(共14张PPT)
第十四章 内能的利用
第3节 能量的转化和守恒
要点梳理
考点精练
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__________。
消灭
产生
转化
转移
保持不变
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知识点 能量转化和转移
【典例1】 一个小孩从公园中的滑梯上加速滑下，下列说法正确的是
( )
B
A.重力势能减少，动能不变，机械能减少，内能增加
B.重力势能减少，动能增加，机械能减少，内能增加
C.重力势能减少，动能增加，机械能增加，内能减少
D.重力势能减少，动能增加，机械能不变，内能不变
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解题分析：（1）影响动能大小的因素：质量和速度。质量越大，速度
越大，动能越大。（2）影响重力势能大小的因素：质量和高度。质量
越大，高度越高，重力势能越大。
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【变式训练】
1.“高空抛物”现象被称为“悬在城市上空的痛”，这是由于物体的重力势
能与物体的______有关，下落过程是将重力势能转化为______，对路面
行人形成安全隐患。
高度
动能
2.下列有关能量转化的说法正确的是( )
C
A.跳伞运动员在空中匀速下落过程中，将重力势能转化为动能
B.拉弓射箭过程是将动能转化为弹性势能
C.太阳能热水器是将太阳能转化为内能
D.电风扇工作时将机械能转化为电能
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知识点 能量守恒定律
【典例2】 根据能量守恒定律，下列说法正确的是( )
C
A.能量守恒定律只适用于机械能与内能的相互转化
B.能量守恒定律只适用于能量转化过程，不适合于能量转移过程
C.摩擦生热是将机械能转化为内能，机械能不守恒但能量守恒
D.自然界中各种能量在不断地相互转化，人类在不断地消耗各种能量，
所以总能量在不断减少
解题分析：能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生，只能从一种形式转
化为另一种形式，或从一个物体转移到另一个物体上，在转移和转化的
过程中能量的总量是保持不变的。
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【变式训练】
3.中国古代玩具“饮水鸟”被誉为“爱因斯坦也吃惊的玩具”，如图所示。
它的神奇之处在于能不停地点头“喝”水。它的下球中装有乙醚
（乙醚极易汽化），乙醚吸收空气中的热量汽化后气压增大将乙醚压入
上球，“饮水鸟”的重心上移“低头喝水”，如图乙；此时上下球连通气压
相同，乙醚流回下球，恢复甲图状态，如此反复。下列说法不正确的是
( )
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A.下球中乙醚汽化的过程，是通过做功
的方式改变了内能大小
B.“饮水鸟”不是永动机，其能量转化过
程符合能量守恒定律
C.若空气温度很低，“饮水鸟”内的乙醚
汽化太慢，“饮水鸟”会慢慢地停下来
D.如果没有能量补充“饮水鸟”的运动最
终会停下来
√
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知识点 能量转移、转化效率的计算
【典例3】 在火电站内，燃料的化学能经锅炉 蒸汽轮机 发电机最
终转化为电能。
蒸汽轮机的作用是将____能转化为机械能，若锅炉、蒸汽轮机和发电机
的效率分别为、和 ，则火电站的效率为_____。
内
解题分析：在蒸汽轮机中，内能转化为机械能；知道锅炉、蒸汽轮机和
发电机的效率，根据效率公式求出火电站的效率 。
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【变式训练】
4.如图是某电风扇工作时能量转化的示意图。图中①是______能，这个
电风扇工作时的效率是_____。
机械
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5.小明学习热机知识后研究自家小汽车汽油机
的情况，假如自家小汽车油箱的容量为 ，
汽油机的能量流向如题图所示。已知
，
，
。
（1）结合图示算出该汽油机的热机效率；
解：根据汽油机的能量流向图，该汽车发动机的热机效率：
；
答：该汽油机的热机效率为 ；
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（2）求满箱汽油完全燃烧放出的热量；
解：满箱油的质量为：
；
满箱汽油完全燃烧放出的热量：
；
答：满箱汽油完全燃烧放出的热量为 ；
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（3）满箱汽油完全燃烧后冷却水吸收的热量可以让多少千克的水升温
？
解：这段时间内冷却水吸收的热量：
冷却水的质量：
。
答：满箱汽油使用完的时间内流过汽缸周围的冷却水的质量为 。
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5(共19张PPT)
第十四章 内能的利用
第2节 热机的效率
要点梳理
考点精练
1.热值：用符号“ ”表示，是指某种燃料__________放出的热量与其质
量之比。
公式：_______（若燃料是气体燃料,），在数值上等于 该燃料
完全燃烧放出的______。热值的单位是__________，符号是_____。
完全燃烧
热量
焦每千克
2.烟煤的热值约为，表示___ 烟煤完全燃烧放出的热量
为 __。
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3.热值只与__________有关，与燃料的形态、质量、体积、放出热量多
少______。
燃料种类
无关
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4.热机的效率：__________________________与燃料完全燃烧放出的能
量之比。公式： 。热机的效率越高，说明在做功相同的
情况下，消耗的该燃料______（选填“越多”或“越少”）。
用来做有用功的那部分能量
越少
5.提高热机效率的主要途径
（1）改善燃烧环境，使燃料尽可能______燃烧，提高燃料的燃烧效率。
完全
（2）尽量减小各种热散失。
（3）减小各部件间的______以减小因克服摩擦力做功而消耗的能量。
摩擦
（4）充分利用废气带走的能量，从而提高燃料的利用率。
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知识点 热值
【典例1】 关于燃料的热值，下列说法正确的是( )
D
A.煤的热值大于 煤的热值
B.燃料燃烧放出的热量越多，热值越大
C.当燃料未燃烧时，其热值为零
D.不同的燃料，热值一般不同
解题分析： 某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比，叫做这种
燃料的热值；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、燃烧程度等均无关。
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【变式训练】
1.焦炭的热值为 ，它的物理意义是____________________
____________________________，完全燃烧_____ 的焦炭放出的热量
能把水的温度升高 。［不计热量损失，水的比热容为
的焦炭完全燃烧时所释放出的热量是
0.42
2.四口之家分别单独使用不同种类燃料时的平均消耗分别是木柴约
，烟煤约，液化石油气约，煤气约 。这四种燃料
中热值最高的是( )
A
A.液化石油气 B.煤气 C.烟煤 D.木柴
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知识点 热机的效率
【典例2】 两台热机，甲的效率较高，下列说法正确的是( )
D
A.甲热机做功比乙热机多
B.甲热机做功比乙热机快
C.甲热机消耗的燃料多
D.做相同的有用功，甲损失的能量比乙损失的能量少
解题分析：热机效率是指热机有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的能
量之比。
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【变式训练】
3.关于热机效率，下列说法中正确的是( )
C
A.热机效率越高，即热机做的有用功越多
B.热机单位时间内耗费的燃料少，效率一定高
C.要提高热机效率，就要尽量减少各种能量损失，并且要保证良好的润滑
D.热机的效率越高，消耗的燃料越少
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【典例3】 某家庭用的燃气热水器，将的水从加热到 ，
完全燃烧了的煤气。已知水的比热容为 ，煤
气的热值为 。试求：
（1）煤气完全燃烧放出的热量；
解：由 知，煤气完全燃烧放出的热量是
；
答：煤气完全燃烧放出的热量是8.4×106 J8.4×106 J；
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（2）水吸收的热量；
解：由 知，水吸收的热量是
；
答：水吸收的热量是 ；
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（3）该热水器烧水的效率。
解：由 知，该热水器烧水的效率是
。
答：该热水器烧水的效率是 。
解题分析：（1）；（2） ；（3）热机效率是指热机
有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比。
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【变式训练】
4.一辆燃油汽车沿平直公路匀速行驶了，所用时间为 ，消耗
汽油，汽车在行驶过程中所受阻力恒为 。已知汽油的热值
，求：
（1）汽车行驶的速度；
解：汽车行驶的速度
；
答：汽车行驶的速度是 ；
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（2）牵引力的功率；
解：汽车沿平直公路匀速行驶，牵引力和阻力是平衡力，牵引力：
，
牵引力的功率：
；
答：牵引力的功率是 ；
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（3）汽车发动机的效率。
解：牵引力做的功：
，
汽油完全燃烧放出的热量：
，
汽车发动机的效率 。
答：汽车发动机的效率是 。
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知识点 探究热值影响因素、热机效率和功率的区别
【典例4】 在“比较相同质量的不同燃料完全燃烧时放出的热量”实验中，
加热初温为 的水，实验装置如图所示。
（1）实验中通过比较________________________________来比较酒精
和碎纸片燃烧放出热量的多少；
温度计示数的变化量/水升高的温度
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（2）燃料燃尽后，甲、乙两装置中水的温度分别为和 ，根据
实验数据可知酒精和碎纸片这两种燃料中，热值较大的是______。
酒精
解题分析：（1）实验中通过温度计示数的变化量来比较不同燃料放出
热量的多少；
（2）通过水温度的变化值得出水吸热的大小关系，也就知道燃烧酒精
和碎纸片放出热量关系，又知道燃烧的质量相同，据此得出热值关系。
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【变式训练】
5.用下图所示的两套完全相同的器材，比较酒
精和煤油的热值大小，分别在两个燃烧皿中
放入质量______（选填“相同”或“不同”）的酒
精和煤油。点燃后加热质量相等的水，通过
比较燃料__________（选填“燃烧相同时间”
相同
完全燃烧
煤油
或“完全燃烧”）后温度计示数的变化来比较燃料的热值大小。实验结束
时，乙装置中水温升高较多，可初步判断______的热值较大。
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【典例5】 下列说法正确的是( )
B
A.燃料燃烧越充分释放的热量越多，其热值越大
B.火箭加速升空的过程是将内能转化为机械能
C.热机的功率越大，效率越高
D.内燃机两气门关闭，活塞向下运动是压缩冲程
解题分析：（1）燃料的热值是燃料的一种特性，只取决于燃料的种类，
与质量和燃烧情况等无关；（2）火箭点火起飞时将内能转化为机械能；
（3）热机效率是指热机用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出热量
的比值，比值越大，热机效率越高；功率是指热机做功的快慢，功率和
机械效率没有关系；（4）由进气门和排气门的关闭和打开情况、活塞
的上行和下行情况来判断是哪个冲程。
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【变式训练】
6.甲、乙两台汽油机，甲的机械效率比乙的机械效率高，则( )
C
A.甲的功率一定比乙的功率大
B.甲消耗的汽油一定比乙消耗的汽油少
C.消耗同样多的汽油，甲做的有用功比乙做的有用功多
D.做同样多的有用功，甲消耗的汽油比乙消耗的汽油多
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6(共15张PPT)
第十四章 内能的利用
第1节 热机
要点梳理
考点精练
1.如图所示，酒精灯对试管中的水加热时，水的内
能的变化：水沸腾后会出现瓶塞______、瓶口有
________的现象，在这个实验中，燃料的______能
通过燃烧转化为____能，又通过试管内气体对
______做功，把____能转化为______能。
跳起
“白雾”
化学
内
瓶塞
内
机械
2.热机是将____能转化为______能的机械。
内
机械
3.热机的发展史：蒸汽机 ________ 汽轮机 喷气发动机 火箭
发动机。
内燃机
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4.内燃机的一个工作循环是由______冲程、______冲程、______冲程、
______冲程四个冲程组成的，整个过程活塞往复___次，曲轴和飞轮转
动___周，只有______冲程燃气对外做功，其他三个辅助冲程依靠_____
_______来完成。
吸气
压缩
做功
排气
2
2
做功
飞轮的惯性
5.汽油机和柴油机的不同处
汽油机：汽缸顶吸入__________________；点火方式：______式；效率
较____。
柴油机：汽缸顶吸入______；点火方式：______式；效率较____。
空气和汽油混合物
点燃
低
空气
压燃
高
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知识点 热机
【典例1】 如图所示实验，在橡胶塞受到水蒸气的压力
而冲出的过程中，以下说法正确的是( )
D
A.试管口出现的“白雾”是气体
B.水蒸气对外做功，内能增加
C.水蒸气对外做功，温度升高
D.这个实验基本展示了蒸汽机的工作原理
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解题分析：（1）“白雾”都是小液滴；（2）瓶塞冲出时，水蒸气膨胀做
功，水蒸气的内能转化为瓶塞的机械能，水蒸气对外做功，自身的内能
会减小，温度降低；（3）在汽油机的四个冲程中，做功冲程是内能转
化为机械能的冲程。
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【变式训练】
1.如图所示，在试管内装水，用带玻璃管的胶塞塞住，加
热使水沸腾，水蒸气会驱动玻璃管口的叶轮转动，对水加
热过程中是通过________的方式使水的内能增大的；水蒸
气驱动叶轮转动，水蒸气的内能是通过______转化为叶轮
的机械能。
热传递
做功
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知识点 四冲程内燃机的工作原理
【典例2】 有部分液体的试管用木塞封口，加热试管后会有如图现象发
生，这一过程中的能量转化情况与以下汽油机哪一冲程相似( )
D
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
解题分析：木塞冲出过程也是水蒸气的内能转化为木塞机械能的过程，
水蒸气的内能会减小，温度降低；在内燃机的做功冲程中，能量转化关
系是内能转化为机械能。
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【变式训练】
2.为使舰载机在短时间内达到起飞速度，某航
母上安装了蒸汽弹射装置。如图所示为其工作
原理示意图，高压蒸汽推动活塞牵引舰载机加
速向右运动， 左右舰载机即可达到起飞速度。
此过程中，蒸汽的内能会______（选填“增大”
减小
做功
或“减小”），其能量转化与内燃机的______冲程相同。
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3.对于如图所示的四幅图，下列说法正确的是( )
C
A.图甲中软木塞飞出时，管内水蒸气的内能增加
B.图乙中活塞向上运动与内燃机的压缩冲程原理相同
C.图丙中金属管中装有少量乙醚，迅速拉动缠在金属管外的皮绳可使橡
皮塞从管口飞出，与内燃机的做功冲程原理相同
D.图丁中向下压缩空气引火仪机械能转化为内能，内部空气温度降低
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4.新型防空导弹“红旗 ”试射，导弹上升过程中，重力势能_______
（选填“增大”“减小”或“不变”），而其与空气摩擦导致内能_______
（选填“增大”“减小”或“不变”），此内能改变是通过______的方式实现
的。某台汽油机飞轮的转速为，在 内，汽油机完成_____
个工作循环，对外做功____次。
增大
增大
做功
20
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知识点 汽油机和柴油机的区别
【典例3】 关于四冲程汽油机和柴油机，下列说法正确的是( )
D
A.在吸气冲程中，吸入汽缸的都是空气
B.在压缩冲程末，汽油机汽缸内气体的温度比柴油机的高
C.在做功冲程初，都是火花塞点火
D.在排气冲程中，排气都依靠飞轮的惯性完成
解题分析：在吸气冲程，汽油机吸入的是汽油和空气的混合物，柴油机
吸入的只有空气；在压缩冲程末，柴油机将空气压缩的程度更大，温度
更高；汽油机是通过火花塞点火，而柴油机是由喷油嘴喷出雾状柴油遇
热空气燃烧；除了做功冲程，其他三个冲程都依靠飞轮的惯性完成。
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【变式训练】
5.如图是内燃机工作时某冲程示意图，该冲程为______冲程，它是
_______（“汽油”或“柴油”）机。
压缩
柴油
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知识点 内燃机的做功次数与飞轮转数的关系
【典例4】 一个四冲程热机的飞轮转速为，它 完成了
( )
D
A.曲轴转动30转，30个冲程，做了30次功
B.曲轴转动1 800转，60个冲程，做了60次功
C.曲轴转动1 800转，120个冲程，做了30次功
D.曲轴转动30转，60个冲程，做了15次功
解题分析：内燃机的一个工作循环是由吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、
排气冲程四个冲程组成的，这个过程中活塞往复2次，曲轴和飞轮转动2
周，对外做功1次。
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【变式训练】
6.若汽油机飞轮转速为，那么， 内完成_____个冲程，活
塞往复____次，燃气推动活塞做功____次。
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