第十四章《内能的利用》（单元复习课件）【2024秋人教九全物理高效完全备课】（27页ppt）

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人教九全物理同步精品课件
人教版九年级全册
第十四章 内能的利用
章末复习与总结
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壹
贰
叁
了解热机的工作原理；知道内能的利用在人类发展史上的重要意义
从能量转化的角度认识燃料的热值；从能量转化和转移的角度认识效率
了解能量及其存在的不同形式；认识不同形式的能量可以相互转化；知道质量守恒定律。列举日常生活中能量守恒的实例。
2022版《物理课程标准》要求：
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考点一：热机
1.定义
利用 的机械。
内能做功
2.原理
燃料的 能
蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等。
化学
内
机械
能
能
燃烧
做功
3.种类
最常见的一种热机
蒸汽机车
发电站的汽轮机
喷气发动机
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考点一：热机
4.内燃机
（1）定义：
燃料直接在发动汽缸内燃烧产生动力的热机，叫做内燃机。
（2）分类：
汽油机和柴油机
（3）工作过程：
①每个工作循环分为四个冲程： 、 、
、 。
②其中，能量转化的冲程有2个：压缩冲程，机械能→内能；做功冲程，内能→机械能。
靠燃气推动活塞做功
靠飞轮的惯性完成
吸气冲程
压缩冲程
做功冲程
排气冲程
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考点一：热机
4.内燃机
（4）汽油机与柴油机的比较：
汽油机 柴油机
不 同 点 构造
燃料
吸入物
点火方式
优点
主要相同点
汽缸顶部有火花塞
汽缸顶部有喷油嘴
汽油
柴油
吸入汽油和空气的混合物
只吸入空气
点燃式
压燃式
轻便
便宜、功率大、效率高
①都是将内能转化为机械能的内燃机
②都是由吸气、压缩、做功/排气四个冲程构成一个工作循环，活塞往复 次，飞轮转 周，对外做功 次
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考点一：热机
【小试牛刀】如图甲所示，这是四冲程汽油机的 冲程。如图乙所示，这是我国自主生产的某品牌小汽车，汽油机的转速为2400r/min，汽油机1s内对外做功 次。
吸气
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考点二：热值
1.定义：
完全燃烧
之比
燃料 放出的热量与其质量 ，叫做这种燃料的热值。
2.单位：
在国际单位中，热值的单位是 ，符号是 。
焦每千克
J/kg
3.公式：
q=Q/m（固体、液体燃料）或q=Q/V （气体燃料） 。
4.物理意义：
数值上等于1kg某种燃料完全燃烧放出的热量。
5.特点：
热值是燃料本身的一种属性，它只与 有关，与燃料的质量、体积、是否完全燃烧等无关。
指燃料燃烧后，全部变成不可燃烧物的过程
热值的单位还有焦每立方米（J/m3）
6.热量计算：
Q=mq（固体、液体燃料）或Q=Vq（气体燃料）。
燃料的种类
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考点二：热值
【小试牛刀】汽油机作为汽车的“心脏”，在压缩冲程结束时，火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧，将 能转化成 能。一辆汽车一年行驶了三万公里，消耗汽油 2 t，这些汽油完全燃烧放出 的热量。(q汽油=4.6×107J/kg）
化学
内
9.2×1010J
用来做有用功的那部分能量，与燃料完全燃烧放出的热量之比，叫做热机的效率。
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考点三：热机效率
1.定义：
2.公式：
3.能量流向：
燃料完全燃烧放出的能量
废气带走的能量
机械损失的能量
散热损失的能量
做有用功的能量
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考点三：热机效率
4.提高热机效率的方法：
（1）使燃料充分燃烧
（2）尽量减小各种热量损失
（3）在热机设计和制造上提高技术水平和使用新材料
（4）保证良好的润滑，减少因摩擦额外消耗的功
热机效率不高，因此，我们要节约资源，提高热机的利用率
（5）利用废气的能量
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考点三：热机效率
【小试牛刀】小华用家中的燃气灶烧水，已知水的质量是5kg，把水从20℃加热到沸腾(1个标准大气压下)，共消耗了0.08m3的天然气。水吸收的热量是 J，该燃气灶的烧水效率为 。[c水= 4.2 × 10 J/ (kg ·℃)，q天然气 = 3.5 × 107/J/m3]。
1.68×106
60%
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 。
各种形式的能量都可以在一定条件下相互转化。
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考点四：能量的转化和守恒
1.能量的转化
能量种类发生改变
2.能量守恒定律：
3.能量转移、转化的特点：
能量的转化或转移具有 性，无法自发的沿反方向发生。
“永动机”是不存在的！
因此要节约能源
转化
转移
保持不变
方向
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【小试牛刀】太阳能是 (选填“可再生”或“不可再生”)能源，直接利用太阳能可有效地减少碳排放，如图所示是一辆低碳化未来汽车，车顶部装有高效光电转换器，它可将 能转化为电能;车轮的轮毂其实是风力发电机，可以把捕捉到的风能转化为 能。
可再生
考点四：能量的转化和守恒
太阳
电
如图所示是四冲程汽油机的工作示意图，下列说法正确的是（ ）
A.甲冲程是把内能转化为机械能
B.乙冲程是吸气冲程
C.丙冲程是将内能转化为机械能
D.丁冲程是排气冲程
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易错点一
例题
C
内燃机四个冲程的判断
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内燃机四个冲程的判断
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判断四个冲程的方法：
冲程 进气门 排气门 活塞运动方向 能量转化
吸气冲程 开 闭 向下 ——
压缩冲程 闭 闭 向上 机械能→内能
做功冲程 闭 闭 向下 ——
排气冲程 闭 开 向上 内能→机械能
小明家的汽车发动机为四缸汽油机。该发动机在工作时汽缸内的燃气的平均气压为1×106Pa，汽缸的横截面积为50cm ，活塞的行程长10cm，转速3600r/min。则该发动机的功率为( )
A.15kW
B.30kW
C.60kW
D.75kW
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A
练习1
煤油的热值为4.6×107J/kg，它表示（ ）
A.1kg煤油具有4.6×107J的内能
B.1kg煤油具有4.6×107J的化学能
C.完全燃烧1kg煤油能放出4.6×107J的热量
D.完全燃烧1kg煤油能对外做4.6×107J的功。
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C
练习2
自然界中的各种现象都是互相联系的。在一定条件下，各种形式的能量是可以相互转化。下列各种能量转化符合实际的是( )
A.汽油燃烧将化学能转化为内能
B.电动机将机械能转化为电能
C.太阳能电池板将电能转化为光能
D.手机电池充电过程将化学能转化为电能
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A
练习3
如图所示为一单缸四冲程汽油机某冲程剖面图，该图表示为 冲程，在这个过程中，气缸内气体内能的改变是通过 方式改变的。汽车使用的汽油的热值是4.6×107/kg，完全燃烧5kg汽油放出的热量是 J。
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压缩
练习4
做功
2.3×108
北京冬奥会运营了一千多辆氢燃料电池车，该车的排放物是水，不产生任何污染物。氢燃料电池车是当前新能源汽车重要的发展方向。目前我国部分城市已有多批氢能源公交车投放使用。已知c水=4.2×103J/ (kg·℃) ， q氢=1.4×108J/kg 。
(1) 0.6kg的氢燃料完全燃烧放出的热量是多少
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练习5
解：0.6kg的氢燃料完全燃烧放出的热量是：
Q放=mq=0.6kg×1.4×108J/kg=8.4×107J
北京冬奥会运营了一千多辆氢燃料电池车，该车的排放物是水，不产生任何污染物。氢燃料电池车是当前新能源汽车重要的发展方向。目前我国部分城市已有多批氢能源公交车投放使用。已知c水=4.2×103J/ (kg·℃) ， q氢=1.4×108J/kg 。
(2)若这些热量全部被质量为500kg、温度为15℃的水吸收，水升高的温度是多少
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练习5
解：若这些热量全部被质量为500kg、温度为15℃的水吸收，水升高的温度是：
北京冬奥会运营了一千多辆氢燃料电池车，该车的排放物是水，不产生任何污染物。氢燃料电池车是当前新能源汽车重要的发展方向。目前我国部分城市已有多批氢能源公交车投放使用。已知c水=4.2×103J/ (kg·℃) ， q氢=1.4×108J/kg 。
（3）若这些热量恰好能供某氢能源公交车以140kW的恒定功率匀速行驶5min，则该氢能源公交车的效率是多少
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练习5
解：公交车做功W=Pt=140×103W×5×60s =4.2×107J
公交车的效率：
谢谢
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