人教版九年级物理课件第十四章 内能的利用（第一-三节）(共40张PPT)

课件40张PPT。第十四章 内能的利用【学习目标】

1.知道热机的概念，初步了解热机的工作原理.
2.了解汽油机的构造和工作过程.
3.了解柴油机的构造和工作过程.第1节 热机【课前预习】
1.热机是把 能转化为 能的机器．常见的热机有 、 、 .
2. 汽油机的四个冲程包括： 、 、 、 .
3. 汽油机在压缩冲程中，将 能转化 能；在做功冲程将 能转化 能．
4.内燃机分为 和 两大类，它们分别用 和 作为燃料. 内机械蒸汽机汽油机柴油机吸气冲程压缩冲程做功冲程排气冲程机械内内机械汽油机柴油机汽油柴油5．柴油机和汽油机在构造上的区别是，柴油机顶端有 ，汽油机顶端有 ．
6. 从本质上看，内燃机的工作能量来源于（ ）
　A．机械能 B．化学能
C．内能 D．化学能和内能
喷油嘴火花塞B知识点1.热机
(1)热机：车、船和飞机的发动机是把燃料燃烧时释放的内能转化为机械能的装置，这种装置被称为热机.热机的种类很多，如：蒸汽机、内燃机（汽油机、柴油机）、燃气轮机、喷气发动机、火箭发动机等.所有热机在工作时能量转化的过程都是相同的，即将燃料的化学能通过燃烧转化为内能，然后通过做功，把内能转化为机械能.因此，热机就是利用内能来做功的机器，或者说热机就是把内能转化为机械能的机器.
(2)实验探究：热机是如何实现从内能向机械能转化的？
如下图所示，在试管内装一些水，用软木塞塞住试管口，放到酒精灯上加热，使水沸腾起来，水蒸气会把木塞冲出去.在这个实验中，酒精的燃烧过程是酒精的化学能转化为内能的过程，这部分内能传给水和水蒸气使其温度升高，内能增加，当水蒸气把塞子冲出去时，水蒸气的内能又转化为塞子的机械能.
探究归纳：上面的装置就是一个简单原始的热机，其工作过程是：燃料燃烧，化学能转化为内能，内能通过热传递的方式传递给工作物质，工作物质的内能增加，温度升高，推动活塞对外做功，把内能转化为机械能.【例1】下列装置中，能把内能转化为机械能的是（ ）
　A．热机 B．发电机 C．电动机 D．电吹风机
【练习1 】如图所示的四种交通工具，不用热机作为动力机械的是（ ）
B.
C. D.
A知识点2.内燃机
（1）汽油机
①汽油机：是利用气缸内燃烧的汽油产生高温高压的燃气来推动活塞做功的热机.
②构造：如下图所示，由进气门、火花塞、排气门、气缸、活塞、连杆、曲轴等构成.


③工作过程：多数汽油机的工作循环过程是由四个冲程组成的，分别是吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程，其工作过程如下表.
注意：a.每个工作循环飞轮转两圈，完成一个做功冲程.
b.在一个工作循环中，只有做功冲程中燃气对外做功，其他三个辅助冲程不但不做功，还要消耗机械能.
c.做功冲程为其他三个冲程提供能量，其他三个冲程为做功冲程做功提供基础.
d.依靠飞轮的惯性（飞轮贮存的动能）完成吸气冲程、压缩冲程和排气冲程.
（2）柴油机
①柴油机：利用气缸内燃烧柴油所产生的高温高压的燃气来推动活塞做功.
②主要构造：与汽油机大致相同，所不同的是柴油机气缸顶部无火花塞而有喷油嘴.
③工作过程：与汽油机大致相同，也是有由吸气、压缩、做功、排气四个冲程构成一个循环，在一个工作循环中，曲轴和飞轮转两周，对外做功一次.④汽油机和柴油机的比较:
【例2】（2014南昌）现代汽车的发动机一般都是四冲程内燃机，其四个冲程如图所示，其中做功冲程是（ ）
　A． B．


C． D．
【例3】（2014潍坊）汽车已经成为现代生活中不可缺少的一部分，现代汽车多数采用汽油机作为发动机，如图是四冲程汽油机的工作循环示意图，下列说法中正确的是（ ）
A．甲冲程是把机械能转化为内能
B．乙冲程是把内能转化为机械能
C．丙冲程是把机械能转化为内能
D．丁冲程是把内能转化为机械能【练习2】单缸四冲程内燃机的四个冲程的示意图如下图所示．下列关于这种内燃机一个工作循环中四个冲程的顺序排列正确的是( )
A．丙、丁、乙、甲 B．乙、丁、甲、丙
C．乙、甲、丁、丙 D．甲、乙、丙、丁
B【练习3】（2015?郑州一模）汽车给我们的生活带来很多便利，现代汽车多数采用汽油机作为发动机．如图所示是四冲程汽油机工作的 冲程示意图，该冲程是把汽油燃烧后产生的 能转化为 能的过程．
做功内机械【随堂检测】
1.以下交通工具中，常用汽油机作为动力装置的是（ ）
A. 动车 B. 载重卡车 C. 远洋轮船 D. 小轿车
2. （2014?十堰）如图所示是四冲程汽油机的一个工作循环示意图，其中属于利用机械能转化内能冲程的是（ ）
B.
C. D.DB3. （2014?宁德）四冲程汽油机工作时与图中能量转化相同的冲程是（ ）
A．吸气冲程
B．压缩冲程
C．做功冲程
D．排气冲程
C4. 如图所示为汽油机工作时各冲程的示意图．按吸气、压缩、做功、排气四个冲程顺序排列正确的是（ ）　
A．①②③④
B．②④③①
C．②③④①
D．①④③②
A5. （2014?威海）在如图所示的四幅图中，甲、乙是两个演示实验示意图；丙、丁是四冲程汽油机关工作过程中的两个冲程示意图．与压缩冲程原理相同的是 图所示的演示实验；汽油机利用内能来做功的冲程 是 图．
6. 汽车发动机是汽油机，发动机工作时， 冲程将内能转化为机械能， 冲程将机械能转化为内能．汽车上的散热器用水作为冷却剂，这是利用了水的 较大的性质．
乙丙做功压缩比热容第2节 热机的效率【学习目标】
1.从生活中体会不同燃料燃烧释放热的本领不同，建立热值的概念.
2.能简单计算燃料燃烧释放的热量.
3.能说出热机工作时燃料释放能量额主要流向，知道什么是热机效率.【课前预习】
1. 物理学中，把 叫做热值，用字母 表示，单位是 ．
2. 汽油的热值是4.6×107 J/kg，其物理意义是 ，完全燃烧500g这种燃料，可以放出 J的热量．
3. 用来做 的那部分能量，与燃料完全燃烧
之比，叫做热机的效率．
4. （2014?厦门）“可燃冰”作为新型能源，有巨大的开发潜力．同等条件下，“可燃冰”完全燃烧放出的热量达到煤气的数十倍，这表示“可燃冰”的（ ）
　A．热量很大B．温度很高C．热值很大D．比热容很
5. 由于热机在工作过程中总有能量损失，热机的效率总小于 ．1kg的某种燃料完全燃烧时放出的热量qJ/kg1kg汽油完全燃烧放出的热量为4.6×107J2.3×107有用功C1释放的能量【课堂精讲】
知识点1.燃料的热值
（1）定义
1 kg的某种燃料在完全燃烧时所放出的热量叫做这种燃料的热值．由定义可知热值的单位是“J／kg”．
（2）放出热量的计算
如果用m表示完全燃烧燃料的质量，用q表示该种燃料的热值，用Q放表示燃料完全燃烧时所放出的热量，则Q放=m?q.其中，m的单位是kg，q的单位是J／kg， Q放的单位是J．
在理解热值与进行有关热值的计算时，要注意：
(1)对于热值的定义，我们要抓住其中的三个关键词：1 kg、某种燃料、完全燃烧，进行判断时，要特别注意“完全燃烧”这个关键词．从热值的定义可知，同种燃料的热值相同，不同燃料的热值一般不同．它反映的是燃料的特性，其大小与燃料质量大小、是否完全燃烧、放出的热量大小无关，但在数值上等于一定质量的燃料完全燃烧放出的热量(Q)与其质量(m)的比值.（2）燃料燃烧时能的转化：现代社会中，人类使用的能量绝大部分是从燃料的燃烧中获得的内能．燃料的燃烧是一种化学变化，在燃烧过程中，燃料的化学能转化为内能，也就是常说的释放热量．
（3）热值的物理意义：表示一定质量的燃料在完全燃烧时所放出热量的多少．如木炭的热值为3.4×107J／kg，它表示：1 kg的木炭完全燃烧时所放出的热量是3.4×107J．同种燃料的热值相同，不同燃料的热值不同．【例1】（2014?烟台）近年来，烟台市大力发展清洁能源产业，尤其是风电发展尤为迅速，目前，烟台并网运行的风电场达28座．风机900余台，授产的风电装机容量为130万千瓦，预计年发电量2.7×108kW?h，相当于完全燃烧 煤放出的能量．（煤的热值3.0×107J/kg）
【例2】可燃冰”作为新型能源，有着巨大的开发、使用潜力，同等条件下，“可燃冰”完全燃烧放出的热量达到煤气的数十倍，说明“可燃冰”的 很大；以10倍的关系粗略计算，1kg“可燃冰”完全燃烧放出的热量为 J（1kg煤气完全燃烧放出热量为4.2×107J）【练习1】（2014?漳州）现代火箭用液态氢作燃料，是因为液态氢具有（ ）
　A．较大的热值 B．较高的凝固点
C．较低的沸点 D．较大的比热容
【练习2】用煤油把2千克20℃的水加热到100℃，煤油燃烧所放出的热量只有40%被水吸收，则需要燃烧 克煤油．(q煤油=4.6×107J/kg)A36.5【知识点2】热机的效率
（1）热机效率： 热机工作时，用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比叫热机的效率.用公式可η=Q有用/Q总表示为 ，汽油机的效率一般为20％～30％，柴油机的效率可达45％.
（2）热机能量的损失：①燃料很难完全燃烧，燃料的化学能没有全部释放出来，有一部分损失掉了；②排放出去的尾气温度很高，带走相当多的能量；③由于热传递，机械要向外传热，又损失一部分能量；④机械在传动过程中存在摩擦，要克服摩擦做功，又消耗一部分能量；⑤剩余的才是转变成对外做功的那部分能量．
（3）提高热机效率的主要途径；①使燃料充分燃烧．②尽量减少各种热量损失．③在热机的设计和制造上，采用先进的技术．④使用时，注意保养，保证良好的润滑，合理调整运动零件之间的间隙，减小因克服摩擦阻力而额外消耗的功．【例3】如图所示为内燃机的能流图，则内燃机的效率可表示为（ ）
A．η= ×100%
B．η= ×100%
C．η= ×100%
D．η= ×100%
【练习3】关于热机的效率，下列说法正确的是（ ）
A．热机做的有用功越多，效率就一定高　
B．热机的功率大，效率就一定高　
C．热机消耗的燃料越多，效率就越低　
D．热机内能转化成机械能的百分比越大，效率越高
D【随堂检测】
1. 关于燃料的热值下列说法正确的是（ ）
　A．燃料的热值与燃料的燃烧情况有关　
B．容易燃烧的燃料的热值一定大　
C．煤的热值比干木柴的大，煤燃烧放出的热量比干木柴放出的热量多　
D．0.5kg煤油和1.5kg煤油的热值一样大
2. 我国随着航天事业发展需要，正在研制大功率液氢发动机．这种发动机主要是因为氢具有（ ）
　A．较低的沸点 B．较大的比热容
C．较小的密度 D．较高的热值DD3. 一台柴油机，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4.5×108J的能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%
4. 为了节约能源，需要提高热机的效率，下列措施中不能提高效率的是（ ）
　A．尽量增加热机的工作时间
B．尽量使燃料充分燃烧　
C．尽量减少废气带走的热量
D．尽量减少热机部件的摩擦BA5. 小婷同学阅读了汽车发动机的说明书后，将内燃机的能量流向制成如图所示的图表，请根据给出的信息，计算该汽油机的效率为 ，用这台汽油机工作时，完全燃烧2千克的汽油可输出有用功 J．请你写出一条提高汽油机效率的措施 ．（q汽油=4.6×107J/kg）30%2.76×107让汽油燃烧更充分第3节 能量的转化和守恒【学习目标】
1.了解能量及其存在的多种形式.
2.知道能量的转移和转化，能解释一些常见
现象中的能量转化过程.
3.理解能量守恒定律，有用能量守恒的观点
分析物理现象的意识.【课前预习】
1．能量的转移是能量由一个物体转移到另一个物体上，而能的形式 发生质的改变（填“有”或“没有”），而能的转化是指能量从一种形式 为另一种形式的能量．
2．能量守恒定律：能量不会 ，也不会 .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，而能量的总量 ．
3．无论是能量的转化，还是能量的转移，它们都是 有 性的；并非所有的能量都可以利用，能源的利用是有 的，也是有 的．
4.空调在制冷操作时， 能转化为 能；在取暖操作时， 能转化为 能.
5.干电池工作时，把 能转化为 能.给蓄电池充电时，把 能转化为 能.没有转化凭空产生凭空消失保持不变方向条件代价电内电内化学电电化学【课堂精讲】
知识点1.能量的转化
（1）能的转化：能量从一种形式转化为另一种形式，能量的形式发生了变化.如燃烧煤炭，是由化学能转化为内能.
（2）能的转移：能量从一个物体转移到另一个物体，
能的形式并没有发生变化，如热传递就是内能从
一个物体转移到另一个物体，或者从物体的高温
部分转移到低温部分，能的形式并没有改变【例1】（2014北海）下列关于能量转化的说法正确的是（ ）
　A．水力发电——内能转化为电能　
B．柴油机做功冲程——内能转化为机械能　 C．手机充电——电能转化为机械能　
D．下落的小球——动能转化为重力势能
【练习1】电单车行驶时是将 能转化为机械能；紧急刹车时，轮胎与地面摩擦而发热，机 械能转化为 能．
电内【练习2】（2014防城港）下列对能量转化的描述不正确的是（ ）
　A．摩擦生热属于机械能转化为内能　
B．发电机工作属于电能转化为机械能　
C．光合作用属于光能转化为化学能　
D．蓄电池充电属于电能转化为化学能B知识点2.能量守恒定律
能量既不会凭空消失，也不会凭空产生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到其他物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变，这就是能量守恒定律.
能量守恒定律是自然界最普遍，最重要的基本定律之一，所有能量转化的过程，都服从能量守恒定律.
【例2】（2014岳阳）根据能量守恒定律，以下情形可能发生的是（ ）
A．出膛的子弹射穿木板，以更快的速度继续前
B．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　
C．两个斜面相对接，小球从左斜面滚下后，继续冲上右斜面　
D．孤岛上被人们遗忘的一只机械表，默默地走了几十年【练习3】关于能量的转化与守恒，下列说法正确的是（ ）
A．任何制造永动机的设想，无论看上去多么巧妙，都是一种徒劳　
B．空调机既能制热，也能制冷，说明热传递不存在方向性　
C．由于自然界的能量是守恒的，所以说能源危机不过是杞人忧天　
D．一个单摆来回摆动很多次后总会停下来，说明这个过程的能量不守恒A【随堂检测】
在下列实验或装置所示的情境中，能量转化情况相同的是（ ）
A．丙和丁 B．甲和丙 C．甲和乙 D．乙和丁
2. 关于各种机器工作时能量转化的情况，下列说法正确的是（ ）
A．内燃机工作时将机械能转化为内能　
B．太阳电池工作时将电能转化为光能　
C．电热水壶工作时将内能转化为电能　
D．电动机工作时将电能转化为机械能
DD3. 关于能量转化与守恒的理解，下列说法中正确的是（ ）
　A．凡是能量守恒的过程就一定会发生能量的转化　B．摩擦生热的过程是不可逆过程　
C．空调机既能制热又能制冷，说明热传递不存在方向性　
D．由于能量的转化过程符合能量守恒定律，所以不会发生能源危机
4. （1）发生热传递时热量只能由高温物体传递给低温物体；（2）电烙铁工作时放出的热量很难再转化为电能．以上两个事实说明能量的转化和转移具有（ ）
　A．任意性 B．方向性 C．单一性 D．不确定性BB5. 在一定条件下，各种形式的能可以相互转化：摩擦生热， 能转化为 能；植物吸收太阳光进行光合作用， 能转化为 能；在能量的转化和转移的过程中， 保持不变．机械内光化学能量的总量