第第1414章章 內能的利用內能的利用考點清單 熱機熱機 1 1. . 熱機熱機(1)(1)定義定義：利用：利用_做功的機械叫做熱做功的機械叫做熱機機(2)(2)分類分類：蒸汽機、內燃機、汽輪機、噴汽發(fā)動機等：蒸汽機、內燃機、汽輪機、噴汽發(fā)動機等(3)(3)內燃機內燃機：燃料直接在發(fā)動機汽缸內燃燒產(chǎn)生動力的熱機，：燃料直接在發(fā)動機汽缸內燃燒產(chǎn)生動力的熱機，分為汽油機和柴油機分為汽油機和柴油機2 2. . 汽油機汽油機(1)(1)工作過程：四沖程汽油機是由吸氣、壓縮、做功和排氣四工作過程：四沖程汽油機是由吸氣、壓縮、做功和排氣四個沖程的不斷循環(huán)來保證工作的個沖程的不斷循環(huán)來保證工作的燃料燃燒釋放出的能量燃料燃燒釋放出的能量 考點考點1 1( (2 2) )汽油機四沖程示意圖汽油機四沖程示意圖_沖程沖程_沖沖程程_沖沖程程_沖沖程程圖圖示示吸氣吸氣壓縮壓縮做功做功排氣排氣進氣門進氣門打開打開關閉關閉關閉關閉關閉關閉排氣門排氣門關閉關閉關閉關閉關閉關閉打開打開活塞運動活塞運動方向方向向向_運動運動向向_運動運動向向_運動運動向向_運動運動能量轉化能量轉化將將_能轉化為能轉化為_能能將將_能轉化能轉化為為_能能下下上上下下上上機械機械內內內內機械機械在內燃機的四個沖程中，只有做功沖程使汽車獲得動力在內燃機的四個沖程中，只有做功沖程使汽車獲得動力( )( )理由：理由： 示失 分 警熱機的效率熱機的效率1. 1. 燃料的熱值燃料的熱值(1)(1)定義定義：某種燃料：某種燃料_放出的熱量與其質量之比，放出的熱量與其質量之比，叫做這種燃料的熱值，用符號叫做這種燃料的熱值，用符號_表示表示(2)(2)意義意義：熱值在數(shù)值上等于：熱值在數(shù)值上等于_kg_kg某種燃料完全燃燒放某種燃料完全燃燒放出的熱量出的熱量(3)(3)單位單位：_，符號是，符號是_(4)(4)特點特點：與燃料的形狀、體積、質量無關，只與燃料的：與燃料的形狀、體積、質量無關，只與燃料的_有關有關完全燃燒完全燃燒q q1 1焦耳每千克焦耳每千克J/kgJ/kg種類種類 考點考點3 3(5)(5)計算公式計算公式a a公式：公式：Q Q_Q Q熱量，單位熱量，單位J Jqq熱值，單位熱值，單位J/mJ/m3 3VV體積，單位體積，單位mm3 3b b公式：公式：Q Q_Q Q熱量，單位熱量，單位J Jqq熱值，單位熱值，單位J/kgJ/kgmm體積，單位體積，單位kgkgmqmqqVqV2 2. . 熱機的效率熱機的效率 (1)(1)定義：熱機工作時，定義：熱機工作時，_的那部分能量與的那部分能量與 _放出的熱量之比，叫做熱機的效放出的熱量之比，叫做熱機的效率用率用_表示表示(2)(2)公式公式(3)(3)提高燃料利用率的措施：讓燃料燃燒更充分；減少各種能量損失；設法利用廢氣提高燃料利用率的措施：讓燃料燃燒更充分；減少各種能量損失；設法利用廢氣的能量等的能量等有用功有用功燃料完全燃燒燃料完全燃燒 =100%Wqm 有有用用=100%WqV 有有用用燃料燃燒越充分，其熱值越大燃料燃燒越充分，其熱值越大 ( )( )理由：理由：熱值是物質本身的性質，只與燃料的種類有關，與燃料是否充分燃燒無關熱值是物質本身的性質，只與燃料的種類有關，與燃料是否充分燃燒無關示失 分 警1.1. 能量的轉化：在一定條件下，各種形式的能量是可以相互能量的轉化：在一定條件下，各種形式的能量是可以相互_的的2.2. 能量守恒定律能量守恒定律(1)(1)定義：能量既不會憑空產(chǎn)生，也不會憑空消失，它只會從一種形式定義：能量既不會憑空產(chǎn)生，也不會憑空消失，它只會從一種形式_為其他形式，為其他形式，或者從一個物體轉移到其他物體，而在轉化和轉移的過程中，能量的總量或者從一個物體轉移到其他物體，而在轉化和轉移的過程中，能量的總量 _ _ (2)(2)永動機：不需要動力就能源源不斷的對外做功的機器就是永動機，大量研究表明，永動永動機：不需要動力就能源源不斷的對外做功的機器就是永動機，大量研究表明，永動機是不可能制造出來的機是不可能制造出來的能量的轉化和守恒能量的轉化和守恒轉化轉化轉化轉化保持不變保持不變 考點考點4 4 湖南三年中考 命題點命題點1 1熱機熱機2. 2. ( (20162016永州永州1313題題2 2分分) )下圖是汽油機工作的四個沖程的示意圖，其中表示做功沖程下圖是汽油機工作的四個沖程的示意圖，其中表示做功沖程的是的是 ( )( )【解析】做功沖程中兩個氣門都關閉，活塞向下運動，【解析】做功沖程中兩個氣門都關閉，活塞向下運動，C C圖正確；另外，根據(jù)圖正確；另外，根據(jù)C C圖圖火花塞噴火花，這是做功沖程的特點，由此也可以判斷火花塞噴火花，這是做功沖程的特點，由此也可以判斷C C圖是做功沖程判斷沖圖是做功沖程判斷沖程主要是看氣門的關閉和活塞的運動情況，據(jù)此可以判斷程主要是看氣門的關閉和活塞的運動情況，據(jù)此可以判斷 A A、B B、D D圖分別是吸氣、圖分別是吸氣、壓縮和排氣沖程壓縮和排氣沖程【答案【答案】A A4. 4. ( (20162016懷化懷化1818題題3 3分分) )熱機的四個沖程中對外做功的是熱機的四個沖程中對外做功的是 _沖程，排氣沖程沖程，排氣沖程_ ( (選填選填“得到得到”或或“消耗消耗”) )機械能機械能【解析【解析】熱機的四個沖程中，對外做功的是做功沖程，把內能轉化為機械能，其他三熱機的四個沖程中，對外做功的是做功沖程，把內能轉化為機械能，其他三個沖程都要消耗機械能個沖程都要消耗機械能做功做功消耗消耗 命題點命題點2 2熱值的理解及相關計算熱值的理解及相關計算( (含熱效率計算含熱效率計算) )3. (20163. (2016永州永州2121題題2 2分分) )體積為體積為0.1 m0.1 m3 3、熱值為、熱值為2.12.110107 7 J/mJ/m3 3的某氣體燃料完全燃燒放出的熱量為的某氣體燃料完全燃燒放出的熱量為_J_J；若這些熱量全；若這些熱量全部被溫度為部被溫度為20 20 、質量為、質量為10 kg10 kg的水吸收，則水升高的溫度是的水吸收，則水升高的溫度是_._.c c水水4.24.210103 3 J/(kg) J/(kg)70702.12.110106 64. (20154. (2015衡陽衡陽2121題題2 2分分) )質量為質量為2 kg2 kg的某種物質溫度從的某種物質溫度從20 20 升高到升高到40 40 時，吸收的熱量是時，吸收的熱量是1.881.8810104 4 J J，該物質的比熱，該物質的比熱容是容是_J/(kg)_J/(kg)如果不考慮熱量散失，需要完全燃燒如果不考慮熱量散失，需要完全燃燒_kg_kg干木材來提供熱量干木材來提供熱量( (q q干木材干木材1.21.210107 7 J/kg)J/kg)4704701.571.5710103 3【解析【解析】該物質的比熱容該物質的比熱容 因為因為Q Qmqmq，所以所以mm干木材干木材kg101.57J/kg102 . 1J1088. 13-74mQ吸kg47020-100kg.J/102 . 4J10016. 238）（）（吸tcQ5. (20165. (2016株洲株洲2222題題4 4分分) )一個額定功率為一個額定功率為1 000 W1 000 W的電熱水壺裝有的電熱水壺裝有1.5 kg1.5 kg初溫為初溫為20 20 的水正常工作將水燒開的水正常工作將水燒開(100 )(100 )所用時間為所用時間為9 min9 min，則水吸收的熱量為，則水吸收的熱量為_J_J，該電熱水壺的效率為，該電熱水壺的效率為_(_(計算結果保留兩位小數(shù)計算結果保留兩位小數(shù)) )已知水的比熱已知水的比熱容為容為4.24.210103 3 J/( kg) J/( kg)【解析解析】 水吸收的熱量水吸收的熱量Q Q吸吸cmcm t t4.24.210103 3 J/kg J/kg1.5 kg1.5 kg(100 (100 20 )20 )5.045.0410105 5 J J；電熱水壺消耗的電能為；電熱水壺消耗的電能為WWPtPt1 000 W1 000 W9 960 s60 s5.45.410105 5 J J，則電熱水壺的效率為，則電熱水壺的效率為 93.3%100J105.4J1004. 5%10055WQ吸5.045.0410105 593.3%93.3% 命題點命題點3 3能量的轉化和守恒能量的轉化和守恒2. 2. （20152015長沙長沙2121題題2 2分分）目前長沙城區(qū)的老居民小區(qū)正在進行水路改造，改）目前長沙城區(qū)的老居民小區(qū)正在進行水路改造，改造中用到了一種打孔工具造中用到了一種打孔工具沖擊鉆沖擊鉆. .沖擊鉆工作時，鉆頭在電動機的帶動下不沖擊鉆工作時，鉆頭在電動機的帶動下不斷地沖擊墻壁，打出圓孔，如圖所示斷地沖擊墻壁，打出圓孔，如圖所示. .沖擊鉆在工作過程中，其能量轉化關系是沖擊鉆在工作過程中，其能量轉化關系是( )( )A. A. 內能轉化為機械能內能轉化為機械能B. B. 內能轉化為電能內能轉化為電能C. C. 只有機械能和內能的轉化只有機械能和內能的轉化D. D. 有電能、機械能和內能的轉化有電能、機械能和內能的轉化第第2 2題圖題圖D D【解析【解析】沖擊鉆在工作時，電動機帶動鉆頭轉動，將電能轉化為機械能；鉆頭沖擊鉆在工作時，電動機帶動鉆頭轉動，將電能轉化為機械能；鉆頭沖擊墻壁時，要克服阻力做功，將部分機械能轉化為內能沖擊墻壁時，要克服阻力做功，將部分機械能轉化為內能【解析解析】題圖中是做功沖程，將內能轉化為機械能】題圖中是做功沖程，將內能轉化為機械能A A選項中，選項中，將燃料燃燒獲得的內能轉化為火箭的機械能，符合題意；將燃料燃燒獲得的內能轉化為火箭的機械能，符合題意；B B選項選項中，將機械能轉化為內能，不符合題意；中，將機械能轉化為內能，不符合題意；C C選項中，將動能轉化選項中，將動能轉化為重力勢能，不符合題意；為重力勢能，不符合題意；D D選項中，將太陽能轉化為內能，不選項中，將太陽能轉化為內能，不符合題意符合題意3.3. ( (20142014湘潭湘潭5 5題題2 2分分) )如圖是內燃機的某個沖程下列情況與該沖程能量的轉化方如圖是內燃機的某個沖程下列情況與該沖程能量的轉化方式一致的是式一致的是 ( )( )A A5. 5. （20142014岳陽岳陽1111題題3 3分分）根據(jù)能量守恒定律，以下情形可能發(fā)生的是（）根據(jù)能量守恒定律，以下情形可能發(fā)生的是（ ）A. A. 出膛的子彈射穿木板，以更快的速度繼續(xù)前進出膛的子彈射穿木板，以更快的速度繼續(xù)前進 B. B. 電水壺里的水沸騰了，給該電水壺斷電，水的沸騰卻永電水壺里的水沸騰了，給該電水壺斷電，水的沸騰卻永 遠不會停止遠不會停止C. C. 兩個斜面相對接，小球從左斜面滾下后，繼續(xù)沖上右兩個斜面相對接，小球從左斜面滾下后，繼續(xù)沖上右 斜面斜面 D. D. 孤島上被人們遺忘的一只機械表，默默地走了幾十年孤島上被人們遺忘的一只機械表，默默地走了幾十年【解析解析】子彈射穿木板的情景，子彈高速運動，說明子彈具有動能，由于摩擦生熱】子彈射穿木板的情景，子彈高速運動，說明子彈具有動能，由于摩擦生熱會使動能減小，它的速度會減慢，故會使動能減小，它的速度會減慢，故A A錯誤；用電水壺加熱水的過程中，消耗了電錯誤；用電水壺加熱水的過程中，消耗了電能，而水的溫度升高，內能增加，斷電后，水不再吸收熱量，水的沸騰會停止，故能，而水的溫度升高，內能增加，斷電后，水不再吸收熱量，水的沸騰會停止，故B B錯誤；兩個斜面相對接，小球從左斜面滾下后，由于具有動能，會繼續(xù)沖上右斜錯誤；兩個斜面相對接，小球從左斜面滾下后，由于具有動能，會繼續(xù)沖上右斜面，故面，故C C正確；機械表工作靠表內彈簧的彈性勢能轉化為機械能，幾天就會消耗完正確；機械表工作靠表內彈簧的彈性勢能轉化為機械能，幾天就會消耗完畢，不會默默地走十幾年，故畢，不會默默地走十幾年，故D D錯誤錯誤. .故選故選C.C.例例1 1 ( (20162016黃石黃石) )常見的家用熱水器有太陽能熱水器、電熱水器、燃氣熱水器若使用太陽常見的家用熱水器有太陽能熱水器、電熱水器、燃氣熱水器若使用太陽能熱水器將能熱水器將12 kg12 kg水由水由20 20 加熱到加熱到45 45 ，則水需要吸收太陽能，則水需要吸收太陽能_J_J；若改用功率為；若改用功率為“220 V220 V，1 000 W”1 000 W”的電熱水器正常加熱，則需要加熱的電熱水器正常加熱，則需要加熱_s_s；若用燃氣熱水器加熱，則；若用燃氣熱水器加熱，則需要完全燃燒需要完全燃燒_m_m3 3的燃氣的燃氣 已知水的比熱容為已知水的比熱容為4.24.210103 3 J/(kg) J/(kg)，燃氣的熱值為，燃氣的熱值為4.24.210107 7 J/m J/m3 3，不考慮能量轉換過程中的能量損失，不考慮能量轉換過程中的能量損失 ?？碱愋推饰?類型類型1 1熱值的相關計算熱值的相關計算1.261.2610106 61 2601 2600.030.03【解析【解析】水需要吸收的太陽能水需要吸收的太陽能Q Q吸吸cmcm( (t tt t0 0) )4.24.210103 3 J/(kg)J/(kg)12 kg12 kg(45 (45 2 0 )2 0 ) 1 . 2 61 . 2 6 1 01 06 6 J J ； 電 加 熱 器 需 要 加 熱 的； 電 加 熱 器 需 要 加 熱 的間間 ；需要完全燃燒的煤；需要完全燃燒的煤氣氣 . .s1260W1000J1026. 16PQPWt3376m03. 0m/J102 . 4J1026. 1qQV例例2 (2016 2 (2016 連云港連云港) )某家庭需要將某家庭需要將50 kg50 kg、初溫為、初溫為10 10 的水加熱到的水加熱到 50 50 作為生作為生活用水，他們利用煤氣灶燒水，需要燃燒活用水，他們利用煤氣灶燒水，需要燃燒0.8 kg0.8 kg的煤氣這些水從的煤氣這些水從 10 10 加熱到加熱到50 50 需要吸收的熱量為需要吸收的熱量為_J_J，0.8 kg0.8 kg的煤氣完全燃燒放出的熱量為的煤氣完全燃燒放出的熱量為_J_J，煤氣灶燒水的效率為，煤氣灶燒水的效率為_ c c水水4.24.210103 3 J/(kg) J/(kg)，q q煤氣煤氣4.24.210107 7 J/kg J/kg8.48.410106 63.363.3610107 725%25%【解析】水需要吸收的熱量為【解析】水需要吸收的熱量為Q Q吸吸c c水水mm水水 t t4.24.210103 3 J/(kg) J/(kg)50 kg50 kg(50 (50 10 )10 )8.48.410106 6 J J；煤氣完全燃燒放出的熱量為；煤氣完全燃燒放出的熱量為Q Q放放mm煤氣煤氣q q煤氣煤氣0.8 0.8 kgkg4.24.210107 7 J/kg J/kg3.363.3610107 7 J J；煤氣灶燒水；煤氣灶燒水的效率為的效率為25%100J1036. 3J108.4%10076放吸QQ 類型類型2 2能量的轉化及守恒能量的轉化及守恒例例3 3 ( (20162016常州常州) )世界上還有許多次發(fā)達地區(qū)至今用不上電美國哈佛大學的學生設計制世界上還有許多次發(fā)達地區(qū)至今用不上電美國哈佛大學的學生設計制作了一種發(fā)電足球在被踢的過程中，其內部裝置能夠發(fā)電，并將產(chǎn)生的電能儲存在蓄作了一種發(fā)電足球在被踢的過程中，其內部裝置能夠發(fā)電，并將產(chǎn)生的電能儲存在蓄電池中，用來點亮電池中，用來點亮LEDLED燈該過程中的能量轉化形式燈該過程中的能量轉化形式是（是（ ）A. A. 動能動能電能電能化學能化學能光能光能B. B. 電能電能動能動能化學能化學能光能光能C. C. 動能動能電能電能光能光能化學能化學能D. D. 電能電能動能動能光能光能化學能化學能例例3 3題圖題圖A A【解析【解析】被踢的足球由于運動而具有動能，球在被踢的過程中，內部裝置能夠被踢的足球由于運動而具有動能，球在被踢的過程中，內部裝置能夠發(fā)電，是將動能轉化為電能；將產(chǎn)生的電能儲存在蓄電池中，是將電能轉化為發(fā)電，是將動能轉化為電能；將產(chǎn)生的電能儲存在蓄電池中，是將電能轉化為化學能；用蓄電池來點亮化學能；用蓄電池來點亮LEDLED燈，是將化學能轉化為光能燈，是將化學能轉化為光能