(共29张PPT)
第十四章
内能的利用
第1节 热机
1.燃烧汽油或柴油能将其化学能转化为________，通过热机做
功，能把内能转化为____________.
内能
机械能
2.内燃机有四个冲程，它们分别是吸气冲程、压缩冲程、做功
冲程、排气冲程.其中________冲程将机械能转化为内能，______
冲程将内能转化为机械能.
压缩
做功
做功
排气
惯性
2
2
3.(1)在四个冲程中，给汽车提供动力的冲程是__________冲
程，排出汽车废气的冲程是__________冲程.
(2)注意：在内燃机的四个冲程中，只有做功冲程对外做功，
其他三个冲程都是靠飞轮的________完成的.一个工作循环中飞轮
转动________周，活塞往返________次.
内容 内燃机
汽油机 柴油机
构造
燃料 汽油 柴油
4.汽油机和柴油机
内容 内燃机
汽油机 柴油机
一
个
工
作
循
环 吸气冲程 吸入汽油和空气的混合物 只吸入空气
压缩冲程 压缩程度较小(机械能→内能) 压缩程度大(机械能→内能)
做功冲程 点燃式(火花塞点火)(内能→机
械能) 压燃式(柴油遇到高温高压
的热空气)(内能→机械能)
排气冲程 排出废气 排出废气
(续表)
内容 内燃机
汽油机 柴油机
主要特点 轻巧、效率较低 笨重、效率较高
适用范围 小汽车、小型农业机械、飞
机等 载重汽车、拖拉机、火车、
轮船等
(续表)
知识点 1 热机
典例 1：(2022 年晋江市二模)如图 14-1-1 甲、乙是四冲程汽油
机其中两个冲程的工作示意图，下列说法正确的是(
)
甲
乙
图 14-1-1
A.甲图为做功冲程，内能转化为机械能
B.甲图为做功冲程，机械能转化为内能
C.乙图为做功冲程，内能转化为机械能
D.乙图为做功冲程，机械能转化为内能
思路点拨：判断内燃机的冲程时，一要看进气门、排气门的
开闭状态；二要看活塞的运动方向.当气门都关闭时，活塞向上为
压缩冲程，活塞向下为做功冲程.其中在做功冲程中内能转化为机
械能，在压缩冲程中机械能转化为内能.
答案：C
冲程 工作示意图 进(排)气门 活塞运动 能量的转化
吸气
冲程 进气门开
排气门关 向下运动 —
方法技巧：汽油机的工作过程：
冲程 工作示意图 进(排)气门 活塞运动 能量的转化
压缩
冲程 均关闭 向上运动 机械能
↓
内能
(续表)
冲程 工作示意图 进(排)气门 活塞运动 能量的转化
做功
冲程 均关闭 向下运动 内能
↓
机械能
(续表)
冲程 工作示意图 进(排)气门 活塞运动 能量的转化
排气
冲程 进气门关
排气门开 向上
运动 —
(续表)
变式 1：(2021 年广东省)关于四冲程汽油机的工作过程，下
列说法正确的是( )
A.吸气冲程：只吸入空气
B.压缩冲程：缸内温度降低
C.做功冲程：气体推动活塞做功
D.排气冲程：内能转化为机械能
答案：C
变式2：(2023 年怀化市)如图14-1-2所示，在试管内装少量水，
用橡胶塞塞住管口，将水加热一段时间，塞子冲出，内燃机四个
冲程中与之原理相似的是(
)
图 14-1-2
A.吸气冲程
B.压缩冲程
C.做功冲程
D.排气冲程
答案：C
知识点2 内燃机转速
典例2：(2021 年枣庄市)如图14-1-3 是四冲程汽油机的某个冲
程，由图可看出它正处于__________冲程，该冲程将机械能转化
为______能，若该汽油机飞轮的转速是 60 r/s，则汽油机每秒钟对
外做功________次.
图 14-1-3
思路点拨：压缩冲程中，机械能转化为内能；热机一个工作
循环中，飞轮转动两圈，完成四个冲程，做功一次.
答案：压缩 内 30
方法技巧：
变式3：(2023 年张家界市)如图 14-1-4 是汽油机工作过程中的
________冲程.一单缸四冲程汽油机的飞轮转速是 3600 r/min，则
该汽油机每秒内对外做功________次.
图 14-1-4
答案：做功 30
1.(2023 年湘潭市)如图 14-1-5 是四冲程内燃机工作
循环中一个冲程的示意图，它是(
)
A.压缩冲程，将内能转化为机械能
B.压缩冲程，将机械能转化为内能
C.做功冲程，将内能转化为机械能
图 14-1-5
D.做功冲程，将机械能转化为内能
答案：C
2.(2022 年宜昌市一模)单缸四冲程汽油机在某一冲程表现有
如下特征：进气门和排气门关闭，气缸内压强增大，利用飞轮的
惯性完成.下列符合这一特征的冲程是(
)
B.压缩冲程
D.排气冲程
A.吸气冲程
C.做功冲程
答案：B
3.(2022 年青海省)如图所示是四冲程汽油机的一个工作循环
示意图，其中能使汽车获得动力的冲程是(
)
A
B
C
D
答案：C
4.如图 14-1-6 是四冲程汽油机的工作示意图，下列说法正确
的是(
)
甲
乙
丙
丁
图 14-1-6
A.图甲是压缩冲程，内能转化为机械能
B.该内燃机一个工作循环有四个冲程，正确的顺序是乙、丁、
甲、丙
C.甲是做功冲程，把内能转化为机械能
D.靠惯性完成的冲程是甲、乙、丙
答案：D
5.(2022 年柳州市模拟)如图 14-1-7 为压缩气体对气体做功，下
列选项为热机的四个冲程的工作原理图，则选项中能量转化与其
相同的是(
)
图 14-1-7
A
B
C
D
答案：A
6.关于柴油机和汽油机，下列说法中正确的是(
)
A.汽油机顶部有喷油嘴，柴油机顶部有火花塞
B.吸气冲程中，汽油机吸入的是汽油，柴油机吸入的是柴油
C.四冲程汽油机在工作过程中，进、排气门同时关闭的冲程
是做功冲程和压缩冲程
D.在柴油机的压缩冲程中，内能转化为机械能
答案：C
7.(2023 西安市二模)如图 14-1-8 所示是四冲程汽油机的剖面
图，关于其四个冲程的描述正确的是(
)
A.吸气冲程中，只有汽油吸入了汽缸
B.压缩冲程中，通过做功的方式使汽缸内
气体的内能减小
C.做功冲程中，燃料释放的能量只有少部
分转化为机械能
图 14-1-8
D.排气冲程中，汽缸内的气压小于汽缸外的气压
答案：C
8.(2023 年平顶山市)如图 14-1-9 所示，给试管内的水加热至一
定程度，发现试管口木塞会被推出.给水加热是通过____________
方式使水的内能增加，木塞被推出后水蒸气的内能________(填
“增大”“减小”或“不变”).燃油汽车的核心部件
是热机，通过________冲程将废气排出气缸，造成大
气污染.一台四冲程汽油机正常工作时曲轴和飞轮的
转速是 2400 r/min，它每秒完成________个冲程，对
图 14-1-9
外做功________次.
答案：热传递 减小 排气 80 20
9.(科学发展)2021 年 10 月 16 日，搭载“神舟十三号”载人飞
船的“长征二号 F 遥十三”运载火箭，在酒泉卫星发射中心点火
起飞，成功发射.如图 14-1-10，火箭喷气发动机是利用燃料在燃烧
室中燃烧，燃气向后高速喷出，从而获得向前的动力.下列与火箭
发动机燃烧室工作原理一致的冲程是(
)
图 14-1-10
B.压缩冲程
D.排气冲程
A.吸气冲程
C.做功冲程
答案：C
10.(日常生活)在公路上有一辆自动挡汽车和一台拖拉机发生
故障，经检查都是蓄电池坏了，不能启动.有人建议，只要把它们
)
推动以后就可以使发动机继续工作.你认为把它们推动以后(
A.汽车和拖拉机都能行驶
B.只有汽车可以继续行驶，拖拉机不能行驶
C.只有拖拉机可以继续行驶，汽车不能行驶
D.都不能行驶
答案：C(共36张PPT)
14章第2节 热机的效率
1.(1)某种燃料__________燃烧放出的热量与其质量之比叫做
这种燃料的热值.它的单位是____________，符号为__________.
热值是燃料的性质，同种燃料的热值相同，不同燃料的热值一般
不同.
完全
焦每千克
J/kg
无关
(2)注意：热值只与燃料的种类有关，与燃料的质量、体积、
形状、是否完全燃烧等均________.
2.燃料完全燃烧放出热量的计算公式是________________，其
中 q 为燃料的热值，m 为燃料的质量，V 为气体燃料体积.
3.用来____________的那部分能量，与燃料完全燃烧时放出的
能量之比，叫做热机的效率.热机的效率公式是η＝
W有
Q
×100%.热
机的效率η<1.
Q＝qm(或 Q＝qV)
做有用功
4.一台内燃机工作时能量损耗的主要原因有：燃料难以完全燃
烧、汽缸散热损失、废气带走的能量、摩擦等机械损耗等.
知识点 1 热值
1.热值的大小只取决于燃料的种类，与燃料的质量和是否完全
燃烧均无关.
2.气体燃料的热值单位一般用 J/m3.气体燃料完全燃烧放出热
量的计算公式为 Q＝qV.
被水吸收后，根据 Q＝cmΔt＝cm(t－t0)可得 m＝
典例 1：汽油的热值是 4.6×107 J/kg，完全燃烧 210 g 汽油能
放出_________J 的热量.若这些热量全部被水吸收，可使______kg
水从 20 ℃升高到 43 ℃.[水的比热容为 c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]
思路点拨：汽油完全燃烧释放的热量 Q＝qm＝9.66×106 J，
Q
c(t－t0)
＝100 kg.
答案：9.66×106 100
方法技巧：
变式1：(2023 年镇江市)如图14-2-1所示，用甲、乙两种燃料
分别对质量和初温相同的水进行加热，两图装置均相同.燃料的质
量用 m 表示，燃料充分燃尽时水升高的温度用Δt 表示( 水未沸
腾)(
)
图 14-2-1
A.若 m 相同，Δt 越小，燃料的热值越大
B.若Δt 相同，m 越大，燃料的热值越大
答案：D
变式2：(2023 年泰安市)沼气是一种清洁燃料，部分地区因地
制宜建造沼气池，利用沼气烧水做饭.已知沼气的热值为 1.9×
107 J/m3，完全燃烧0.2 m3沼气，放出的热量为__________J.
答案：3.8×106
易错：(2021 年苏州市)如图 14-2-2 是“探究不同物质吸热升
温的现象”和“比较不同燃料燃烧时放出的热量”的甲、乙两组
实验装置.下列关于该两组实验的说法正确的是(
)
甲
乙
图 14-2-2
A.每组实验中，燃料的质量均应相等
B.每组实验中，杯中物质的质量均应相等
C.甲组实验中，可以根据温度计示数的变化来比较吸热的
多少
D.乙组实验中，可以根据加热时间的长短来比较吸热的多少
答案：B
易错点拨：(1)燃料的热值大小不能直接测量，需要通过液体
吸收热量的多少来体现，因此比较热值大小要用质量相同的不同
燃料，加热质量相同的同种液体，通过温度计的示数高低得出吸
热多少，进而判断热值大小.
(2)为了比较两种液体的比热容，需要燃烧相同的燃料，加热
质量相同的不同液体，温度计的示数变化相同时，通过比较加热
时间比较吸热多少，进而判断两种比热容的大小关系.
知识点 2 热机的效率
Q有用是燃料燃烧放出的热量中转化为有用功的那部分热量，
Q总是燃料完全燃烧放出的热量.
典例2：(2022 年长春市)内燃机的能量流向图如图14-2-3所示.
内燃机的效率为(
)
图 14-2-3
A.7%
B.28%
C.31%
D.34%
思路点拨：用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出
的能量之比，叫做热机的效率.由内燃机的能量流向图知，用来做
有用功的能量占燃料完全燃烧放出能量的 34%.
答案：D
变式3：(2023 年枣庄市)关于热机的效率，下列说法正确的是
(
)
A.在做功同样多的情况下，热机的效率越高消耗的燃料越多
B.一般情况下柴油机的效率比汽油机的高
C.热机的效率越高说明做功越快
D.热机损失的能量中，废气带走的能量较少，主要是由于机
械摩擦损失的
答案：B
变式4：(2022 年咸阳市期末)如图 14-2-4 所示是某台汽油机的
能量流向图，下列有关说法正确的是(
)
A.延长汽油机工作时间可以提高汽油机的
效率
B.该汽油机的效率为 30%
C.汽油机的做功冲程将机械能转化为内能
D.汽油机常用水作冷却剂是因为水的温度较低 图 14-2-4
答案：B
1.(2023 年济南市二模)2022 年 1 月 26 日，我国在酒泉卫星发
射中心采用长征四号丙运载火箭，成功发射陆地探测一号 01 组 A
星.火箭用液态氢作为燃料，主要是因为液态氢的(
)
B.热值大
D.热量多
A.温度高
C.比热容大
答案：B
2.(2023 年宜昌市)关于燃料及其热值，下列说法中正确的是
(
)
A.没有燃烧的燃料，热值等于零
B.燃料完全燃烧时，它的热值最大
C.燃料的热值与质量和燃烧状态无关
D.燃料燃烧时温度越高，放出的热量越多
答案：C
3.一台柴油机将一定质量的柴油完全燃烧时放出了 7.5×108 J
的热量，其中有 4.5×108 J 的热量以各种形式损失掉了，可知该柴
油机的效率是(
)
A.30%
B.40%
C.48%
D.60%
答案：B
4.甲种燃料的热值小于乙种燃料的热值，下列说法正确的是
(
)
A.甲种燃料比乙种燃料的热量少
B.完全燃烧 m kg 乙种燃料，刚好烧开一壶水，那么用 m kg
甲种燃料也能烧开这壶水
C.完全燃烧相同质量的两种燃料，乙种燃料放出的热量多
D.通风条件越好，供氧越充足，两种燃料的热值越大
答案：C
5.汽油机工作时的热损失情况是：汽缸散热损失 30%，废气带
走 35%，机械摩擦损耗 10%，则完全燃烧 2 g 汽油(热值为 4.6×
)
B.3.22×104 J
D.0.92×104 J
107 J/kg)获得的机械能是(
A.2.76×104 J
C.2.3×104 J
答案：C
6.(2023 年深圳市模拟)如图 14-2-5 所示为甲、乙、丙三部汽油
机燃料完全燃烧释放的内能和汽油机输出机械能的二维柱状图.根
)
据图中的信息，下列选项正确的是(
图 14-2-5
A.丙输出的机械能比甲少，所以丙的效率比甲低
B.在消耗燃料质量相同时，乙输出机械能比甲少
C.在输出的机械能相同时，乙比丙消耗更多燃料
D.三部汽油机中，乙的效率最高
答案：D
7.(2022 年安阳市模拟)如图 14-2-6 所示的是四冲程内燃机的
________冲程.若燃气对活塞的平均推力为 400 N，活塞
向下运动的距离为 30 cm，内燃机转速为 600 r/min，内
燃机每一个循环完成四个冲程，每分钟需要消耗热值为
4.6×107 J/kg 的汽油 5.2 g，则燃气推动活塞向下运动一
次做功________J，该内燃机的效率为________(结果精
图 14-2-6
确到 1%).
答案：做功 120 15%
8.小明家天然气热水器的热效率是 84%，某次洗澡用水 40 kg.
水经过热水器温度升高 20 ℃，此过程中水吸收的热量是_______J，
天然气完全燃烧放出的热量是_______J，消耗天然气_________m3.
[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，q天然气＝3.2×107 J/m3]
答案：3.36×106 4×106 0.125
9.(2021 年盐城市期末)小红利用图 14-2-7 所示的两套完全相
同的装置做“比较质量相等的酒精和碎纸片燃烧时放出热量”的
实验.
图 14-2-7
燃料 加热前的水温/ ℃ 燃料燃尽后的水温/ ℃ A
10 g 酒精 20.0 50.0
10 g 碎纸片 20.0 35.0
(1)要完成该实验，除了温度计外还需要的测量工具有______.
(2)小红正确实验，采集的数据如下表，表中 A 处的内容是
______________.
(3)分析表中数据可得：质量相等的酒精和碎纸片完全燃烧时，
________放出热量多.
(4)小红利用所测的数据________(填“能”或“不能”)准确
算出碎纸片和酒精热值大小，原因是_________________________
_______________________________________________________.
(5)小明用同样的装置进行实验，得到的实验结论与小红的正
好相反，你认为小明在实验中最有可能遗漏的操作是：__________
____________________；___________________________________.
答案：(1)天平
(2)水温的变化量/℃
(3)酒精
(4)不能 燃料燃烧放出的热量不能全部被水吸收，有热量
损失
用天平测出
(5)用天平测出燃料的质量，使燃料的质量相等
烧杯中水的质量，使水的质量相等
10.(2023 年锦州市)如图 14-2-8 所示是我国自行设计研制的
AG600M 全状态新构型灭火飞机.若该飞机以270 km/h的速度匀速
直线航行 20 min ，消耗航空燃油 1.35 t ，飞机发动机的功率为
2.25×107 W.求：(航空燃油的热值为 4×107 J/kg)
(1)消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量.
(2)飞机在航行过程中的阻力.
(3)发动机的效率.
图 14-2-8
解：(1)已知消耗的航空燃油的质量
m＝1.35 t＝1350 kg，
航空燃油的热值 q＝4×107 J/kg，
则这些燃油完全燃烧放出的热量为
Q放＝qm＝4×107 J/kg×1350 kg＝5.4×1010 J.
(2)已知飞机发动机的功率 P＝2.25×107 W，
飞机匀速航行的速度 v＝270 km/h＝75 m/s，
由二力平衡的条件可知飞机航行过程中的阻力为
f＝F＝3×105 N.
11.(科学发展)随着航空和航天事业的发展，普通的内燃机已
经不能提供足够的动力.如图 14-2-9 所示为涡轮喷气发动机，使压
缩后的混合气体在燃烧室燃烧，燃烧后剧烈膨胀的气体从尾部高
速喷出，产生巨大的反冲推力.
图 14-2-9
(1)随着发动机中汽油的不断消耗，其热值将________(填“增
大”“减小”或“不变”).
(2)我国自主研发的 J-20 隐身战斗机使用的是国产 WS-15 发
动机，推力最大可达 18 t.已知一台发动机正常工作时耗油率为
0.67 kg/(daN·h)，则 0.67 kg 汽油完全燃烧，放出的热量为______J.
(已知汽油的热值为 4.6×107 J/kg)
答案：(1)不变 (2)3.082×107(共21张PPT)
14章 第3节 能量的转化和守恒
1.自然界能量形式多样，有化学能、光能、机械能、内能、电
能等.一定条件下都能互相转化.
转化
转移
2.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________为其他形式，或从一个物体________到
另一个物体，在转化和转移的过程中，能量的总量__________.
3.能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的定律之一.能量的
转化和转移都是有________性的.
保持不变
方向
知识点 1 能量的转化和转移
典例 1：(2023 年永州市期末)下列四种现象中，只发生能的转
移而不发生能的转化的过程是(
)
A.太阳能发电
B.闭合开关后，灯泡发光
C.烧水时，水蒸气顶起壶盖
D.冬天，用手摸户外的金属杆时手感觉到冷
思路点拨：能量的转移是能量从一个物体转移到另一个物体
或者从物体的一部分转移到另一部分，能量的形式没有变化.能量
的转化是能量从一种形式转化为另一种形式，伴随有新的形式的
能量产生.
答案：D
变式 1：(2022 年益阳市)下列能量转化或转移的情景中，属于
能量转移的是(
)
A.燃料燃烧时发热
B.用热水袋取暖
C.钻木取火
D.电动机带动水泵把地下水送到地面
答案：B
变式 2：(2023 年上海市)瀑布从高峰倾泻而下，驱动发动机转
)
动发电，在此过程中能量转化的顺序为(
A.动能→重力势能→电能
B.重力势能→动能→电能
C.电能→重力势能→动能
D.重力势能→电能→动能
答案：B
知识点 2 能量守恒定律
典例 2：(2023 年自贡市)关于能量守恒定律，下列说法正确的
是(
)
A.能量可以凭空消失
B.能量可以凭空产生
C.能量在转化和转移过程中，能量的总量保持不变
D.热机在工作的过程中不遵循能量守恒定律
思路点拨：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能
从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到另一个物体，
在转化或转移的过程中，能量的总量不变.这就是能量守恒定律.
能量守恒定律适用于自然界中任何形式能的相互转化.
答案：C
变式 3：2023年9月29日，某科技公司声称研发出了一款“突
破能量守恒定律”的电机组.该公司官网称，这一技术名为“电容
)
补偿式自循环发电系统”，下列有关该装置的分析正确的是(
A.根据能量守恒定律，该装置会一直转动下去
B.如果没有能量补充，该装置最终会停下来
C.发电技术突破了能量守恒定律，证明能量可以不守恒
D.不靠任何能量补充，该装置可实现 1 度电变为 10 度电
答案：B
1.(2022 年长沙市一模)下列关于能量转化现象的说法中，正确
的是(
)
A.蓄电池充电时，化学能转化为电能
B.植物进行光合作用，光能转化为内能
C.燃料燃烧发热时，化学能转化为内能
D.发电机工作时，电能转化为机械能
答案：C
2.(2023 年南阳市期末)如图 14-3-1 所示，用酒精灯给试管中的
)
水加热，试管口软木塞冲出的过程中，下列说法正确的是(
A.水蒸气对软木塞做功，水蒸气的内能增大
B.能量的转化与热机压缩冲程能量转化相同
C.水蒸气的内能转化为软木塞的机械能
图 14-3-1
D.软木塞的机械能转化为水蒸气的内能
答案：C
3.(2021 年遵义市)有人设想的“永动机”如图 14-3-2 所示.下
列对该装置开始转动后的分析正确的是(
)
A.装置所具有的机械能始终不变
B.如果没有能量补充，装置最终会停下来
C.根据能量守恒定律，装置可以一直转动下去
图 14-3-2
D.装置中小球的动能和重力势能不会相互转化
答案：B
4.一杯水的内能自发集中到这杯水的上层，使上面的水剧烈地
沸腾，而下面的水却结成了冰. 这样的情景不会出现的原因是
(
)
B.水的比热容大
D.冰的密度较小
A.违反能量守恒定律
C.能量的转移有方向性
答案：C
5.根据能量守恒定律，下列情形中可能发生的是(
)
A.出膛的子弹射穿木板，以更快的速度继续前进
B.不考虑空气阻力时，小球从光滑的 U 形槽斜面由静止滚下
后，会永不停息地在两侧来回运动
C.电水壶里的水沸腾了，给该电水壶断电，水的沸腾却永远
不会停止
D.孤岛上被人们遗忘的一只机械表，默默地走了几十年
答案：B
6.(2023 年鄂州市)夜幕下的广场，孩子们都喜欢骑上能发光的
滑板车遛弯，这种滑板车在人的助力下可以滑行起来，同时轮子
会发光，停下来时就不发光.关于这种滑板车发光的原理，从能量
转化的角度分析正确的是(
)
A.机械能转化为电能，再转化为光能
B.电能转化为机械能，再转化为光能
C.机械能转化为光能，再转化为电能
D.光能转化为机械能，再转化为电能
答案：A
7.(2022 年张家界市)常用打火机的打火方式有两种，一种是用
一个粗糙的小轮摩擦“火石”打火；另一种是利用高压电装置打
火.从能量转化角度看，前者是把________能转化为内能.后者是把
________能转化为内能.
答案：机械 电
8.(2022 年兴化市一模)燃油汽车的动力机械是内燃机.汽车匀
速行驶时，内燃机通过燃烧汽油把________能转化为气体的内能，
然后通过做功冲程把________能转化成汽车的________能；而运
动的汽车制动时由于摩擦，动能转化成了轮胎、地面和空气的
________能，这些消耗的能量不能再用来驱动汽车，可见，能量
的转化和转移过程是有________性的.
答案：化学 内 动 内 方向
9.(科学原理)(2023 年杭州市模拟)如图 14-3-3 是一位“发明
家”设计的一种永动机.设想“利用上水池的水使水轮发电机发
电，然后，利用发电机发出的电能驱动抽水机把下水池的水再抽
回上水池(一部分电能供用电器使用).这样不断循环下去，就可以
制成一个永动机”.这个永动机________(填“能”或“不能”)持
续运转.实际中，抽水机和发电机工作时会发热，有一部分能量转
化为________能.一段时间内，抽水机向上的抽水量________(填
“大于”“小于”或“等于”)经水轮发电机流下来的水量.
图 14-3-3
答案：不能 内 小于(共20张PPT)
14章内能的利用
注：标★的知识点为本章的重点难点知识点
考点1 比热容、热量、热值
典例1：(2023 年金昌市)小华家里用的是天然气灶，他尝试估
测该灶的效率.小华在水壶中加入 4 L 水，水的初温是 20 ℃，然后
将水烧开，他观察天然气表发现此次烧水用了 0.1 m3 天然气，天
然气的热值为 3.2×107 J/m3，水的比热容 c＝4.2×103 J/(kg·℃)，
当地大气压为标准大气压.求：
(1)水吸收的热量 Q吸(不计水的热量损失)；
(2)天然气完全燃烧放出的热量 Q放；
(3)天然气灶的效率η.
解：(1)水的体积V水＝4 L＝0.004 m3，
水的质量为：m＝ρV水＝1.0×103 kg/m3×0.004 m3＝4 kg，
在1标准大气压下，水的沸点为100 ℃，即水的末温为100 ℃，
水吸收的热量为：Q吸＝cmΔt＝4.2×103 J/(kg·℃)×4 kg×
(100 ℃－20 ℃)＝1.344×106 J.
项目 比热容 热量 热值
定义 单位质量的某种物质在
温度升高(或降低)1 ℃时
所吸收(或放出)的热量 在热传递过程
中传递的那部
分能量 单位质量或体积
的某种燃料完全
燃烧时所放出的
热量
符号
表示 c Q q
单位 J/(kg·℃) J J/kg、J/m3
方法技巧：
项目 比热容 热量 热值
科学
意义 c水＝4.2×103 J/(kg·℃)表示每1 kg水温度每升高(或降低)1 ℃所吸收(或放出)的热量是4.2×103 J — 表示每1 kg的某种燃料完全燃烧时所放出的热量
应用 水的比热容最大：调节气温、作为发动机的冷却液 Q＝cm(t－t0) Q＝qm、Q＝qV
(续表)
练 1.(2023 年桂林市)已知酒精的热值为 3×107 J/kg，比热容
为 2.4×103 J/(kg· ℃)，以下说法正确的是(
)
A.质量越大，酒精的热值越大
B.质量越大，酒精的比热容越大
C.完全燃烧 1 kg 酒精可放出 3×107 J 的热量
D.1 kg 酒精温度升高 1 ℃需要放出 2.4×103 J 的热量
答案：C
练 2.(2023 年十堰市)小明参加了一次长跑，身体消耗的能量
约为 8.4×106 J，这些能量相当于完全燃烧______m3 的天然气，若
天然气完全燃烧放出的热量有 50%被水吸收，则在标准大气压下
这些热量可将______kg、20 ℃的水烧开.[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，
q天然气＝4×107 J/m3]
答案：0.21 12.5
考点 2 热机
)
典例 2：(2022 年柳州市)下列关于热机的说法正确的是(
A.热机的效率为 100%
B.热机只有汽油机和柴油机两种
C.好的热机工作时不排放废气
D.热机工作时都要利用燃料的化学能
思路点拨：在使用热机过程中，废气会带走一部分热量、燃
料不可能完全燃烧、不可避免的要克服机器部件摩擦做额外功，
效率不可能达到 100%，故 A 错误.根据热机的概念，只要将内能
转化为机械能的机械都属于热机，蒸汽机、火箭、柴油机、汽油
机等都属于热机，故 B 错误.任何热机工作时都会排放废气，故 C
错误.热机是把内能转化为机械能的装置，所以热机工作时都要利
用燃料的化学能，故 D 正确.
答案：D
练 3.(2023 年朝阳市)如图 14-1 中是某四冲程内燃机工作循环
中的________冲程，若此内燃机 1 秒内对外做功 20 次，则飞轮转
速是________r/min.
图 14-1
答案：做功 2400
考点 3 能量的转化与守恒
练 4.(2023 年滨州市)2022 年 2 月北京冬奥会，中国代表团共
收获 15 枚奖牌，金牌数和奖牌数均创历史新高.如图 14-2 为高速
摄影机记录的单板滑雪男子大跳台金牌得主苏翊鸣在比赛中，从
跳台起跳到落地过程的情景. 下列关于这一过程说法正确的是
(
)
图 14-2
A.他从起跳到最高点的过程中，动能逐渐转化成重力势能
B.他起跳后到达最高点时，机械能最大
C.他从空中下落过程中，重力做功越来越慢
D.他从起跳到落地的整个过程中，机械能是守恒的
答案：A
考点 4 有关“能量转化效率”的问题
练 5.(2023 年无锡市)某辆行驶的小轿车，其正常工作时的能
量转化情况如图 14-3 所示，若输入的化学能为 2000 J，输出的动
能为 300 J.则输出的内能和声能共计________J；输出的有用能量
是动能，则小轿车正常工作时的效率为________.
图 14-3
答案：1700 15%
练 6.(2023 年南宁市)如图 14-4 所示，将活塞迅速下压，玻璃
筒底的棉花被点燃.此过程是通过________的方式增加了筒内空气
的内能，能量转化方式与汽油机的________冲程相同.某汽油机在
一次工作中消耗了 2 kg 汽油，对外做功为 2.3×107 J，则汽油机的
效率是________(汽油热值为 4.6×107 J/kg).
图 14-4
答案：做功 压缩 25%
练 7.(2022 年宜昌市)小明学习了燃料的热值后，很想知道家
中使用的天然气的热值是多少.但在教材的燃料热值表中没有查阅
到.于是，他在家里将装有2 kg水的水壶放到天然气灶上去烧(如图
14-5)，用温度计测量水从 20 ℃加热至 80 ℃的过程中，
观察到天然气表的数字变化了 0.035 m3.他通过上网
查阅得知天然气灶的效率约为 36%，已知水的比热容
c水＝4.2×103 J/(kg·℃).
(1)在这个过程中水吸收了多少热量？
(2)请你帮小明算出天然气的热值.
图 14-5
