第十三章 内能与热机 学案案（有答案） 2023-2024学年物理沪科版九年级全一册

第十三章 复习课
素养目标
1.复述内能和热量的概念,说出改变物体内能的两种方法和比热容的意义。
2.复述内能的利用,对比汽油机和柴油机的工作过程;复述热机的利用和环境保护的关系。
3.会用公式进行热量以及热机效率的计算。
◎重点:内能、热量、温度的关系;内燃机的四个冲程;热量的计算。
【思维导图】
【单元达标】
达标点1温度、内能、热量的关系
例1　关于温度、热量和内能,下列说法正确的是 ( )
A.0 ℃的物体也具有内能
B.只要物体放出热量,温度就一定降低
C.物体温度越高,含有的热量越多
D.热量总是从内能大的物体传递给内能小的物体
思路导引　一切物体都有内能;内能的大小与温度、质量和状态有关;热量是一个过程量,存在于热传递过程中,只能说吸收或者放出热量,不能说含有或者具有热量;发生热传递的条件存在温度差。
【答案】达标点一　
例1　A
达标点2内燃机的工作原理及四个冲程的判断
例2　某汽油机的四个冲程如图所示。在该汽油机的一个工作循环中,压缩冲程结束后,下一个冲程是 ( )
　　　　A　　　B　　　C　　　D
思路导引　汽油机四个冲程是吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程,在该汽油机的一个工作循环中,压缩冲程结束后,下一个冲程是做功冲程,由图可知,C图中两个气门都关闭,火花塞点火,此时活塞向下运动,是做功冲程,将内能转化为机械能。
【答案】达标点二
例2　C
达标点3探究物质的吸热能力
例3　如图甲所示,在两只相同的烧杯里装入质量相等的a、b两种液体,比较它们吸热的情况:
(1)为便于比较,实验中用 (选填“相同”或“不同”)规格的电加热器加热;
(2)图乙是该同学根据实验数据绘制的图像,同时加热6 min,a、b两种液体吸收热量的关系为Qa (选填“>”、“<”或“=”)Qb;
(3)由图乙可知:质量相等的液体a和b,升高相同温度时, (选填“a”或“b”)吸收的热量多;a、b液体的比热容之比是 。
思路导引　(1)(2)我们使用相同的加热器通过加热时间的长短来比较吸热多少,这种方法叫转化法;(3)由图得出加热6分钟a、b升高的温度,比较升高温度的大小,据此推理回答;根据Q=cmΔt,在质量和吸热相同的条件下,升高的温度与比热容成反比,据此得出a、b液体的比热容之比。
【方法突破】
比较比热容大小的途径
1.质量相同,升高温度相同,吸收热量多,比热容大。
2.质量相同,吸收热量相同,温度升高少,比热容大。
【答案】达标点三
例3　(1)相同
(2)=
(3)a　5∶4
达标点4热量、热机效率的综合计算
例4　油电混合动力汽车是一种新型节能汽车。这种油电混合动力汽车的内燃机工作时,给车提供动力的同时也给动力蓄电池组充电。已知某型号油电混合动力汽车所用的动力蓄电池组储存的最大电能为1.0×108 J,若该车以80 km/h的车速匀速直线行驶了0.5 h。行驶过程中所受阻力大小为900 N,动力蓄电池组的电能也增加了最大电能的10%,内燃机消耗的汽油为2.5 kg。(汽油的热值q油=4.6×107 J/kg)求:
(1)2.5 kg燃油完全燃烧放出的热量;
(2)该过程中汽车牵引力做的功;
(3)该油电混合动力汽车内燃机的效率。
思路导引　根据Q放=mq求出完全燃烧释放的热量;根据速度公式求出行驶的路程,利用W=Fs求出引力做的功;已知蓄电池组储存的最大电能,由最大值的10%求出增加的电能,这样被有效利用的能量为做的功和转化成的电能之和,根据热机效率公式求出即可。
【答案】达标点四　
例4　解:(1)燃油完全燃烧放出的热量:
Q=mq油=4.6×107 J/kg×2.5 kg=1.15×108 J
(2)因为汽车匀速直线行驶,所以牵引力与阻力是一对平衡力,F=f=900 N,则通过的路程:
s=vt=80 km/h×0.5 h=40 km=4×104 m
汽车行驶中牵引力所做的功:
W=Fs=900 N×4×104 m=3.6×107 J
(3)蓄电池增加的电能:
W'=1.0×108 J×10%=1.0×107 J
汽车内燃机的效率:
η=×100%=×100%=40%
单元实践作业二
调查当地几种炉灶的能量利用效率,写出调查报告