(共10张PPT)
第1节 热机
一、热机
1.特点
把燃料燃烧时的化学能转化为 ,又通过做功把_______ 转化为 。?
2.概念
利用 做功的机械叫热机。?
3.分类
蒸汽机、 、汽轮机、喷气发动机等。
内能
内能
机械能
内能
内燃机
二、汽油机
1.构造
汽缸上部有 和 ,顶部有 ,下部有 ,活塞用连杆跟 相连。?
2.工作过程
、 、 、 四个冲程。?
3.能量转化
压缩冲程, 转化为 ;做功冲程,_________ 转化为 。?
进气门
排气门
火花塞
活塞
曲轴
吸气
压缩
做功
排气
机械能
内能
内能
机械能
三、柴油机
1.构造
柴油机的构造和汽油机相似,不同之处是柴油机汽缸顶部没有火花塞,而有一个 。?
2.工作过程
柴油机在吸气冲程中吸入汽缸的只有 ,在压缩冲程结束时,柴油被汽缸内的高温空气点燃。?
喷油嘴
空气
汽油机的工作过程
1.由吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成,这四个冲程组成一个工作循环。
2.具体说明
【例题】 下列各图是四冲程汽油机的工作循环示意图,其中属于做功冲程的是( )
解析:选项A中进气门打开、排气门关闭,活塞向下运动,属于吸气冲程;选项B中进气门和排气门都关闭,活塞向上运动,属于压缩冲程;选项C中进气门和排气门关闭,活塞向下运动,属于做功冲程;选项D中进气门关闭、排气门打开,活塞向上运动,属于排气冲程。
答案:C
技巧点拨:点燃的火花塞是汽油机做功冲程的明显标志。
一、热机
1.热机的种类很多,如蒸汽机、内燃机等。内燃机是指__________ 或 在 内燃烧,把 能转化为____ 能,又通过做功,把 能转化为 能的动力机械。
汽油
柴油
汽缸
化学
内
内
机械
二、汽油机
2.下图为汽油机工作时各冲程的示意图,其中左门为进气门,右门为排气门,则甲为 冲程,乙为 冲程,丙为 冲程,丁为 冲程。正常工作次序为 。其中乙实现 能向 能的转化,丁实现 能向
能的转化。
排气
做功
吸气
压缩
丙、丁、乙、甲
内
机械
机械
内
三、柴油机
3.柴油机的工作过程: 、 、 、 。其构造不同于汽油机的是其顶部没有 ,而有 。主要应用在重型机械上。
吸气
压缩
做功
排气
火花塞
喷油嘴
(共10张PPT)
第2节 热机的效率
一、燃料的热值
1.意义
表示燃料燃烧时 本领的物理量。?
2.概念
某种燃料 放出的热量与其质量之比。?
3.公式
(适用于气体)
4.单位
在国际单位制中,热量的单位是 ,质量的单位是 ,则热值的单位是 ,符号是 。
放热
完全燃烧
焦耳
千克
焦每千克
J/kg
二、热机的效率
1.定义
用来做 的那部分能量,与燃料 放出的能量之比。?
2.公式
。
有用功
完全燃烧
如何理解燃料的热值
从我们的生活经验可知,做一顿饭所需的热量基本上是一定的,但如果用不同的燃料,则所需燃料的质量是不同的。这表明质量相同的不同燃料完全燃烧放出的热量是不同的。我们把某种燃料完全燃烧放出的热量(Q)与其质量(m)之比叫作这种燃料的热值。
由热值的概念可知,同种燃料的热值相同,不同燃料的热值一般不同。热值反映了燃料的特性,其大小与燃料的质量大小、是否完全燃烧、放出的热量多少无关,但在数值上等于1 kg某种燃料完全燃烧放出的热量。
【例题】 关于燃料的热值,下列说法正确的是( )
A.燃料的热值与燃料燃烧情况无关
B.容易燃烧的燃料,热值一定大
C.煤的热值大于干木柴的热值,燃烧煤放出的热量一定比燃烧干 木柴放出的热量多
D.为了提高锅炉的效率,一定要用热值高的燃料
解析:燃料的热值是燃料的一种特性,它只与燃料的种类有关,而与燃料的质量、是否容易燃烧无关,故选项A正确,选项B错误;燃料燃烧时放出的热量与燃料的热值、燃料的质量、燃烧是否完全有关,选项C中只知道煤的热值比干木柴的大,二者的质量关系、燃烧是否完全并不知道,因此不能确定谁放出的热量多,故选项C错误;锅炉的效率与燃烧的完全程度和热量散失程度有关,与燃料的热值大小无关,故选项D错误。
答案:A
1.学习物理知识,可以帮助我们解决许多生活中的实际问题。例如家中买煤时,我们最应该关心煤的 ( )
A.热值 B.密度 C.比热容 D.热量
A
一、燃料的热值
2.(2018·湖南株洲中考)木炭的热值为3.4×107 J/kg,它表示1 kg木炭( )
A.具有3.4×107 J的热量
B.具有3.4×107 J的内能
C.完全燃烧对外做功3.4×107 J
D.完全燃烧放出热量3.4×107 J
D
木炭的热值是3.4×107 J/kg,它的物理意义是1 kg木炭完全燃烧放出的热量是3.4×107 J,故D正确。
3.5 kg某种燃料完全燃烧放出1.7×108 J的热量,求:
(1)燃料的热值;
(2)依据表格中的信息,判断该燃料是什么。
解析 (1)根据公式Q=mq,可得
=3.4×107 J/kg。
(2)与表中对比可知,该燃料为无烟煤。
答案 (1)3.4×107 J/kg (2)无烟煤
二、热机的效率
4.某校初三年级的学生参观了学校锅炉房后,提出了以下几种提高炉子效率的建议,其中不应采纳的是 ( )
A.用鼓风机向炉膛内吹风,把煤粒吹起来燃烧
B.向炉内多加些煤,加大火力
C.把煤磨成粉,用空气吹进炉膛
D.用各种办法增大煤的受热面积
B
要提高炉子的效率,需要使燃料充分燃烧,并且减少能量的损失。向炉内多加些煤,加大火力,这会消耗更多的燃料,不能提高炉子的效率,故选B。
5.热机利用过程中污染有 、 等。
空气污染
噪声污染
6.热机能量损失的途径有哪些?
燃料不能完全燃烧;燃烧产生的热量被机器散发;克服机械本身摩擦做无用功;废气带走大量热量等(在各部分能量损失中,其中废气带走的热量最多)。
(共9张PPT)
第3节 能量的转化和守恒
二、能量守恒定律
1.内容
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____________。?
2.普遍性
自然界最普遍、最重要的基本定律之一。
一、能量的转化
在一定条件下,各种形式的能都可以相互转化。
消灭
产生
转化
转移
保持不变
能量守恒定律
1.能量守恒定律说明能量“不生不灭,只能转化、转移,而总量不变”。
2.能量守恒定律是普遍适用的规律,大到天体、小到原子核,所有能量转化的过程,都遵循能量守恒定律。
3.能量守恒定律反映了自然现象的普遍联系,说明自然界的各种现象都是相互联系的。
4.发生能量的“转移”时,能量的形式不变,只是能量的载体发生变化。能的转化是伴随着物体做功而表现出来的,能的形式发生了改变。
5.能量的转移、转化都是具有方向性的。
【例题】 指出下列现象中能量的转化或转移情况。
(1)植物的光合作用:____________________________。?
(2)电灯发光:____________________________。?
(3)人在跑步时发热出汗:____________________________。?
(4)红旗迎风飘扬:____________________________。?
解析:植物进行光合作用,消耗了太阳能,同时获得了化学能,属于光能转化为化学能。电灯发光消耗了电能,同时获得了光能和热能,是电能转化为光能和热能。人在跑步时发热出汗,消耗了化学能,同时产生了内能,是化学能转化为内能。红旗迎风飘扬,空气对红旗做功,空气的机械能转移到红旗上。
答案:(1)光能转化为化学能 (2)电能转化为光能和热能 (3)化学能转化为内能 (4)机械能转移
一、能量的转化
1.下列关于能量转化和转移现象的说法正确的是( )
A.蓄电池充电时,化学能转化为电能
B.暖瓶塞跳起时,机械能转化为内能
C.用热水袋取暖时,内能发生了转移
D.热水器工作时,内能转化为电能
C
蓄电池充电时,消耗电能得到化学能,所以是电能转化为化学能,故A错误;暖瓶塞跳起时,瓶内空气的内能减少,瓶塞获得了机械能,所以是内能转化为机械能,故B错误;利用热水袋取暖时,热水袋温度降低,内能减少,人体获得热量,所以是内能的转移,故C正确;热水器工作时,消耗电能,得到内能,所以是电能转化为内能,故D错误。
2.请将下列生活现象与对应的能量转化情况用线连起来。
解析 电流通过灯丝,灯丝发光,消耗电能,得到光能和热能,是电能转化为光能和热能;水蒸气将壶盖顶起,消耗了水蒸气的内能,壶盖获得机械能,是内能转化为机械能;流星拖着一条发光的尾巴,克服摩擦力做功,机械能转化为内能;植物进行光合作用,消耗光能,获得化学能,是光能转化为化学能。
3.自然界中存在各种形式的能,如__________、 __________ 、 __________ 、 __________ 、 __________等。在一定条件下,各种形式的能都可以相互__________ 。
机械能
内能
光能
化学能
电能
转化
二、能量守恒定律
4.下列说法错误的是( )
A.能量守恒定律只适用于物体内能的变化
B.只要有能的转化和转移,就一定遵从能量守恒定律
C.能量守恒定律是人们认识自然和利用自然的有力武器
D.任何一种形式的能在转化为其他形式的能的过程中,消耗多少某种形式的能量,就能得到多少其他形式的能量,而能的总量保持
不变
A
能量守恒定律是自然界中最普遍的基本定律之一,所有能量转化的过程都服从能量守恒定律。故选项A错误。
5.根据能量守恒定律判断,下列说法正确的是( )
A.发电机可以创造电能
B.电动机工作时消灭了电能
C.发电机和电动机都是转化能量的机器
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
C
根据能量守恒定律,能量既不会凭空消灭,也不会凭空产生,它只会转化或者转移。在转化和转移的过程中,能量的总量保持不变,因此选项A、B、D均错误,选项C正确。
(共9张PPT)
本 章 整 合
6
1
2
3
4
5
1.(2018·江苏镇江中考)下列表示四冲程汽油机处于压缩冲程的是( )
C
A进气门开启,排气门关闭,活塞下行,气体流入汽缸,是吸气冲程,A不符合题意;B两气门都关闭,火花塞点火,活塞下行,汽缸容积变大,是做功冲程,B不符合题意;C两气门都关闭,活塞上行,汽缸容积变小,是压缩冲程,C符合题意;D进气门关闭,排气门开启,活塞上行,气体流出汽缸,是排气冲程,故D不符合题意。
6
1
2
3
4
5
2.(2018·湖南益阳中考)关于热机的效率,下列说法正确的是( )
A.一般情况下柴油机的效率比汽油机的高
B.热机的效率越高,在做功同样多的情况下消耗的能量越多
C.热机的效率越高说明做功越快
D.热机损失的能量中,废气带走的能量较少,由于机械摩擦损失的较多
A
柴油机的效率一般要高于汽油机,多用在重型机器上,A正确;热机效率越高,做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量的比值越大,即在做功相同的情况下,消耗的燃料越少,或消耗相同的燃料,做功越多,B错误;热机效率是做有用功的能量在燃料完全燃烧放出的能量中所占的比值,与做功的快慢没有必然联系,C错误;在热机的各种能量损失中,废气带走的热量最多,D错误。
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3.(2018·湖南株洲中考)智轨列车融合了有轨电车和公共汽车的优势,零排放、无污染。智轨列车的动力系统在输出动力的过程中( )
A.电能转化为机械能
B.内能转化为机械能
C.机械能转化为电能
D.机械能转化为内能
A
根据题意可知,智轨列车的动力系统在输出动力的过程中,消耗了电能,得到了机械能。
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4.(2018·黑龙江中考)一个成年人参加一次长跑,身体消耗的能量为6.6×106 J,这些能量相当于完全燃烧0.55 kg的干木柴得到的能量,则干木柴的热值为 J/kg,干木柴用掉一半后,剩余干木柴的热值 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
1.2×107
不变
解析 由Q放=mq可得,干木柴的热值
1.2×107 J/kg;热值是
燃料的特性,其大小与燃料的质量无关,用掉一半后,干木柴的热值不变。
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5.(2018·河北中考)有如图所示的两套相同装置,分别在两个燃烧皿中放入质量相同的不同燃料,点燃后加热质量相等的同种液体,通过比较燃料 (选填“燃烧相同时间”或“全部燃烧”)后温度计示数的变化,来判断两种燃料的热值的大小。燃料燃烧,
转化为内能,用比热容 的液体可以使实验现象更明显。(实验中液体没有沸腾)
全部燃烧
化学能
小
解析 比较不同燃料热值的实验中,同时点燃燃料后,需等待燃料全部燃烧,通过观察温度计示数的变化来比较两种燃料热值的大小;燃料燃烧时将化学能转化为内能;在吸收相同热量的情况下,比热容小的物质温度上升得高,所以用比热容小的液体可以使实验现象更明显。
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6.(2017·山东聊城中考)2017年5月18日,中国科学家首次在南海试采可燃冰的行动取得圆满成功,实现了我国天然气水合物开发的历史性突破。可燃冰清洁无污染,储量巨大,是一种非常理想的新型能源。可燃冰的热值很大,是天然气热值的10倍以上,可按15倍计算。[c水=4.2×103 J/(kg·℃),天然气的热值q=7.0×107 J/m3]
(1)体积为0.01 m3的可燃冰完全燃烧放出的热量为多少?
(2)若这些热量的90%被质量为100 kg的水吸收(水未沸腾),则水升高的温度是多少?
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解析(1)由题意可得,可燃冰的热值
q可燃冰=15q=15×7.0×107J/m3=1.05×109J/m3
0.01m3可燃冰完全燃烧放出的热量
Q放=Vq可燃冰=0.01m3×1.05×109J/m3=1.05×107J。
(2)由η=得被水吸收的热量
Q吸=ηQ放=90%×1.05×107J=9.45×106J
由Q吸=cmΔt可得,水升高的温度
答案 (1)1.05×107 J
(2)22.5 ℃
