第二章 第一节 热机 导学案（含答案）

1. 热机
【学习目标】
理解热机的原理就是将燃料的化学能转化成内能再转化成机械能。
2．了解历史上和现实社会中的几种热机。
【教材解读】
热机的原理
通过观察教材P21蒸汽机的原理图，并结合日常生活中的交通工具（飞机、汽车、火车、轮船等），我们可以思考这样的问题：是什么力量驱动这些机械运动起来的？为解释这个问题，我们通过观察教材P20的演示实验，看“试管蒸汽机”的工作过程。试管中的水被加热沸腾，纸风轮在水蒸气的作用下转动起来。从实验过程和现象中可以得出，燃料的化学能转化为内能，传递给水，使水的内能增加，水沸腾后水蒸气做功，蒸汽内能转化成纸风轮的机械能。
得出结论：热机是利用燃料的______能转化成______能，再转化成_______能的装置。
蒸汽机的发展历史
阅读教材P21页，讨论交流蒸汽机是怎样工作的。
填一填：
蒸汽机工作时，蒸汽对外______，内能______。
了解现代的各种热机及其用途
阅读教材P22内容，我们了解到现代热机种类繁多，构造各异。随着热机的改进和新型热机的出现，使我们这个世界曾经历了革命性的变化。
填一填：
热机的种类有：______________、______________、_____________、______________等。
【例题精讲】
例1 如图所示，在试管内装一些水，用软木塞塞住，拿到酒精灯上加热，使水沸腾起来，水蒸气会把木塞冲出去，从能量转化和转移的角度，可用下面的三句话来概括：甲：水和水蒸气吸热，内能增强；乙：酒精燃烧，酒精的化学能转化为内能，传给水和水蒸气；丙：水蒸气对木塞做功，内能转化为木塞的机械能。以上三句话的正确顺序是（ ）
A．甲、乙、丙
B．乙、丙、甲
C．乙、甲、丙
D．丙、乙、甲
【思路点拨】在这个实验中，酒精的化学能转化成内能，传递给水，使水的温度增加，内能增大，水蒸气的内能对外做功，把木塞冲出去，内能转化成木塞的机械能，所以正确的顺序是：乙、甲、丙。
【完全解答】C
【我的小结】此题考查的是物体能量转化过程中的不同能量转化和转移的情况。
指出下列事例中是如何利用内能的：
冬天，用火炉取暖，______________________。
燃烧燃料的火车，________________________。
阳光下晒湿衣服，________________________。
【思路点拨】内能只有两个利用：做功和热传递，冬天生火取暖很显然是加热过程；阳光下晒湿衣服也是通过热传递使湿衣服的内能增加的过程；火车通过燃烧燃料后便可向前行驶，获得机械能，因此是利用内能做功的过程。
【完全解答】加热物体 做功 加热物体
【我的小结】内能的利用在生活中利用非常广泛，能用能量的转化和转移解释生活中的现象，是本节的基础知识，也是中考的热点。
【尝试练习】
1. 白天，太阳能热水器中水的温度升高，水的内能______________
（选填“增加”“不变”或“减少”），水的温度升高，水分子热运动_________________。
答案：增加 越剧烈
2．下列过程中，将内能转化为机械能的是（ ）
A．汽油机的压缩冲程 B．水蒸气顶起壶盖的过程
C．小孩沿滑梯下滑的过程 D．流星在大气层中穿行的过程
答案：B
3．热机工作时，能量的转化过程是（ ）
A．热能→化学能→机械能
B．化学能→热能→机械能
C．化学能→机械能→热能
D．化学能→机械能→化学能
答案：B
4．下列现象中，利用内能做功的是（ ）
A．冬天在户外时两手相互搓一会儿就暖和了
B．刀在砂轮的高速摩擦之下溅出火花
C．火箭在“熊熊烈火”的喷射中冲天而起
D．盛夏在烈日之下的柏油路面被晒熔化了
答案：C
5．（选做题）如图所示，把一个底端密闭的薄壁金属管固定在桌上，管里放一些酒精，管口用塞子塞紧，用绳子在管外绕几圈并迅速地来回拉动，一会儿看到塞子被弹起。
（1）拉动绳子克服摩擦做功，是将机械能转化为__ _能。
（2）请说出该实验中的某一现象并简述其原因。
答案：（1）内
（2）现象①：塞子被弹起；
原因：筒内气体膨胀对活塞做功。
现象②：筒口出现白雾；
原因：气体膨胀做功，内能减小，温度降低，水蒸气液化成小液滴。
现象③：筒壁发热；
原因：摩擦生热，机械能转化为内能。