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第1节 热机
第十四章 内能的利用
利用内能为人类做功服务
如图所示中，a图和b图是常用的交通工具轿车和飞机，c图是军事上用的坦克，d图是把卫星发送上天的火箭，它们有什么共同点呢？w
1.利用内能做功
讨论这个实验中能量转化的情况。
演 示
燃料燃烧时化学能转化为内能，传给水和水蒸气；水蒸气把塞子冲出去，内能转化为塞子的动能。
利用内能做功的机械——热机
探究点一 热机
利用内能做功的机器有很多，例如蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等。
2．热机的种类
1．构造
实物剖面图
平面示意图
探究点二 汽油机
2．工作过程
1．在四个冲程中，哪些冲程发生了能量的转化？
2．哪个冲程使汽车获得动力？
3．哪个冲程排出了汽车的尾气？
4．老式摩托在启动时，需踏动启动杆，这是为什么？
5．现代汽车里的“马达”起什么作用？
探究点三 柴油机
汽油机和柴油机的对比
2．内燃机压缩冲程中 能转化为 ；
在做功冲程中 能转化为 能。
机械
内能
机械
内
1．请说出汽油机与柴油机的结构和工作过程中的主要不同之处。
3．依靠飞轮惯性完成的冲程是（ ）
B C D
A
D
B
C
4．汽油机在压缩冲程中工作物质被压缩，汽缸中的（ ）
A．压强增大，温度降低
B．压强减小，温度升高
C．压强增大，温度升高
D．压强减小，温度降低
C
5．汽油机和柴油机相比较，下列叙述中正确的是（ ）
A．柴油机吸入汽缸的是柴油和空气的混合物，汽油机吸入的是空气
B．在压缩冲程中它们的压缩程度是一样的
C．柴油机里推动活塞做功的燃气的压强比汽油机里的高
D．在压缩冲程末，汽油机汽缸内的温度比柴油机的高
C
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第2节 热机的效率
第十四章 内能的利用
你们是否理解这段对话？为什么不同的燃料释放热量的本领不同？如何比较出它们释放出热量的多少？这节课我们就为大家揭开这些疑惑！
不同燃料的燃烧
不同燃料的放热本领相同吗？怎么比较它们谁的放热本领强呢？
如：一户四口之家，单独使用不同种类的燃料时，平均月消耗量分别为：木柴约200kg，烟煤约80kg，液化石油气约30kg，煤气约60kg。
想想议议
我们用热值这个概念来表示燃料放出热量的本领。
探究点一 燃料的热值
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。
国际单位：焦每千克；符号：J/kg。
气体燃料的单位：焦每立方米；符号：J/m3。
1．热值
热值在数值上等于1 kg某种燃料完全燃烧放出的热量。
（1）定义
（2）物理意义
（3）单位
请说出你熟悉的燃料的热值，并说明其物理意义。
2．了解燃料的热值表
为什么发射火箭上天要用氢做燃料？
想一想
根据热值表，计算一下10吨氢完全燃烧放出多少焦耳的热量？
再算算，若用干木柴完全燃烧来获得这些热量，需要多少吨干木柴？
氢的热值是1.4×108 J/kg
干木柴的热值1.2×107 J/kg
放出热量Q = 热值×质量
=1.4×108 J/kg× 10×103 kg
=1.4×1012 J
约120吨干木柴完全燃烧放出的热量等于10吨氢完全燃烧放出的热量。
1．用来做有用功的那部分能量，与燃料完全燃烧放出的能量之比，叫做热机的效率。
在内燃机中燃料是否能够完全燃烧？燃料燃烧释放的能量都到哪里去了？
无用的机械
能
想一想
燃气内能
损失的内能
探究点二 热机的效率
蒸汽机的效率只有6%~15%
汽油机的效率为 20%~30%
柴油机的效率为30%~45%
（1）热机的效率是热机性能的重要指标
2．提高热机效率，节约能源，减少污染
（2）提高效率的途径
①提高燃料利用率，使燃料充分燃烧；
②改进热机，减少各种能量损失；
③利用废气的能量。
C
1．对于燃料的热值，下列说法中，属于正确理解的是 ( )
A．燃料的热值跟燃料燃烧时放出的热量成正比
B．燃料没燃烧时就没有热值
C．就某种确定的燃料而言，它的热值是一个确定的值， 跟燃料的质量及燃料燃烧放出的热量无关
D．容易燃烧的燃料热值一定大
2．已知干木柴的热值是1.2×107 J/kg，完全燃烧0.7 kg干木柴能放出多少热量？假设这些热量全部被水吸收，能使多少千克水的温度由20 ℃升高到70 ℃？已知水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)。
Q = 1.2×107 J/kg×0.7 kg = 8.4×106 J
= 40 kg
3. 关于热机效率，下列说法正确的是：
( )
A．热机效率越高，即热机做的有用功多
B．热机效率越高，即热机的功率越大
C．要提高热机效率，就要尽量减少各种能量 损失，并且要保证良好的涧滑
D．提高热机效率，有利于环保减排
C D
4．一台内燃机运行时各种能量损耗大致为：汽缸散热损失占25％，废气带走的能量占30％，摩擦等机械损耗占10％，则内燃机的热机效率为__________。
35%
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第3节 能量的转化和守恒
第十四章 内能的利用
荡秋千的技巧
五一假期，我们会去逛公园放松心情，而荡秋千图片便是其中的一个项目。荡秋千时若不加外力自己会停下来，这是为什么？那么怎样才能使秋千越荡越高？
你能说出下面物体都具有什么形式的能量吗？
认识能量
1．来回迅速摩擦双手。
2．用钢笔杆在头发或毛衣上摩擦后再靠近细小的纸片。
观察实验发生的现象，讨论发生了哪些能量转化？
你还能举出一些你认为发生了能量转化的例子吗？请说出你认为发生的能量转化。
想想做做
探究点一 能量的转化
各种形式的能可以互相转化
机械能转化为内能
机械能转化为电能
电能转化为机械能
光能转化为电能
各种形式的能可以互相转化
化学能转化为内能
光能转化为化学能
尝试一下，按图中给出的实例，你能做些补充吗？
（1）拿一个弹力小球由手中释放，观察小球的运动情况。
（2）结合小球在地面弹跳的频闪照片，想一想，为什么它的高
度会逐渐降低？是
否丢失了能量？减
少的机械能到哪去
了？
做做想想议议
探究点二 能量守恒定律
能量守恒定律
大量事实表明，能量既不会凭空消灭，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。
能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一。
1．滑冰滑梯的过程中，能量是怎样转化的？遵守能量守恒定律吗？
讨 论
2．有人曾设想制造一种不需要动力就能源源不断地对外做功的机器，人们把这种机器叫永动机。
这种机器有可能制成吗？
一种设想中的永动机
讨 论
1．一支向高空瞄准的步枪，扣动扳机后射出一颗子弹，子弹没有击中目标，最后 下落陷在土地中。请你说出以上过程中发生了哪些能量转化。
火药的化学能
燃气的内能
子弹的机械能
空气、土地的内能
2．请从能量转化的角度具体说明以下效率的意义。
● 某太阳能电池工作时的效率是16％
● 某电动机工作的效率是83％
● 某锂电池充电时效率是99％
● 某柴油机工作的效率是35％
● 某电热水器工作的效率是87％
太阳能电池把接收到的太阳辐射的能量的16％转化为电能。
3．能量守恒是自然界的基本规律之一，下列能量转化过程中，属于内能的转移的是（ ）
A．用电灯照明
B．光合作用
C．用暖水袋取暖
D．天然气的燃烧
C
4. 下列说法中正确的是（ ）
A．冬天对着手哈气，手变暖是机械能转化为内能
B．用酒精灯给水加热，是机械能转化为内能
C．高速行驶的汽车爆胎是很危险的，从能量角度来看，是机械能与内能的相互转化
D．滑冰时冰刀与冰之间相互摩擦，出现一道痕迹，是内能转化为机械能
C
