内能的利用的学案.docx

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内能的利用的学案

第一节热机

温故而知新  

1、如右图的实验观察并思考酒精灯对试管中水加热时，水的内能变化。

思考；

（1）看到什么现象？

（2）木塞被顶开，是谁对它做了功？

（3）水蒸气既然能够对木塞做功，说明水蒸气具有能，它具有能。

（4）在加热过程中水蒸气内能的变化情况是怎样的？

（5）在这个过程中，有没有不同形式能量的相互转化？

上面的装置就是一个简单原始的热机。

此装置给水加热有什么不足之处吗？

有好的改进方法吗？

领航启思

1、热机是指把燃料燃烧时释放的__________转变为_________的装置。

热机的种类很多，例如：

_________、_________、_________、_________等。

2、热机的共同特点是：

燃料的________能通过燃烧转化为________能，又通过做功，把________能转化为________能。

3、内燃机：

燃料直接在发动机________燃烧产生动力的热机。

最常见的内燃机，以汽油或柴油为燃料，分别叫做______和_______

4、汽油机

阅读教材，依据图自学并填写：

（1）汽油机是利用作燃料来工作的。

（2）构造：

。

（3）工作过程：

一个工作循环有______个冲程。

包括：

_______、________、_______、________四个冲程

第一冲程：

吸气冲程中吸入的是，汽缸中活塞由端向端运动，进气门排气门。

第二冲程：

压缩冲程中，汽缸中活塞由端向端运动，进气门排气门。

活塞压缩燃料混合物的过程中，是能转化为能。

压缩冲程末产生什么结果？

汽油机是利用什么方式点火的？

第三冲程：

做功冲程能做功，是能转化为能。

汽缸中活塞由端向端运动，进气门排气门。

第四冲程：

排气冲程有什么作用？

汽缸中活塞由端向端运动，进气门排气门。

小结：

一个工作循环有个冲程，飞轮转动周，对外做功次，活塞往复次，其他冲程靠飞轮的惯性完成。

基础闯关

1、汽油机在压缩冲程中，_________能转化为_________能，在做功冲程中，_________能转化为_________能。

2.燃放鞭炮时，火药爆炸使周围的空气_______发出爆炸声．火药爆炸过程相当于热机工作过程中的__________冲程．

3.用水壶烧水时，壶中水蒸气将壶盖顶起，这是消耗水蒸气的能对外做功，水蒸气的_________能转化为壶盖的能．

4、某单缸汽油机的飞轮转速为2400r/min,该机完成个冲程，对外做功次。

5、.内燃机在做功冲程中，高温气体迅速膨胀而做功，此时这些气体的温度和内能变化的情况是（）

A.内能减少，温度降低B.内能增加，温度升高

C.内能减少，温度升高D.内能增加，温度降低

6、单缸四冲程内燃机工作时，依靠飞轮的惯性来完成的冲程有（）

A.吸气、做功和排气冲程B.吸气、压缩和做功冲程

C.压缩、做功和排气冲程D.吸气、压缩和排气冲程

7、如图是内燃机的某一个冲程的工作情况，可以断定是（）

A、吸气冲程B、压缩冲程C、做功冲程D、排气冲程

能力提升

汽油机

柴油机

不

同

点

构造：

吸气冲程

点燃方式

效率

应用

相同点

冲程：

1、都有、、、、、

都分为、、、四个冲程

一个工作循环活塞往复运动次，曲轴和飞轮转动周，经历个冲程，做功次。

1、关于温度、热量和内能，下列说法正确的是（）

A．物体的温度越高，所含热量越多

B．温度高的物体，内能一定大

C．0℃的冰块，内能一定为零

2、一块0℃的冰变为0℃的水的过程中，它的内能变化情况是（）

A、变大；B、变小；C、不变；D、不能确定

3如图所示，用酒精灯加热试管中的水，当水沸腾一段时间以后，塞子被试管内水蒸气推出，水蒸气的能转化为塞子的机械能。

图中汽油机的工作过程与这一实验过程中能量的转化是一致的。

4.汽油机的一个工作循环是由四个冲程组成的，图4中表示做功冲程的是（）

第三节热机效率

第二节机械效率

温故而知新 

1、常见的燃料有哪些，他们在燃烧时都会释放能量，但它们释放能量的能力是否相同呢？

如果不同，那又如何来比较不同燃料燃烧释放能量的能力？

2、叫做这种燃料的热值，用字母表示，单位符号是，利用热值计算热量的公式是

思考：

给热值下定义时你认为应该注意哪些？

气体燃料通常不用质量而用体积，因此计算气体燃料放热时，公式应该写成单位符号是。

3、观察常见燃料的热值表，说明热值是物质的之一，汽油的热值是，它表示的物理意义是

检测题:

4、结合热值表，计算出正常生活中，工作中所需的干木柴、烟煤和汽油。

〈而实际需要的干木柴、烟煤和汽油的质量大大超过计算得出的数值，这是为什么？

〉

领航启思

　1、

（1）认真阅读课本，掌握热机燃料燃烧能量的走向是。

（2）、机械效率是，我们如何定义热机效率

计算公式应该写成

（3）、提高热机的效率的途径是

具体措施是

　2、热机的效率能否达到100％？

为什么？

基础闯关

1、干木柴的燃烧值是1.2×l07J/kg物理意义是_______________________。

2、计算4kg柴油完全燃烧释放的热量是_______________。

3、近期煤价节节攀升，少数不法商贩将煤渣粉碎后掺在优质煤中高价销售。

客户为了不上当，最恰当的方法是检测下列物理量中的（）

A..热值B.比热容C.温度D.质量

4、下列关于热值的说法正确的是（　　　）

　A.燃料不燃烧，其热值为零。

　　B.燃料不完全燃烧其热值要变小。

　　C.燃料的热值与燃烧情况和质量无关，只与燃料种类有关。

　　D.燃料燃烧时放出热量多的其热值就大。

5、要提高热机的效率，下列做法不可行的是（　　）

　　A.尽量减少废气带走的热量。

　　B.尽量保持机械部件之间有良好的润滑。

　　C.尽量减少曲轴传递给飞轮的机械能。

　　D.尽量减少散热损失。

6、火箭常用液态氢气作燃料，其原因是（　　　）。

7、我国实施的“西气东输”工程中，西部地区的天然气被输送到缺乏能源的东部地区。

天然气与煤相比，从热学角度分析它的优点是，从环保角度分析，它的优点是

8、热机是将能转化为机械能的机器，一台内燃机运行时各种能量耗损大致为：

气缸散热占20％，废气带走能量占35％，摩擦耗损等占15％，则它的热机效率为，热机工作时对环境造成的污染有

（填一种污染）

能力提升

1、汽油的热值是4.6×107J/kg，按照理论计算，完全燃烧g汽油放出的热量就可使10Kg的水温度升高46℃，而实际加热时，所需的汽油要远比这个数值大，由此可见，提高使用燃料的是节约能源的重要途径。

2、柴油的热值是3.3×107J/kg，它的物理意义是，完全燃烧3kg柴油能释放出热量。

3、现在火箭中用液态氢作燃料，是因为它具有（）

A.较小的密度B.较小的比热容C.较低的沸点D.较大的热值

4、酒精的热值是3.0×107J/kg，酒精灯丽装有20g酒精，若燃烧掉一半，放出的热量是，剩余部分酒精的热值是。

5、某载重柴油车总质量为5吨，在平直的公路上匀速行驶100km，受到的阻力是车重的0.1倍，消耗了32kg柴油，那么此车的效率是多少？

（柴油的热值是3.3×107J/kg，g=10N/kg）

6、某中学为学生供应开水，用锅炉将200Kg的水从25℃加热到100℃，燃烧了6Kg的无烟煤。

（无烟煤的热值是3.4×107J/kg,水的比热容为4.2×103J/（kg·℃）

（1）锅炉内200Kg的水吸收的热量是多少焦耳？

（2）6Kg无烟煤完全燃烧放出的热量是多少焦耳？

（3）此锅炉的效率是多少？

7、一台大型推土机的推力约为3×104N，匀速推着土总行程达10km，消耗柴油约30.3kg,求推土机上装的柴油机的热机效率。

8.燃气灶是目前许多家庭普遍使用的炉具，而电磁炉则是新一代的智能炉具。

为了比较它们的优劣，小明同学进行了相关调查，得到的有关数据见下表。

燃气灶

电磁炉

热效率

25%

热效率

90%

天然气热值

8.0×107J/m3

额定功率

1000W

天然气价格

2元/m3

市电价格

0.5元/kW﹒h

如果小明家每天做饭、烧水所需热量为8.0×106J。

若这些热量靠燃气灶提供，需要燃烧多少燃气?

若这些热量靠电磁炉提供，需要消耗多少电能?

你认为这两种炉具各有什么优缺点?

9、某单缸汽油机的飞轮转速为1800r/min,每分钟耗油10g，每个做功冲程做得有用攻为150J，求该汽油的机的效率（求该汽油的热值为8.0×107J/kg）

第三节能量的转化和守恒

温故而知新

1、冬天搓手会让手暖和，是通过__________改变的内能。

2、在给自行车轮胎打气时，打气筒也会变热，这也是由于的缘故。

3、简单原始的热机，他是通过燃料燃烧获取并转化为的装置。

4、和对改变物体的内能是等效的。

领航启思

1、来回迅速摩擦双手，现象____________，是___________能转化为_________________

2、黑塑料袋放在太阳下暴晒，观察温度计的示数，现象是_______________。

他是________能转化为_________________。

3、太阳能电池的电风扇对着太阳，观察到电风扇______________，他是_________能转化为_________________。

4、钢笔摩擦后靠近细小的纸片，发现______________，他是_________能转化为_________。

由此可以知道，在一定条件下,一种形式的能都转化成另一种形式的能量，这种现象叫做能量的转化。

如摩擦生热，_______能转化为_____能；水电站里水轮机带动发电机发电，_____能转化为____能；电动机带动水泵把水送到高处，___能转化为____能；植物吸收太阳光进行光合作用，____能转化为___能；燃料燃烧时发热，_____能转化为____能。

5、能量的转化有方向：

我们利用的各种形式的能量最终会自动地转化成内能，散失到空气中去，但内能不会自动地转化成其他形式的能量。

在热传递过程中，物体向物体传热，物体放热，温度下降、减小；物体吸热，温度上升、增大，其实质是高温物体的一部分内能通过转移到低温物体上。

能量的形式没有发生变化，只是位置发生了变化，这就是能量的转移。

在热传递过程中，热量总是自然地由物体传向物体，不会自然地从物体向物体转移，这就是能量转移的方向性。

【探究合作】阅读教材想想议议。

问题：

1、秋千和小球在运动中为什么它们的高度会逐渐降低？

2、在这个过程中是否丢失了能量？

3、你认为减少的机械能到哪里去了？

4、在这个过程中是什么能之间的转化？

最终转化成了什么能？

导学能量守恒定律

1、能量守恒定律

能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生，它只会从，或者从一个物体，而在转化和转移的过程中，能的总量保持不变。

他是自然界中客观存在的一个普遍定律。

他告诉我们有一种形式的能有一种形式的能量减小或消失，一定有另一种形式的能量。

能量的总量是不变的。

2、永动机

不消耗能量，而能不停地工作并对外做功的机器。

他是（填“能”或“不能”）实现的，因为机器在工作过程中因机械摩擦存在各种阻力等因素，不可避免地将一部分能量转化成内能而散失，对外做功又将能量转化成其他形式的能，这样将储存的能量逐渐减少直至耗尽而停止，，不可能不补充能量而永远运转下去，所以永动机它（填“遵循”或“违反”）了能量转化和守恒定律，不可实现。

基础闯关

1、自然界中，各种形式的能量都可以在一定条件下，且在这一过程中，一定遵守。

2、下列现象中，只有能的转移而不发生能的转化的过程是（）

A．子弹从枪膛射出B．用火焰烧开水时，水温升高

C．电灯发光D．冬天用手摸户外的东西感到冷

3、写出下列现象中能量的转化或能量的转移关系。

①木炭燃烧发出光和热。

化学能转化为内能

②冬天双手互相摩擦感觉暖和。

机械能转化为内能

③用钢锉锉工件，工件发热。

机械能转化为内能

④水轮机带动发电机工作。

水能转化为电能

⑤点燃爆竹后，爆竹腾空而起。

化学能转化为动能

⑥给蓄电池充电。

电能转化为化学能

⑦热水瓶中的水蒸气把瓶塞冲起。

内能转化为动能

⑧风吹动帆船前进。

风能转化为动能

⑨人跑动时，身体发热出汗。

机械能转化为内能

⑩一杯热水慢慢变凉。

热传递

能力提升

1、达瓦家里的电热水壶中装有1.5×10-3m3的水，这些水的质量是__________kg，把这些水从20℃加热到100℃，水吸收的热量是__________J。

这些水在温度升高的过程中，水分子做无规则运动的速度__________ （填“增大”或“减小”）     。

2、国家“西气东输”重点工程完工后，将由西部地区向东部沿海地区送来清洁能源——天然气，已知天然气的热值为8.4×107J/m3，每输送100m3的天然气就相当于输送了__________的能量。

这些能量若能完全被水吸收，可以使__________kg的水从20℃升高到100℃。

3、从能的转化和守恒的观点来看，用热传递来改变物体的内能，实际上是的过程，用做功方法来改变物体的内能，实际上是的过程．（填“能量的转移”或“能量的转化”）

4、我县境内的景屏电站发电机组，是通过能转化为电能。

我县若建垃圾焚烧电厂，是将垃圾焚烧后获得的能。

最终转化为电能。

5、当水壶中的水烧开时，壶盖会被顶起，从能量转化的观点看，这是水蒸气的_________能转化为壶盖的能。

6、老人搓搓手，感觉到暖和；小朋友从滑梯上滑下，感觉好烫。

他们的感觉不同，但从科学角度看，他们都是通过__________的方式改变物体内能。

小朋友运动得浑身都是汗，休息一会儿后，身上的汗液就不见了，这是由于汗液__________的缘故。

7、汽车沿盘山公路可以驶入高耸入云的山峰，盘山公路修的弯弯曲曲主要目的是为了______。

载重货车下山时，其重力势能_____（选填“增大”、“减小”或“不变”）；为了减少车速，司机师傅不时踩踏刹车踏板，有一部分机械能转化为___；途中，汽车要经常停下来，让工作人员用水龙头向车轮闸片部位喷水，这是为了_____。

8、能量的转化和转移是有方向性的。

例如，冬天烤火的时候，人们燃烧煤等燃料获得__________能，火炉把这些能量自动传给周围空气，但这些能量 __________自动聚集起来再次利用（填“能”、“不能”）

9、放在热菜中的盐比凉菜中的盐化的更快，这说明__________越高，分子的无规则运动越快。

用力拉铁丝不容易拉断，这说明铁丝的分子之间存在__________力。

10、放在热汤中的金属勺子很快变的烫手，金属勺子的内能__________（选填“减少”、“不变”、“增加”）这是通过__________的方法改变了它的内能。

11、能量转化与守恒是自然界的基本规律之一，下列过程中机械能转化为电能的是 （  ）

 A．干电池放电B．给蓄电池充电 C．风力发电D．电动机带动水泵抽水

12、下列现象中，利用内能做功的是（）

A．冬天在户外时两手相搓一会儿就暖和B．车刀在砂轮的高速磨擦之下溅出火花

C．在烈日之下柏油路面被晒熔化了D．火箭在“熊熊烈火”的喷射中冲天而起

13、下列说法中错误的是（）

A．能的转化和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．能的转化和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，而能的总量是保持不变

14、我国大力发展火力发电，火电厂进的是“煤”，出的是“电”，在这个过程中能量的转化是（）

A．机械能→内能→化学→能电能B．化学能→内能→机械能→电能

C．化学能→重力势能→动能→电能D．内能→化学能→机械能→电能

15、下列事例中，属于做功改变物体内能的是（）

A．在火上点燃火柴头，使火柴头温度升高B．冬天人们围着火炉烤火身体感觉暖和C．两手互相摩擦，手感觉暖和D．在阳光照射下，水盆里的水温度升高

16、一定的条件下，各种形式的能量是可以互相转化的．在它们互相转化的过程中，下面说法正确的是（）

A．机械能一定守恒B．各种形式的能都守恒

C．各种形式的能量的总和一定守恒D．内能一定守恒

《内能与热机》复习学案

知识结构

概念:

内能物体内能的大小:

.

物体内能的改变:

做功对物体做功---内能增加.

物体对外做功---内能减少.

热传递：

用传递的热量多少来衡量内能的变化

定义:

热量的计算

比热容单位:

比热容是物质的一种属性。

热机内燃机:

四个冲程

燃料的热值:

概念:

公式:

单位

一、内能

1、内能：

，叫做物体的内能。

2、物体在任何情况下都有内能：

既然物体内部分子永不停息地运动着和分子之间存在着相互作用，那么内能是无条件的存在着。

无论是高温的铁水，还是寒冷的冰块。

3、影响物体内能大小的因素：

①温度：

在物体的质量，材料、状态相同时，温度越高物体内能越大。

②质量：

在物体的温度、材料、状态相同时，物体的质量越大，物体的内能越大。

③材料：

在温度、质量和状态相同时，物体的材料不同，物体的内能可能不同。

④存在状态：

在物体的温度、材料质量相同时，物体存在的状态不同时，物体的内能也可能不同。

4、内能与机械能不同：

机械能是宏观的，是物体作为一个整体运动所具有的能量，它的大小与机械运动有关

内能是微观的，是物体内部所有分子做无规则运动的能的总和。

内能大小与分子做无规则运动快慢及分子作用有关。

这种无规则运动是分子在物体内的运动，而不是物体的整体运动。

二、内能的改变

1、改变内能的方法：

和。

A、做功改变物体的内能：

①做功可以改变内能：

对物体做功物体内能会。

物体对外做功物体内能会。

②做功改变内能的实质是内能和其他形式的能的相互转化

B、热传递可以改变物体的内能。

①热传递是热量从高温物体向低温物体或从同一物体的高温部分向低温部分传递的现象。

②热传递的条件是有温度差，传递方式是：

传导、对流和辐射。

热传递传递的是内能（热量），而不是温度。

③热传递过程中，物体吸热，温度升高，内能增加；放热温度降低，内能减少。

④热传递过程中，叫热量，热量的单位是。

热传递的实质是内能的转移。

C、做功和热传递改变内能的区别：

由于它们改变内能上产生的效果相同，所以说做功和热传递改变物体内能上是的。

但做功和热传递改变内能的实质不同，前者能的形式发生了变化，后者能的形式不变。

D、温度、热量、内能的区别：

△温度：

表示物体的冷热程度。

温度升高内能增加

不一定吸热。

如：

钻木取火，摩擦生热。

△热量：

是一个过程。

吸收热量不一定升温。

如：

晶体熔化，水沸腾。

内能不一定增加。

如：

吸收的热量全都对外做功，内能可能不变。

△内能：

是一个状态量

内能增加不一定升温。

如：

晶体熔化，水沸腾。

不一定吸热。

如：

钻木取火，摩擦生热

☆指出下列各物理名词中“热”的含义：

热传递中的“热”是指：

热现象中的“热”是指：

热膨胀中的“热”是指：

摩擦生热中的“热”是指：

三、热量

1、⑴比热容的定义。

⑵物理意义：

的物理量。

⑶比热容是物质的一种特性，大小只与物体的、有关，

⑷水的比热容为4.2×103J（kg·℃）表示：

。

⑸水常调节气温、取暖、作冷却剂、散热，是因为水的比热容大

2、计算公式：

※注意：

此公式只能用于热传递过程中吸收或放出的热量，不能计算燃料燃烧放出的热量；使用公式计算时，还要注意比热容的单位是J（kg·℃），质量的单位是kg，温度的单位是℃，

热量的单位是J。

四、内能的利用、热机

（一）、内能的获得——燃料的燃烧

燃料燃烧：

能转化为能。

（二）、热值

1、定义：

，叫做这种燃料的热值。

2、单位：

3、关于热值的理解：

①　对于热值的概念，要注重理解三个关键词“1kg”、“某种燃料”、“完全燃烧”。

1kg是针对燃料的质量而言，如果燃料的质量不是1kg，那么该燃料完全燃烧放出的热量就不是热值。

某种燃料：

说明热值与燃料的种类有关。

完全燃烧：

表明要完全烧尽，否则1kg燃料化学能转变成内能就不是该热值所确定的值。

②热值反映的是某种物质的一种燃烧特性，同时反映出不同燃料燃烧过程中，化学能转变成内能的本领大小，也就是说，它是燃料本身的一种特性，只与燃料的种类有关，与燃料的形态、质量、体积等均无关。

4、公式：

Q＝mq（q为热值）。

5、酒精的热值是3.0×107J/kg，它表示：

。

煤气的热值是3.9×107J/m3，它表示：

。

6、火箭常用液态氢做燃料，是因为：

液态氢的热值大，体积小便于储存和运输

7、炉子的效率：

炉子有效利用的热量与燃料完全燃烧放出的热量之比。

（三）、内能的利用

1、内能的利用方式：

⑴利用内能来加热；从能的角度看，这是内能的转移过程。

⑵利用内能来做功；从能的角度看，这是能转化为能。

2、热机：

定义：

利用燃料的燃烧来做功的装置。

能的转化：

能转化为能

3、内燃机：

它主要有汽油机和柴油机。

4、内燃机大概的工作过程：

内燃机的每一个工作循环分为四个阶段：

吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。

在这四个阶段，吸气冲程、压缩冲程和排气冲程是依靠飞轮的惯性来完成的，而做功冲程是内燃机中唯一对外做功的冲程，是由内能转化为机械能。

另外压缩冲程将机械能转化为内能。

5、汽油机和柴油机的比较：

汽油机

柴油机

不

同

点

构造：

顶部有一个火花塞。

顶部有一个喷油嘴。

吸气冲程

吸入汽油与空气的混合气体

吸入空气

点燃方式

点燃式

压燃式

效率

低

高

应用

小型汽车、摩托车

载重汽车、大型拖拉机

相同点

冲程：

活塞在往复运动中从汽缸的一端运动到另一端。

一个工作循环活塞往复运动2次，曲轴和飞轮转动2周，经历四个冲程，做功1次。

6、热机的效率：

定义：

热机用来做有用功的那部分能量和完全燃烧放出的能量之比叫做热机的效率。

提高热机效率的途径：

使燃料充分燃烧；尽量减小各种热量损失；机件间保持良好的润滑、减小摩擦。

例1沿海地区气温的变化为什么比内陆小?

例2（07年泰安市中考题）如图所示，用酒精灯加热试管中的水，当水沸腾一段时间以后，塞子被试管内水蒸气推出，水蒸气的能转化为塞子的机械能。

图中汽油机的工作过程与这一实验过程中能量的转化是一致的。

例3理实践活动中，小明探究一个电热杯正常工作时烧水的效事。

下表是记录的实验数据。

时间／min

O

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

l