(共17张PPT)
物理
9年级
第十四章 内能的利用
第3节 能量的转化和守恒
新课标要求
说明：加“ ”的是变动内容，加“ ”的是新增内容。
内容要求 3.5.1 知道能量守恒定律。列举日常生活中能量守恒的实例。有用能量转化与守恒的观点分析问题的意识。
3.5.2 从能量转化和转移的角度认识效率。
3.5.3 列举能量转化和转移具有方向性的常见实例。
活动建议：
（1）查阅资料或访问农机、汽车维修等专业人员，了解内燃机中燃料燃烧所释放热量的去向，讨论提高效率的可能途径。
（2）调查当地主要炉灶的能量利用效率，写出调查报告。
学习导引
1.自然界有多种形式的能量，如 、 和___________________________ 等，在一定条件下，各种形式的能是可以相互 的。如：水轮机带动发电机发电是将 能转化为 能；燃料燃烧是将 能转化为 能。
2.大量的事实证明，任何一种形式的能在 为其他形式的能的过程中，能的 是保持不变的。
3.一个小球由静止从斜面上滑下，若斜面光滑，则在此过程中小球的 能转化为 能；若斜面粗糙，则在此过程中小球的 能转化成了
能和 能，但总的能量保持不变。
内能
机械能
光能（或电能、化学能、核能等）
转化
机械
电
化学
内
转化
总量
重力势
动
重力势
动
内
考点解读
————敲重点————
考点解读
考点一 能量的转化
【例1】关于能量转化，下列说法正确的是（ ）
A.水力发电，是内能转化为电能
B.柴油机做功冲程，是内能转化为机械能
C.手机充电，是电能转化为机械能
D.点燃木柴烧水，是内能转化为机械能
B
考点解读
【例2】请说出下述过程中能量之间的转化关系。
（1）石块从空中落下是 。
（2）电动机工作是 。
（3）用电炉烧水是 。
（4）电灯发光是 。
（5）火力发电是 。
（6）乒乓球从台板上跳起来是 。
重力势能转化为动能
电能转化为机械能
电能转化为内能
电能转化为光能
内能转化为电能
动能转化为重力势能
考点解读
方法点拨：
判断能量的转化，主要看物体消耗的能量和得到的能量，消耗的能量转化为得到的能量。
考点解读
考点二 能量守恒定律
【例3】“加水就能跑的神车”事件一度成为舆论热点，该汽车实际是利用车内水解制氢技术获得氢气，通过氢燃料电池给车提供动力（该技术成本很高，目前仍处在试验阶段），但被曲解为“加水就能跑”。下列对该事件的看法错误的是（ ）
A.氢燃料电池是将氢气的化学能转化为电能
B.水解技术制取氢气的过程一定要消耗其他能量
C.对于热点事件要遵从科学原理，不能盲从更不能以讹传讹
D.该车行驶的能量最终来源于水，水是一种能源
. .
D
考点解读
【例4】永动机是 （选填“可能”或“不可能”）制造成功的，因为它违反了
定律。能量的转化和转移是有 。
【例5】（2020·广州市节选）某地区把多余电能E1送往制氢装置产生氢气，电能不足时，通过发电装置把这部分氢气燃烧释放的能量转化为电能E2送回电网。
（1）氢气的热值是1.4×108 J／kg，20 kg氢气完全燃烧放出的热量是 J。
（2）E1 （选填“＞”“＜”或“＝”）E2。
不可能
能量守恒
方向性
2.8×109
＞
考点解读
方法点拨：
能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一。
达标检测
1.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
C
达标检测
2.（2023·广州市越秀区一模）下列选项中装置与其能量流向情况合理的是
（ ）
D
3.（2023·佛山市高明区模拟）下列对能量转化分析错误的是（ ）
A.水电站主要将机械能转化为电能
B.核电站主要将核能转化为电能
C.太阳能热水器主要将太阳能转化为内能
D.燃料燃烧主要将化学能转化为机械能
达标检测
D
达标检测
4.下列事例中，能表示能量转化或转移具有“方向性”的事例是（ ）
A.电能可以转化为机械能，机械能也可以转化为电能
B.热量可以自发地从高温物体传递给低温物体，但却不能自发地从低温物体传递到高温物体
C.动能可以和重力势能相互转化
D.电能可以转化为内能，内能也可以部分地转化为电能
B
达标检测
5.地球上大多数能量来源于太阳，人类及其他生命体利用太阳能的过程就是把太阳能转化为其他形式能的过程。太阳能热水器把太阳能转化为 能；植物在阳光的照射下把太阳能转化为 能。
6.【跨学科·语文】唐朝诗人杜甫的诗作《登高》中有这样的两句诗，“无边落木萧萧下，不尽长江滚滚来。”从物理学角度来说，“不尽长江滚滚来”则揭示着一种能量的转化关系，即 能转化为 能。
内
化学
重力势
动
达标检测
７.（2022·河源市紫金县期末节选）如图所示是汽油机的能量流向图，根据图中给出的信息可知，该内燃机的效率为 ％。在能量的利用过程中，大量向外散失的能量不会自动再汇集回来，这说明能量的转化和转移具有 。
30
方向性
达标检测
8.太阳是一个巨大的能源，直接利用太阳能不会污染环境。围绕地球运转的通信卫星，其两翼安装的太阳能电池板能把 能直接转化成 能，供通信卫星使用。
太阳
电(共18张PPT)
物理
9年级
第十四章 内能的利用
第2节 热机的效率
新课标要求
内容要求 3.3.1 从能量转化的角度认识燃料的热值。
3.3.3 了解热机的工作原理。知道内能的利用在人类社会发展史中的重要意义。
例2 了解热机对社会发展所起的作用和对环境的影响。
活动建议：
（1）调查当地近年来炊事、取暖、交通等方面燃料结构的变化，从经济与环保的角度开展讨论。
（2）燃料的种类很多，如木柴、煤、汽油、酒精、天然气等，查阅资料并比较相同质量的不同燃料完全燃烧时放出热量的多少。
说明：加“ ”的是变动内容，加“ ”的是新增内容。
学习导引
1.某种燃料完全燃烧放出的 与其质量之比，叫做这种燃料的热值。燃料的热值是燃料的一种 ，不同种类的燃料其热值一般 （选填“相同”或“不同”）。
2.查教材可知，柴油的热值是 ，它表示的物理含义是
。
3.燃料很难完全燃烧，放出的热量往往比按热值计算的热量要 ，而且有效利用的热量又比放出的热量要 ，因此提高燃料的利用率具有重要的实际意义。
4.热机的效率是指用来做 的那部分能量与 放出的能量之比，表达式为η＝×100％。
热量
性质（特性）
不同
4.3×107 J／kg
1 kg的柴油完全燃烧放出的热量为4.3×107 J
小
小
有用功
燃料完全燃烧
考点解读
————敲重点————
考点解读
考点一 燃料的热值
【例1】下列关于燃料的热值的说法中正确的有 （填序号）。
①燃料燃烧时，质量越大，热值越大；
②燃烧1 kg某种燃料放出的热量叫做这种燃料的热值；
③燃料的热值与燃料的质量成反比；
④燃料不完全燃烧时的热值比完全燃烧时的热值小；
⑤一罐氢气用掉了一半，剩余半罐的热值不变；
⑥相同质量的不同燃料完全燃烧后放热越多的，其热值越大；
⑦燃料的热值只与燃料的种类有关。
⑤⑥⑦
考点解读
方法点拨：
热值是燃料的一种特性，与燃料的种类有关，与燃料的形状、质量和是否完全燃烧无关。
考点解读
考点二 热值的相关计算
【例2】小海帮妈妈用天然气灶加热质量2 kg的水。假设天然气完全燃烧放出的热量被水全部吸收，则0.01 m3天然气完全燃烧放出的热量为 J，此时水吸收的热量为 J，水的温度升高了 ℃。［天然气的热值为4.2×10７ J／m3，水的比热容为4.2×103 J／（kg·℃）］
4.2×105
4.2×105
50
考点解读
方法点拨：
Q放＝qm或qV。根据热值的单位选择对应的公式。
考点解读
考点三 对热机效率概念的理解
【例3】关于热机的效率，下列说法正确的是（ ）
A.热机的效率越高说明做功越快
B.柴油机的效率一定比汽油机的效率高
C.热机的功率越大，热机效率越高
D.热机的效率越高，在做同样多的有用功时消耗的能量越少
D
考点解读
方法点拨：
功率表示做功的快慢；热机的效率表示热机对燃料的利用率，即有用功与燃料完全燃烧放出热量的比值。功率与效率无任何关系。
考点解读
考点四 热机效率的有关计算
【例4】一台单缸四冲程柴油机在工作运行中，共消耗了5 kg的柴油，如果柴油是完全燃烧则放出热量 J，若此柴油机只做了5×10７ J的有用功，则它的热机效率为 。若某品牌推土机发动机所用柴油机的效率为30％，工作消耗的柴油为50 L，则此过程中推土机做的有用功为 J。（已知柴油的密度为0.8×103 kg／m3，热值为4.0×10７ J／kg）
2×108
25％
4.8×108
达标检测
1.关于燃料的热值，下列说法中正确的是（ ）
A.燃料的热值与燃料的种类有关系，与燃料的质量和燃烧状况无关
B.燃烧1 kg某种燃料放出的热量叫这种燃料的热值
C.燃料燃烧时，质量越大，热值越大
D.燃料不完全燃烧时的热值比完全燃烧时的热值小
A
达标检测
2.下列关于内燃机的说法中正确的是（ ）
A.先进的制造技术能将内燃机的效率提高到100％
B.蒸汽机、汽轮机和喷气发动机都是内燃机
C.内燃机工作时，压缩冲程将内能转化为机械能
D.汽车的发动机一般是内燃机
D
达标检测
3.关于提高热机效率的途径，下列说法中错误的是（ ）
A.尽量使燃料充分燃烧
B.尽量减少输出功率
C.尽量减少摩擦
D.尽量减少热量的损失
. .
B
达标检测
4.（2023·广州市海珠区开学）如图为甲、乙两汽油机的数据。两者相比，甲汽油机（ ）
A.热机效率较大
B.热机效率较小
C.产生的有用机械能较少
D.产生的有用机械能较多
B
达标检测
5.有经验的柴油机维修师，不用任何仪器，只是靠近柴油机排气管口观察和闻一下，并将手伸到排气管口附近感觉一下尾气的温度，就能初步判断这台柴油机的节能效果。在同样负荷的情况下，关于柴油机的节能效果，下列判断中正确的是（ ）
A.尾气的温度越高，柴油机越节能
B.尾气的温度越低，柴油机越节能
C.尾气的柴油味越浓，柴油机越节能
D.尾气的颜色越发黑，柴油机越节能
B
达标检测
6.酒精的热值为3.0×10７ J／kg，它的物理意义是__________________________
。酒精炉里装有100 g酒精，若燃烧掉一半，剩余部分酒精的热值 （选填“变大”“变小”或“不变”）。
７.一台内燃机运行时各种能量的损耗大致为：汽缸散热损失占25％，废气带走
的能量占30％，摩擦等机械损耗占10％。则它的效率为 。
1 kg酒精完全燃烧放出的热
量是3.0×107 J
不变
35％
达标检测
8.（2022·广州市越秀区期末）某物理兴趣小组的同学，用煤炉给50 kg、初温为20 ℃的水加热，同时他们绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变化的图线，已知煤炉烧水时的热效率是21％，水的比热容为4.2×103 J／（kg·℃），煤的热值约为3×10７ J／kg。求：
（1）经过6 min时间加热，水所吸收的热量为 J（答案不要用科学记数法表示）。
（2）在这6 min内会完全燃烧 kg的煤。
12 600 000
2(共18张PPT)
物理
9年级
第十四章 内能的利用
第1节 热机
新课标要求
内容要求 3.3.3 了解热机的工作原理。知道内能的利用在人类社会发展史中的重要意义。
说明：加“ ”的是变动内容，加“ ”的是新增内容。
学习导引
1.热机
（1）人们发现内能可以做功，利用内能做功的机械称为 。
（2）热机的种类有 、 、 、
等。
2.汽油机
汽油机一个工作循环有四个冲程，分别是： 、 、
、 ；其中 冲程将内能转化为机械能。
热机
蒸汽机
内燃机
汽轮机
喷气发动机
吸气冲程
压缩冲程
做功冲程
排气冲程
做功
学习导引
3.汽油机和柴油机的比较，完成如下表格的填空。
内燃机 汽油机 柴油机
构造
吸气冲程吸入物质
点燃方式
应用
气缸比较短，上
方有一个火花塞
气缸比较长，
上方有一个喷
油嘴
汽油和
空气混合物
空气
点燃式
压燃式
小型汽车、
摩托车
配置汽车、
大型拖拉机
考点解读
————敲重点————
考点解读
考点一 热机的发现
【例1】如图所示，在试管中装些水，用软木塞塞住，加热使水沸腾，水蒸气会把软木塞冲出。在这个过程中，燃料的 能转化为 能，传给水和水蒸气，水蒸气把塞子冲出去时，水蒸气的 能转化为塞子的
能。人们利用内能可以做功的原理制造出各种各样的热机，其中，燃料在汽缸内燃烧的热机是 ，常见的类型有 和柴油机。
化学
内
内
机械
汽油机
内
考点解读
方法点拨：
热机是利用内能做功的机械，即将内能转化为机械能，而内能大多来源于燃料的化学能。（物理观念）
考点解读
考点二 四冲程内燃机的工作过程
【例2】如图所示是某汽油机一个工作循环的四个冲程的示意图，看图回答下列问题。
考点解读
（1）将上图按四个冲程的工作顺序排序是 → → → 。
（2）图中表示压缩冲程的是图 （选填“甲”“乙”“丙”或“丁”），此冲程中活塞向 运动，将 能转化为 能。为汽车提供动力的是图 （选填“甲”“乙”“丙”或“丁”）所示冲程；汽油机在吸气冲程吸入汽缸的是 （选填“空气”或“汽油和空气的混合物”）；图 （选填“甲”“乙”“丙”或“丁”）所示冲程排出了汽车的废气。
（3）若某单缸四冲程汽油机每秒完成40个冲程，则该汽油机的曲轴每秒转
周，对外做功 次。
乙
甲
丁
丙
甲
上
机械
内
丁
汽油和空气的混合物
丙
20
10
考点解读
方法点拨：
１.辨认冲程的方法：一看气门；二看活塞；三看有无电火花，有电火花的是做功冲程。
①两个气门都关闭→
②进气门打开→吸气冲程；排气门打开→排气冲程
２.汽油机的四个冲程为一个工作循环，完成一个工作循环活塞往复运动两次，曲轴和飞轮转动两周，对外做功一次。
考点解读
考点三 汽油机与柴油机
【例3】下列关于汽油机和柴油机的主要区别，说法正确的是（ ）
A.构造上，汽油机汽缸顶部有喷油嘴，柴油机汽缸顶部有火花塞
B.在做功冲程中，柴油机的燃气温度和压强比汽油机里的高
C.在压缩冲程末，柴油机的点火方式是点燃式，汽油机的点火方式是压燃式
D.吸气冲程中，柴油机吸入汽缸的是柴油和空气的混合物，汽油机吸入汽缸的是空气
B
考点解读
方法点拨：
汽油机和柴油机的区别
类型 构造 吸入的物质 压缩程度 点燃方式 主要特点 应用
汽油机 汽缸顶部 有火花塞 汽油和空气 的混合物 较低 点燃式 轻巧 小汽车、摩托车等
柴油机 汽缸顶部 有喷油嘴 空气 较高 压燃式 笨重 拖拉机、坦克、
轮船等
达标检测
1.如图所示三种现象过程中都涉及能量转化，下列分析正确的是（ ）
A.图甲中的塞子被弹起时，机械能→内能
B.图乙是压缩冲程，内能→机械能
C.图丙是压缩冲程，化学能→内能→机械能
D.图丙是做功冲程，化学能→内能→机械能
D
达标检测
2.四冲程汽油机在工作过程中，将燃气的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
C
达标检测
3.如图所示图为汽油机工作过程中某一冲程的示意图，此冲程的名称及能量转化是（ ）
A.压缩冲程，机械能转化为内能
B.压缩冲程，内能转化为机械能
C.做功冲程，机械能转化为内能
D.做功冲程，内能转化为机械能
A
达标检测
4.如图所示是四冲程汽油机做功冲程的示意图。汽油燃烧产生高温高压的气体推动活塞向下运动。在活塞向下运动的过程中，汽缸内气体的（ ）
A.内能减小
B.温度升高
C.密度增大
D.分子热运动加快
A
达标检测
5.一台四冲程汽油机的飞轮转速为2 400 r／min，那么该汽油机每秒完成做功冲程的个数是（ ）
A.20个
B.40个
C.80个
D.120个
A
达标检测
6.如图所示，在试管内装一些水，用软木塞塞住，用酒精灯加热试管使水沸腾，水蒸气会把软木塞冲出。在水蒸气冲出软木塞的过程中， 的内能减小而软木塞的 能增加。
７.汽油机的一个工作循环由吸气、 、做功、排气四个冲程组成；使汽车获得动力的冲程是 冲程。一台某型号单缸四冲程汽油机的飞轮速度是3 000 r／min，则燃气每秒钟对活塞做功 次。
8.在四冲程的内燃机中，只有 冲程是燃气推动活塞做功，其他三
个冲程是靠飞轮转动的 来完成的。
水蒸气
机械
压缩
做功
25
做功
惯性
