第十四章 内能的利用复习讲义 2023-2024学年人教版九年级全一册物理（无答案）

第十四章 内能的利用
2023-2024年度九年级物理 复习讲义
第一部分：基础知识框架图
第二部分：主要考点
1. 内能的利用方式
（1）利用内能来加热：实质是热传递。
（2）利用内能来做功：实质是内能转化为机械能。
2. 热机：
定义：热机是利用内能来做功，把内能转化为机械能的机器。
热机的种类：蒸汽机、内燃机（汽油机和柴油机）、汽轮机、喷气发动机等
3. 内燃机：
内燃机活塞在汽缸内往复运动时，从气缸的一端运动到另一端的过程，叫做一个冲程。
四冲程内燃机包括四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。
在单缸四冲程内燃机中，吸气、压缩、做功、排气四个冲程为一个工作循环，每个工作循环曲轴转2周，活塞上下往复2次，做功1次。
在这四个冲程中只有做功冲程是燃气对活塞做功，而其它三个冲程（吸气冲程、压缩冲程和排气冲程）是依靠飞轮的惯性来完成的。
压缩冲程将机械能转化为内能。
做功冲程是由内能转化为机械能。
4. 汽油机和柴油机的比较：
（1）汽油机的气缸顶部是火花塞；柴油机的气缸顶部是喷油嘴。
（2）汽油机吸气冲程吸入气缸的是汽油和空气组成的燃料混合物；柴油机吸气冲程吸入气缸的是空气。
（3）汽油机做功冲程的点火方式是点燃式；柴油机做功冲程的点火方式是压燃式。
（4）柴油机比汽油及效率高，比较经济，但笨重。
（5）汽油机和柴油机在运转之前都要靠外力辅助启动。
5. 热值
燃料燃烧，使燃料的化学能转化为内能。
（1）定义：1kg某种燃料完全燃烧放出的热量，叫做这种燃料的热值。用符号q表示。
单位：固体燃料的热值的单位是焦耳每千克（J/kg）、气体燃料的热值的单位是焦耳每立方米（J/m3）。
热值是燃料本身的一种特性，只与燃料的种类有关，与燃料的形态、质量、体积、是否完全燃烧等无关。
（2）公式：
①Q＝qm m= q=
Q—放出的热量—焦耳（J）；q—热值—焦耳每千克（J/kg）；m—燃料质量—千克（kg）。
②Q＝qVV= q=
Q—放出的热量—焦耳（J）；q—热值—焦耳每立方米（J/m3）；V—燃料体积—立方米（m3）。
（3）物理意义：
酒精的热值是3.0×107J/kg，它表示：1kg酒精完全燃烧放出的热量是3.0×107J。
煤气的热值是3.9×107J/m3，它表示：1m3煤气完全燃烧放出的热量是3.9×107J。
6. 影响燃料有效利用的因素：一是燃料很难完全燃烧，二是燃料燃烧放出的热量散失很多，只有一小部分被有效利用。
7. 有效利用燃料的一些方法：把煤磨成粉末状、用空气吹进炉膛（提高燃烧的完全程度）；以较强的气流，将煤粉在炉膛里吹起来燃烧（减少烟气带走的热量）。
8. 热机的效率：热机用来做有用功的那部分能量和完全燃烧放出的能量之比叫做热机的效率。热机的效率是热机性能的一个重要标志，与热机的功率无关。
9. 公式：Q总= Q有用= Q总η
由于热机在工作过程中总有能量损失，所以热机的效率总小于1。
10. 热机能量损失的主要途径：废气内内、散热损失、机器损失。
11. 提高热机效率的途径：
（1）使燃料充分燃烧，尽量减小各种热量损失；
（2）机件间保持良好的润滑，减小摩擦。
（3）在热机的各种能量损失中，废气带走的能量最多，设法利用废气的能量，是提高燃料利用率的重要措施。
12. 常见热机的效率：蒸汽机6%～15%、汽油机20%～30%、柴油机30%～45%
内燃机的效率比蒸汽机高，柴油机的效率比汽油机高。
13. 能量：能量存在多种形式，如机械能、内能、电能、化学能、光能、核能等.
14、能量的转化：在一定条件下，各种形式的能量是可以相互转化的(如图).
15、能量守恒定律：能量既不会凭空消失，也不会凭空产生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到其他物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变.
16、能量转移、转化的特点：具有方向性．
第三部分：自主练习
1、长征五号火箭发动机采用氢氧发动机，用氢气做燃料获得动力，是由于氢气的（　　）
A．比热容的较大 B．热值高
C．密度大 D．导热性好
2、关于热机，下列说法正确的是（　　）
A．热机的效率越高说明热机做功越快
B．新能源汽车的发动机的效率可达100%
C．做功冲程既存在化学能转化为内能也存在内能转化为机械能
D．在做功同样多的情况下，消耗的燃料越多，热机的效率越高
3、如图所示，用热水壶烧水至沸腾时，水蒸气会顶开壶盖。热机工作中，与此能量转化相同的冲程是（　　）
A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程
4、四冲程汽油机在工作过程中，将内能转化为机械能的冲程是（ ）
A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程
5、下列有关说法正确的是( )。
A．以天然气为燃料，汽车发动机的效率可以达到100%；
B．内能小的物体可以将热量传给内能大的物体；
C．热值越大的燃料，完全燃烧时放出的热量一定越多；
D．的水比的水含有的热量多
6、如图是汽油机的四个冲程，其中表示内能转化为机械能的冲程是（　　）
A． B．
C． D．
7、下列说法正确的是（　　）
A．热值大的燃料完全燃烧，放出的热量一定多
B．做同样多的功，内燃机消耗的燃料越多，其效率越低
C．内燃机的压缩冲程，主要通过做功增加了汽缸内物质的内能
D．汽油机的做功冲程将机械能转化为内能
8、关于汽油机，下列说法中正确的是（　　）
A．顶部有火花塞
B．吸气冲程将空气吸入汽缸
C．压缩冲程汽缸内气体的内能增加
D．做功冲程内能转化为机械能
9、司机在加油站给小轿车加油时闻到汽油味，这是______现象，小轿车汽油机在______冲程中将机械能转化为内能。
10、如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同，燃料的质量都是10g，烧杯内的液体质量和初温也相同。
（1）为了比较不同物质吸热升温的特点，应选择______两图进行实验；
（2）不同物质吸热的多少是通过______（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，下列要求中还正确的是______；
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
（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像如图丁所所示，由图可以看出，______液体的比热容较大
11、贵南高铁北起贵州贵阳市，经河池市，南至广西南宁市，是广西境内第一条设计时速为350公里的客运专线，预计2023年年底建成通车。
（1）若通车后，一列长200m的动车组（如图甲）以60m/s的速度匀速通过一座长1000m的高架桥。该列动车组通过高架桥所用的时间为多少？
（2）若动车组以80m/s的速度匀速运动时电动机的总输出功率为5600kW，则此时动车组受到的阻力为多大？
（3）位于河池市境内的界子良风电场于2021年初成功实现40台风机并网发电（如图乙）。已知当地每秒每平方米面积吹过的风的能量约为200J，若风机有效迎风面积约为，风机把风能转换为电能的效率为。请估算一台风机一天的发电量可以供一列总输出功率为4800kW的动车组以250km/h的速度运动多远距离？（忽略其它能量损耗）