考綱內(nèi)容考綱內(nèi)容第十四章第十四章 內(nèi)能的利用內(nèi)能的利用考情分析考情分析考點(diǎn)梳理考點(diǎn)梳理剖析重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)剖析重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)重難點(diǎn)突破重難點(diǎn)突破課堂精煉課堂精煉考綱內(nèi)容考綱內(nèi)容考點(diǎn)考點(diǎn)1 1 認(rèn)識(shí)燃料的熱值.考點(diǎn)考點(diǎn)2 2 了解熱機(jī)的工作過(guò)程.考點(diǎn)考點(diǎn)3 3 熱機(jī)效率及其計(jì)算.考點(diǎn)考點(diǎn)4 4 知道不同燃料的熱值不同，有節(jié)約能源和保護(hù)環(huán)境的意識(shí).考點(diǎn)考點(diǎn)5 5 通過(guò)實(shí)例了解能量及存在的不同形式和相互轉(zhuǎn)化，知道做功的過(guò)程就是能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程.考點(diǎn)考點(diǎn)6 6 知道能量守恒定律，能舉出日常生活中能量守恒的實(shí)例.考情分析考情分析 近年來(lái)廣東中考主要考查熱機(jī)的工作過(guò)程、熱機(jī)效率，能量轉(zhuǎn)化及守恒定律.由于本部分內(nèi)容與生活實(shí)際聯(lián)系比較緊密，在各類考試中多出現(xiàn)聯(lián)系生活實(shí)際、社會(huì)熱點(diǎn)、環(huán)境保護(hù)等方面的問(wèn)題，應(yīng)引起同學(xué)們足夠的重視.題型以填空題、選擇題、計(jì)算題為主.考點(diǎn)梳理考點(diǎn)梳理1定義：利用 做功的機(jī)器2種類：如：蒸汽機(jī)、 、汽輪機(jī)、噴氣機(jī)等.一、熱機(jī)：一、熱機(jī)：汽缸汽缸內(nèi)燃機(jī)內(nèi)燃機(jī)1定義:燃料直接在發(fā)動(dòng)機(jī) 內(nèi)燃燒產(chǎn)生動(dòng)力的熱機(jī)，叫做內(nèi)燃機(jī).2工作原理：燃料在汽缸內(nèi)燃燒，產(chǎn)生高溫高壓的燃?xì)?，?能轉(zhuǎn)化為 能；然后燃?xì)馔苿?dòng)活塞做功，把 能轉(zhuǎn)化為 能.3.分類：內(nèi)燃機(jī)分為： 和 兩大類，它們分別用 和 作為燃料.二、內(nèi)燃機(jī)：二、內(nèi)燃機(jī)：汽缸汽缸化學(xué)化學(xué)內(nèi)內(nèi)內(nèi)內(nèi)機(jī)械機(jī)械汽油機(jī)汽油機(jī)柴油機(jī)柴油機(jī) 冷油冷油柴油柴油4內(nèi)燃機(jī)的四個(gè)沖程的特點(diǎn)（1）沖程定義：活塞在汽缸內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，從汽缸的一端運(yùn)動(dòng)到 的過(guò)程四個(gè)沖程： 、 、 、 .一個(gè)工作循環(huán)，曲軸和飛輪轉(zhuǎn)動(dòng) 周，活塞往復(fù) 次，對(duì)外做功 次另一端另一端吸氣沖程吸氣沖程壓縮沖程壓縮沖程做功沖程做功沖程排氣沖程排氣沖程2 2 1 （2）汽油機(jī)四個(gè)沖程工作原理：進(jìn)氣門進(jìn)氣門 排氣門排氣門 下下 汽油汽油 空氣空氣 進(jìn)氣門進(jìn)氣門 排氣門排氣門 上上 機(jī)械機(jī)械 內(nèi)內(nèi) 進(jìn)氣門進(jìn)氣門 排氣門排氣門 下下 內(nèi)內(nèi) 機(jī)械機(jī)械 進(jìn)氣門進(jìn)氣門 排氣門排氣門 上上 （3）柴油機(jī)和汽油機(jī)的區(qū)別火花塞火花塞 噴油嘴噴油嘴 空氣空氣 汽油和空氣汽油和空氣 較高較高 1.定義：把某種燃料 燃燒放出的熱量與其 之比，叫做這種燃料的熱值.2.單位符號(hào)： (或J/m3).3.計(jì)算公式：（1）固體和液體：Q放= ；（2）氣體：Q放= .熱值只與燃料的種類有關(guān)，與燃料的形態(tài)、質(zhì)量、體積等均無(wú)關(guān).完全完全質(zhì)量質(zhì)量J/kgqm 三、燃料的熱值三、燃料的熱值qV1.概念：用來(lái)做 的那部分能量，與燃料 放出的能量之比.2熱機(jī)效率低的原因：燃料并未完全燃燒；排出廢氣和散熱；熱機(jī)的各部分零件之間有摩擦，要克服摩擦做功而消耗部分能量；曲軸獲得的機(jī)械能也未完全用來(lái)對(duì)外做功.3.提高熱機(jī)效率的途徑：一是讓燃料盡可能地 ；二是要減少熱量的 ；三是設(shè)法利用 的能量；四是機(jī)件間保持良好的潤(rùn)滑、減小摩擦.有用功有用功完全燃燒完全燃燒充分燃燒充分燃燒損失損失 四、熱機(jī)的效率四、熱機(jī)的效率廢氣廢氣4熱機(jī)對(duì)環(huán)境造成的污染主要是：大氣污染；噪聲污染5人類保護(hù)環(huán)境的重要措施是：減少熱機(jī)廢氣中的有害物質(zhì)，控制廢氣排放的總量.具體方面是：推廣使用無(wú)鉛汽油；安裝電子控制燃油噴射發(fā)動(dòng)機(jī)（EFI系統(tǒng)）；推廣新能源汽車，如天然氣汽車、太陽(yáng)能汽車、電動(dòng)汽車等.1.能量的轉(zhuǎn)化：各種形式的能量都可以在一定條件下相互 .2.能量守恒定律：能量既不會(huì)憑空 ，也不會(huì)憑空 ，它只會(huì)從一種形式 為其他形式，或者從一個(gè)物體 到另一個(gè)物體，而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過(guò)程中，能量的總量 .3同種能量的變化叫做 ，不同種能量的變化叫做 .范圍：能量守恒定律是自然界最重要、最普遍的基本定律，適用于各領(lǐng)域.4反面證明：永動(dòng)機(jī)永遠(yuǎn) 實(shí)現(xiàn)，因?yàn)樗?了能量守恒定律，這從反面證明了能量守恒定律的正確.轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化消失消失產(chǎn)生產(chǎn)生轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化 五、能量的轉(zhuǎn)化和守恒五、能量的轉(zhuǎn)化和守恒轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移保持不變保持不變 轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化不可能不可能違背違背例例1 1 某同學(xué)學(xué)習(xí)了燃料的熱值后，自己設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)來(lái)探究煤油和菜籽油的熱值大小.他實(shí)驗(yàn)時(shí)組裝了如圖1所示的兩套規(guī)格完全相同的裝置，并每隔1 min記錄了杯中水的溫度（見(jiàn)下表）.剖析重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)剖析重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)探究不同燃料的熱值大小探究不同燃料的熱值大小 （1）為保證實(shí)驗(yàn)的可靠性，實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)控制兩套裝置中相同的量有 .（2）通過(guò)表中記錄的數(shù)據(jù)，你認(rèn)為煤油和菜籽油兩種燃料中，熱值較大的是 .（3）該同學(xué)實(shí)驗(yàn)前用天平測(cè)出了燒杯中水的質(zhì)量及兩油燈中燃料的質(zhì)量并記錄了數(shù)據(jù)，利用公式Q吸=cm（t-t0）計(jì)算出了水吸收的熱量，他認(rèn)為通過(guò)這些數(shù)據(jù)能準(zhǔn)確地計(jì)算出煤油和菜籽油的熱值.你認(rèn)為他的計(jì)算結(jié)果可靠嗎？ .為什么？ .水的初溫和質(zhì)量水的初溫和質(zhì)量 煤油煤油 不可靠不可靠 燃料燃燒產(chǎn)生的熱量不能完全被水吸收、存在熱損失燃料燃燒產(chǎn)生的熱量不能完全被水吸收、存在熱損失 例例1 1 關(guān)于熱值，下列說(shuō)法中正確的是（ ）A.燃料燃燒得越充分，熱值就越大 B.燃料的密度越大，熱值就越大C.同種燃料燃燒與否，熱值都是一樣的 D.燃料存放越久，熱值越小C重難點(diǎn)突破重難點(diǎn)突破一、認(rèn)識(shí)燃料的熱值一、認(rèn)識(shí)燃料的熱值【點(diǎn)撥】【點(diǎn)撥】熱值是燃料的一種特性，它只與燃料的種類有關(guān)熱值是燃料的一種特性，它只與燃料的種類有關(guān)，與燃料的質(zhì)量、燃燒程度等均無(wú)關(guān)，與燃料的質(zhì)量、燃燒程度等均無(wú)關(guān). . “可燃冰”作為新型能源，有著巨大的開發(fā)、使用潛力.同等條件下，“可燃冰”完全燃燒放出的熱量達(dá)到煤氣的數(shù)十倍，說(shuō)明“可燃冰”的 很大；以10倍的關(guān)系粗略計(jì)算，1 kg“可燃冰”完全燃燒放出的熱量為 J;當(dāng)“可燃冰”只燃燒0.5 kg時(shí),它的熱值為 J/（kg）.（1 kg煤氣完全燃燒放出熱量為4.2107J）熱值熱值變式拓展變式拓展14.21084.2108例例2 2 如圖2所示為某汽油機(jī)四個(gè)沖程的示意圖，下列排列順序正確的是（ ）A.甲、乙、丙、丁B.乙、甲、丁、丙C.甲、乙、丁、丙D.丁、乙、甲、丙C二、熱機(jī)的工作過(guò)程二、熱機(jī)的工作過(guò)程【點(diǎn)撥】【點(diǎn)撥】判斷是哪個(gè)沖程判斷是哪個(gè)沖程, ,一是看兩個(gè)門的開、閉情況，二一是看兩個(gè)門的開、閉情況，二是看活塞的上下情況是看活塞的上下情況. .（2015泰州）如圖3所示，在空氣壓縮引火儀的玻璃筒底部放一小團(tuán)干燥的棉花，快速壓下活塞，可觀察到棉花著火燃燒此過(guò)程中活塞對(duì)筒內(nèi)氣體做功，氣體的內(nèi)能 ，這與四沖程汽油機(jī)的 沖程的能量轉(zhuǎn)化相同某臺(tái)汽油機(jī)飛輪的轉(zhuǎn)速為2 400 r/min，在1 min內(nèi)，汽油機(jī)完成 個(gè)工作循環(huán)增加增加變式拓展變式拓展2壓縮壓縮1200例例3 3 用煤氣灶把1 kg、初溫為20 的水燒到70 ，消耗了10 g煤氣，已知水的比熱容是4.2103J/（kg），煤氣的熱值為4.2107J/kg，則水吸收的熱量為 J，煤氣完全燃燒放出的熱量為 J，煤氣灶燒水的效率為 %.2.1105三、熱機(jī)的效率三、熱機(jī)的效率4.210550【點(diǎn)撥】【點(diǎn)撥】水吸收的熱量為水吸收的熱量為Q Q吸吸c(diǎn)m(t-tcm(t-t0)0)，煤氣完全燃燒，煤氣完全燃燒放出的熱量放出的熱量Q Q放放qmqm，則煤氣灶的效率，則煤氣灶的效率Q Q吸吸/Q/Q放放. .（2014河北）隨著生活條件的改善，小明家住上了新樓房，新樓使用的是天然氣.小明想：將一壺水燒開究竟需要多少天然氣呢？他通過(guò)實(shí)踐收集到如下數(shù)據(jù)：水壺里放入200 cm3、20 的水，大火加熱直至沸騰；又在物理書中查到天然氣的熱值為8107J/m3.問(wèn)：氣壓為1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，c水4.2103J(kg)（1）燒開這壺水，水需要吸收多少熱量？（2）如果小明家天然氣爐具的效率是40%，燒開這壺水，需要燃燒多少m3的天然氣？變式拓展變式拓展3答案答案（1 1）由）由=mV=mV得：得：m=V=1.0 g/cmm=V=1.0 g/cm3 3200 cm200 cm3=200 g=0.2 kg3=200 g=0.2 kg水吸收的熱量：水吸收的熱量：Q Q吸吸=c=c水水m m水水（t-tt-t0 0）=4.2=4.210103 3 J/ J/（kgkg）0.2 kg0.2 kg（100 -20 100 -20 ）= =6.726.7210104 4 J J（2 2）由題知，）由題知，Q Q放放=Q=Q吸吸=6.72=6.7210104 4J/40%=1.68J/40%=1.6810105 5 J J，而，而Q Q放放=Vq=Vq，V=QV=Q放放/q=1.68/q=1.6810105 5 J/8J/810107 7 J/m J/m3 3=2.1=2.11010-3-3m m3 3例例4 4 關(guān)于能量及能量之間的轉(zhuǎn)化，下列說(shuō)法正確的是（ ）A.火山具有內(nèi)能，冰山不具有內(nèi)能B.攔河大壩使水位升高，增加了水的重力勢(shì)能C.火箭在加速上升時(shí)，機(jī)械能保持不變D.墜落的隕石在空中劃過(guò)一道亮光時(shí)，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能四、四、 能量的轉(zhuǎn)化與守恒能量的轉(zhuǎn)化與守恒B【點(diǎn)撥】【點(diǎn)撥】（1 1）一切物體都具有內(nèi)能）一切物體都具有內(nèi)能; ;（2 2）重力勢(shì)能與物體）重力勢(shì)能與物體的高度、質(zhì)量有關(guān)，判斷時(shí)一定要考慮物體的高的高度、質(zhì)量有關(guān)，判斷時(shí)一定要考慮物體的高度、質(zhì)量是如何變化度、質(zhì)量是如何變化; ;（3 3）在判斷機(jī)械能是否守）在判斷機(jī)械能是否守恒時(shí)，要看是否忽略恒時(shí)，要看是否忽略“空氣阻力和摩擦力空氣阻力和摩擦力”，如，如果忽略就守恒，否則不守恒，就會(huì)轉(zhuǎn)化為其他形果忽略就守恒，否則不守恒，就會(huì)轉(zhuǎn)化為其他形式的能式的能. .（2015資陽(yáng)）如圖4所示，下列有關(guān)能源及能的轉(zhuǎn)化的說(shuō)法中錯(cuò)誤的是（ ）A太陽(yáng)能集熱器的吸熱板把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能B太陽(yáng)能汽車?yán)锰?yáng)能電池把太陽(yáng)能直接轉(zhuǎn)化成汽車的動(dòng)能C樂(lè)山大佛臉上出現(xiàn)的黑色條紋是人類消耗化石能源產(chǎn)生酸性氣體形成酸雨腐蝕造成的D汽車散失的熱不能收集起來(lái)再利用表明能量轉(zhuǎn)化過(guò)程具有方向性B變式拓展變式拓展41.甲、乙兩臺(tái)汽油機(jī)，甲的效率比乙高，則（ ）A.甲每秒鐘做的功比乙每秒鐘做的功多B.甲消耗的汽油比乙消耗的汽油少C.消耗同樣多的汽油，甲做的有用功比乙做的有用功多D.做同樣多的有用功，甲消耗的汽油比乙消耗的汽油多C課堂精煉課堂精煉2.（2013廣東）在汽油機(jī)的四個(gè)沖程中，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的是 沖程.如圖5所示，汽油機(jī)正在進(jìn)行的是 沖程.已知汽油的熱值為4.6107 J/kg，則完全燃燒100 g汽油放出的熱量為 J.壓縮壓縮做功做功4.61063.太陽(yáng)能是一種清潔能源.某太陽(yáng)能熱水器每天能使500 kg的水溫度升高30 ，則這些水吸收的熱量為 J，這些熱量相當(dāng)于完全燃燒 kg的無(wú)煙煤放出的熱量.（無(wú)煙煤的熱值為3.4107 J/kg）6.31071.854.（2012廣東）某品牌空氣能熱水器正常工作時(shí)的參數(shù)如下：已知能效比是指水箱中的水吸收的熱量（Q）與壓縮機(jī)等電器消耗的電能（W）的比值.從表格中的數(shù)據(jù)可知，該空氣能熱水器正常工作1 h可產(chǎn)生的熱水的體積為 L.水的比熱容為4.2103 J/（kg），密度為1.0103kg/m3685.物理興趣小組的同學(xué)用煤爐給10 kg的水加熱，同時(shí)他們繪制了如圖6所示的加熱過(guò)程中水溫隨時(shí)間變化的圖線.若在6 min內(nèi)完全燃燒了0.2 kg的煤，水的比熱容為4.2103J(kg)，煤的熱值約為3107Jkg.求：(1)煤完全燃燒產(chǎn)生的熱量；(2)經(jīng)過(guò)6 min時(shí)間加熱，水所吸收的熱量；(3)煤爐燒水時(shí)的熱效率.（1）煤完全燃燒產(chǎn)生的熱量：）煤完全燃燒產(chǎn)生的熱量：Q放放=mq=2 kg3107 J/kg=6107 J；（2）由圖可知，經(jīng)過(guò)）由圖可知，經(jīng)過(guò)6 min時(shí)間加熱后水溫由時(shí)間加熱后水溫由20 達(dá)達(dá)到到80 ，則水吸收的熱量：則水吸收的熱量：Q吸吸= cm（t-t0）=4.2103 J/（kg）10 kg（80 -20 ）=2.52106 J；（3）煤爐燒水時(shí)的熱效率：）煤爐燒水時(shí)的熱效率：=Q吸吸/Q放放100=2.52106 J/（6107 J）100%=4.2%