《第十四章　内能的利用》复习 课件（共39张PPT）2022-2023人教版物理九年级上册

(共39张PPT)
第十四章　内能的利用
《第十四章　内能的利用》复习
思维导图
一、热机
1.定义：是把　 　转化为　 　的机器.
2.种类：如：蒸汽机、　 　、 汽轮机、喷气机等；
　 　是最常见的热机.
　内燃机　
　内燃机　
　机械能　
　内能　
知识梳理
二、内燃机
1.定义：燃料直接在发动机　 　内燃烧产生动力的热机，叫做内燃机.
2.工作原理：燃料在汽缸内燃烧，产生高温高压的燃气，
把　 　能转化为　 　能；然后燃气推动活塞做功，
把　 　能转化为　 　能.
3.分类：内燃机分为　 　和　 　两大类，它们分别用　 　和　 　作为燃料.
　柴油　
　汽油　
　柴油机　
　汽油机　
　机械　
　内　
　内　
　化学　
　汽缸　
4.内燃机的四个冲程的特点
(1)冲程定义：活塞在汽缸内往复运动时，从汽缸的一端运动到　 　的过程.
四个冲程：　 　、　 　、　 　、
　 　.
一个工作循环，曲轴和飞轮转动　 　周，活塞往复运动
　 　次，对外做功　 　次.
　一　
　两　
　两　
　排气冲程　
　做功冲程　
　压缩冲程　
　吸气冲程　
　另一端　
①吸气冲程：　 　打开，　 　关闭，活塞向
　 　运动.吸进的是　 　和　 　的混合物.
　空气　
　汽油　
　下　
　排气门　
(2)汽油机四个冲程工作原理：
　进气门　
注意：吸气冲程、压缩冲程和排气冲程是依靠飞轮的
　 　来完成的.
②压缩冲程：　 　、　 　都关闭，活塞向
　 　运动，　 　能转化为　 　能.
③做功冲程：　 　、　 　都关闭，火花塞点火，活塞向　 　运动，带动曲轴转动，对外做功，　 　能转化为　 　能(只有做功冲程是对外做功的).
④排气冲程：　 　关闭，　 　打开，活塞向
　 　运动，排除废气.
　惯性　
　上　
　排气门　
　进气门　
　机械　
　内　
　下　
　排气门　
　进气门　
　内　
　机械　
　上　
　排气门　
　进气门　
(3)柴油机和汽油机的区别
分类 汽油机 柴油机
相同点 一个工作循环，活塞往复运动2次，曲轴和飞轮转动2周，经历4个冲程，做功1次；靠外力启动 不 同 点 构造 顶部有一个　 _ 顶部有一个 _　
吸气冲程 吸入 _ 吸入　 _
点燃方式 点燃式 压燃式
效率 较低 　 _
应用 小型汽车、摩托车 载重汽车、大型拖拉机
　
较高
　
空气
喷油嘴
汽油和空气的混合物
　火花塞
三、燃料的热值
1.定义：把某种燃料　 　燃烧放出的热量与其　 _
之比，叫做这种燃料的热值.
2.单位符号：　 　(或J/m3).
3.计算公式：(1)固体和液体：Q放＝　 　；
(2)气体：Q放＝　 　.
热值只与燃料的种类有关，与燃料的形态、质量、体积等均无关.
　qV　
　qm　
　J/kg　
　质量
　完全　
四、热机的效率
1.概念：用来做　 的那部分能量，与燃料 _
放出的能量之比.
2.热机效率低的原因：①燃料并未完全燃烧；②排出废气和散热；③热机的各部分零件之间有摩擦，要克服摩擦做功而消耗部分能量；④曲轴获得的机械能也未完全用来对外做功.
3.提高热机效率的途径：①让燃料尽可能地　 　；②要减少热量的　 　；③设法利用　 　的能量；④机件间保持良好的润滑、减小摩擦.
　废气　
　损失　
　充分燃烧　
完全燃烧
　有用功
4.热机对环境造成的污染主要是：①大气污染；②噪声污染.
5.人类保护环境的重要措施是：减少热机废气中的有害物质，控制废气排放的总量.具体方面是：①推广使用无铅汽油；②安装电子控制燃油喷射发动机(EFI系统)；③推广新能源汽车，如天然气汽车、太阳能汽车、电动汽车等.
五、能量的转化和守恒
1.能量的转化：各种形式的能量都可以在一定条件下相互
　 　.
2.能量守恒定律：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　 　.
　保持不变　
　转移　
　转化　
　产生　
　消灭　
　转化　
3.同种能量的变化叫做　 　，不同种能量的变化叫做
　 　.
范围：能量守恒定律是自然界最重要、最普遍的基本定律，适用于各领域.
4.反面证明：永动机永远　 　实现，因为它　 _
了能量守恒定律，这从反面证明了能量守恒定律的正确.
　违背
　不可能　
　转化　
　转移　
一、热机
解题要点：1.判断内燃机处于哪种冲程：(1)看两个门的开、闭情况；(2)看活塞的上或下运动情况.
吸气冲程 压缩冲程 做功冲程 排气冲程
进气门 开 闭 闭 闭
排气门 闭 闭 闭 开
活塞运动方向 向下 向上 向下 向上
能量转化 机械能转化为内能 内能转化为机械能
考点集训
2.内燃机一个工作循环有四个冲程，活塞往复运动两次，飞轮转动两周，对外做功一次；只有做功冲程对外做功，其他冲程靠飞轮的惯性完成.
A.靠飞轮惯性完成冲程的是乙、丙、丁
B.四冲程内燃机在一个工作循环中工作过程依次是丁丙甲乙
C.甲图中能量的转化是内能转化为机械能
D.乙图中汽缸内气体温度会下降
1.如图所示为单缸四冲程汽油机的工作示意图，下列说法不正确的是( )
B
2.在热机工作的过程中，只有　 　冲程对外做功，其他三个冲程都靠飞轮的
　 　来完成.如图所示是某单缸四冲程汽油机的　 　冲程；若该汽油机每1秒钟对外做功25次，那么该汽油机飞轮的转速为　 　revs/min.
　3 000　
　压缩　
　惯性　
　做功　
二、热值
解题要点：热值是燃料的一种特性，它只与燃料的种类有关，与燃料的质量、形态、体积、燃烧程度等均无关.
3.下列关于热值的说法中正确的是( )
A.燃料燃烧时，随着不断放热，它的热值越来越小
B.采取措施使燃料燃烧更充分，就可以提高燃料的热值
C.任何燃料实际燃烧时放出的热量，都比按热值计算出来的数值小
D.煤油的热值比酒精大，就是说煤油完全燃烧放出的热量比酒精多
C
4.“低碳环保”是当今世界环境主题，天然气是一种低污染燃料，在我市已普遍使用.天然气热值为4×107 J/m3，完全燃烧0.21 m3的天然气所释放的热量为　 　J，若完全被水吸收，能使　 　kg的水温度升高40 ℃.[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]
　50　
　8.4×106　
5.火箭使用的燃料主要是液态氢，这是利用了氢燃料 _
大的特性.0.3 kg氢完全燃烧释放出的热量是4.2×107 J，氢的热值是　 　J/kg；液态氢燃烧过程中，其热值大小　 　(选填“变大”“变小”或“不变”).
　不变　
　1.4×108　
热值
6.如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同，燃料的质量都是10 g，烧杯内的液体质量和初温也相同.
(1)比较不同物质吸热升温的特点：
①应选择　 　两图进行实验；
②不同物质吸收热量的多少是通过　 　(选填“温度计示数”或“加热时间”)来反映的；
③关于该实验的变量控制，下列要求中不正确的是　 　(选填字母)；
A.采用相同的加热方法　
B.烧杯中分别装入相同体积的物质　
C.使用相同的烧杯
　B　
　加热时间　
　甲、丙　
④如果质量和初始温度均相同的A、B两种液体，吸热后它们的温度随时间变化的图象如图丁所示，由图可以看出，
　 　液体的温度升高得较快，　 　液体的比热容较大.
　B　
　A　
(2)比较不同燃料的热值：
①应选择　 　两图进行实验，燃料完全燃烧放出的热量多少，是通过　 　(选填“温度计示数”或“加热时间”)来反映的；
②若想利用①中装置估测燃料热值，那么还需要补充的仪器是　 　，利用此实验方法计算出的热值将比真实值偏
　 　.
③该实验在取燃料和水(当液体A为水)时都要注意适量，否则不利于得出实验结论.当燃料质量一定时，所取水量不能过少的原因是：　 　.
　水会沸腾，温度不变，不便于比较　
　小　
　天平　
　温度计示数　
　甲、乙　
三、能量的转化和守恒
解题要点： 能量守恒——宇宙三大守恒定律之一，具有普遍性，适合任何形式下的能量转化或转移；机械能守恒，只适用于理想情况下的机械运动中的动能、势能的转化.
有关能量转化的说法中错误的是( )
A.图甲所示，过山车向下运动时，重力势能转化为动能
B.图乙所示，水电站将水的机械能转化为电能
C.图丙所示，自行车运动员奋力蹬车时，人体内的一部分化学能转化为动能
D.图丁所示，汽车在刹车过程中，刹车片会发热，将内能转化为动能
7.如图所示，下列结合图中情景，
D
下列分析中正确的是( )
A.图甲，厚玻璃内的空气被压缩时，空气的内能减少
B.图乙，瓶子内的空气推动塞子跳起时，空气的内能增大
C.图甲和图丁两个过程中能量转化是相同的
D.图丙和图丁两个过程中能量转化是相同的
8.如图所示，对于图中所描述的物理过程，
D
9.2021年6月17日，中国在酒泉卫星发射中心搭载“神舟十二号”载人飞船的“长征二号”运载火箭发射成功，并进入了“天和”核心舱.火箭常常采用液态氢为燃料，是因为液态氢具有较大的　 　.9月17日，“神舟十二号”返回地球，最终返回舱实现安全着陆.飞船返回舱进入大气层后，温度升高，将　 　能转化为　 　能.在以上能量转化过程中，能的总量　 　(选填“变大”“变小”或“不变”).
　不变　
　内　
　机械　
　热值　
四、热量和效率的计算
解题要点：水吸收的热量：Q吸＝cm(t－t0)，煤气完全燃烧放出的热量：Q放＝qm，则计算炉子的效率公式：
η＝×100%；计算热机效率公式：η＝×100%.
10.四川人爱吃辣，色香味俱佳的红油辣子是四川人的家常必备.红油辣子制作关键是对油温的控制，用菜油制作红油辣子的最佳温度为150 ℃.用沼气将0.1 kg菜油从室温17 ℃加热到制作红油辣子的最佳温度，则菜油吸收了　 　J的热量，燃烧了　 　m3的沼气.[已知沼气燃烧释放的热量有50%被菜油吸收，沼气热值取1.9×107 J/m3，取c菜油＝2.0×103 J/(kg·℃)] .
　2.8×10－3　
　2.66×104　
11.生活区的小巷中有很多小吃摊，他们使用的燃料大都是瓶装液化气.如果每瓶中装入12 kg液化气，液化气的热值取4.2×107 J/kg，则：
(1)每瓶液化气全部完全燃烧放出多少热量
(2)若放出的热量有40%被利用，在标准大气压下可把多少千克的水从20 ℃加热至刚好沸腾
[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]
解：(1)Q放＝mq＝12 kg×4.2×107 J/kg＝5.04×108 J；
(2)Q吸＝Q放η＝5.04×108 J×40%＝2.016×108 J
m＝＝600 kg.
答：(1)每瓶液化气全部完全燃烧放出热量5.04×108 J；
(2)在标准大气压下可把600 kg的水从20 ℃加热至刚好沸腾.
12.某物理兴趣小组的同学，用煤炉给20 kg的水加热，同时他们记录数据并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1 kg的煤，水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)，煤的热
值约为3×107 J/kg，求：
(1)煤完全燃烧产生的热量；
(2)经过6 min的加热，水所吸收的热量；
(3)煤炉烧水时的热效率.
解：(1)煤完全燃烧产生的热量：
Q放＝mq＝1 kg×3×107 J/kg＝3×107 J.
(2)水所吸收的热量：
Q吸＝cm(t－t0)＝4.2×103 J/(kg·℃)×20 kg×(80 ℃－20 ℃)
＝5.04×106 J.
答：(1)煤完全燃烧产生的热量为3×107 J；(2)经过6 min时间加热，水所吸收的热量为5.04×106 J；(3)煤炉烧水时的热效率为16.8%.
(3)煤炉烧水时的热效率：
η＝×100%＝16.8%.
13.热机发明后，一直在持续地改进和发展中.
材料一：1769年，法国人居纽制造出蒸汽机推动的三轮汽车(图甲)，传统蒸汽机的燃料在汽缸外部燃烧(图乙).
材料二：1862年，法国人德罗夏提出内燃机(内燃指燃料在汽缸内燃烧)的四冲程循环理论：①汽缸的向外运动造成的真空将混合气体燃料吸入汽缸；②通过汽缸的向内运动对进入汽缸里的燃料进行压缩；③高压燃烧气体产生巨大爆发力；④将已经燃烧的废气从汽缸中排出.
材料三：1876年，德国人奥托制造出以四冲程为依据的燃气内燃机，利用飞轮的惯性使四冲程自动实现循环往复.
阅读上面材料，回答下列问题：
(1)传统蒸汽机的燃料在汽缸　 　部燃烧；内燃指燃料在汽缸　 　部燃烧.
(2)图丙所示是将　 　能转化为　 　能.
(3)根据材料知道热机一个工作循环有四个冲程，请你判断图丁中表示的是　 　冲程；热机工作时用水而不用其他液体来做冷却剂，这是因为水的　 　大.
(4)小锦同学阅读了某型号汽车发动机的说明书后，将内燃机的能量流向制成如图戊所示的图表，请根据给出的信息，计算该内燃机输出的有用功为燃料释放热量的　 　%.
　30　
　比热容　
　做功　
　内　
　机械　
　内　
　外