第18课时 内能的利用 能源-【精品课】最新中考物理一轮复习精品课件（通用版）

这是一份第18课时 内能的利用 能源-【精品课】最新中考物理一轮复习精品课件（通用版），共43页。PPT课件主要包含了工作过程，压缩冲程，能量转化，观察思考，做功冲程，点燃式，飞轮惯性，柴油机，热机的效率η，用炉子烧水的效率等内容，欢迎下载使用。
内能的利用 能源（复习课）
由气缸、火花塞、进气门、排气门、活塞、曲轴、连杆组成。
阀门：进气阀 ； 排气阀 。
活塞向 运动，对燃料混合物做功，燃料 增大，温度 。
进气门 ，排气门 ，火花塞产生 ，使汽缸内气体猛烈燃烧，产生高温高压的燃气，推动活塞向 运动，从而带动曲轴转动，对外 。
一个工作循环有 个冲程，活塞往复 次，曲轴转动 周，对外做功 次，只有 冲程是燃气对活塞做功，其它冲程都是靠 来完成的。
2．内燃机压缩冲程中 能转化为 ；在做功冲程中 能转化为 能。
1.某四冲程汽油机,飞轮转速1200转/分,则该汽油机每秒做功_______次,有________个冲程，飞轮转________周。
　　柴油机结构和汽油机相似，它们的主要区别是：柴油机通过压缩空气直接点燃柴油。柴油机的汽缸顶部没有火花塞，而有一个喷油嘴。吸入物质也只有空气，在压缩冲程结束时，压缩空气的温度已经超过柴油的燃点，此时从喷油嘴喷出的雾状柴油遇到热空气就立刻燃烧起来。
总结：汽油机和柴油的异同
都是内燃机，一个工作循环都是四个冲程,都对外做功一次
汽油 柴油
火花塞 喷油嘴
汽油和空气 空气
点燃式 压燃式
如图所示描述的物理过程，下列分析正确的是（ ）。 A．图甲：厚玻璃筒内的空气被压缩时，空气的温度升高，内能不变； B．图乙：瓶子内的空气推动塞子做功后，瓶子内空气的内能增大； C．图丙：试管内的水蒸气推动塞子冲出时，水蒸气的内能增加； D．图丁：汽缸内的气体推动活塞向下运动，内能转化为机械能，气体内能减少
生活中能量转化的实例很多，下列描述中正确的是（　　）。A．摩擦生热是把内能转化为机械能；B．燃料燃烧放热是把内能转化为化学能；C．电动机带动水泵把水送到高处是把电能转化为机械能；D．摩擦起电是把电能转化为机械能
计算燃料完全燃烧时放出的热量
完全燃烧放出的热量：
1.燃料的热值：（1）定义：把某种燃料 放出的热量与其质量之比，叫做这种燃料的热值。（2）单位：焦每千克，符号：J/kg。（3）热量的计算：Q放=qm，Q放—燃料完全燃烧后放出的热量，m—质量，q—燃料的热值。
①定义：用来做有用功的那部分能量，与燃料完全燃烧释放的能量之比，叫做热机的效率。
③由于存在能量损失，故热机的效率都小于1且无单位。
①计算一下10吨氢完全燃烧放出多少焦耳的热量？ （氢气热值1.4×108J/kg ）
②若用干木柴完全燃烧来获得这些热量，需要多少吨干木柴？ （干木柴热值1.2×107J/kg）
Q氢放 =q氢m氢 = 1.4×108J/kg×10×103 kg = 1.4×1012J
　大约需要120吨的干木柴。
1.定义：水吸收的热量与燃料完全燃烧放出的热量之比，叫作炉子烧水的效率。
(1)增加供氧(2)炉壁选用隔热材料(3)增大受热面积
热机的效率是热机性能的重要指标
①设法利用废气的能量
提高热机效率的方法
②减少机械摩擦，保证良好的润滑，减少因克服机械摩擦阻力而额外消耗的能量，同时延长了热机的使用寿命。
③尽量使燃料充分燃烧，提高燃料伊利用率。例如把煤磨成煤粉或煤粒，加大与氧气的接触面积。
能量守恒定律：能量既不会 ，也不会 ，它只会从一种形式 为另一种形式，或者从一个物体 到另一个物体，而在转化和转移过程中，能量的总量 。
① 荡秋千时，若停止用力，秋千会越来越低。为什么高度会逐渐降低？是否丢失了能量？减少的机械能到哪去了？
在秋千的运动过程中，秋千和空气间有阻力，绳索间存在摩擦力，秋千要克服这些阻力做功，一部分机械能逐渐转化为内能，机械能总量逐渐减少，最终机械能为零，全部转化为内能。
②观察弹性小球与地面碰撞时的视频。思考：掉在地上的弹性小球越跳越低。为什么高度会逐渐降低？是否丢失了能量？减少的机械能到哪去了？
在小球的运动过程中，由于和空气间有阻力，小球克服空气阻力做功，一部分机械能逐渐转化为内能，机械能总量逐渐减少，最终机械能全部转化为内能。
弹性小球在地面弹跳的频闪照片
②行驶的汽车中，燃料的化学能通过燃烧转化为燃气的内能，再通过热机做功把内能转化为机械能。
机械传热损失一部分能量W3
燃料的化学能W总=W有用+W1+W2+ W3
废气排出带走的能量W2
克服摩擦消耗的能量W1
在这个过程中，燃料的化学能一部分转化为机械能，一部分转化成了热机和周围环境的内能。但是，能量的总和保持不变。
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
分析各现象中能的转化或转移
水壶里的水蒸汽将壶盖顶起来水轮机带动发电机发电 电风扇转动 电流通过灯丝使灯丝发光 煤燃烧 光合作用 核电站用打气筒打气 木材燃烧 手摇发电机发电使灯泡发光
内能 机械能 机械能 电能 电能 机械能 电能 内能 光能 化学能 内能 光能 化学能 核能 内能 电能 机械能 内能 化学能 内能 机械能 电能 光能
（一）热机1.能量转化：。2.单缸四冲程汽油机与柴油机异同
（二）热值、热机效率1.热值:（1）定义：某种燃料 燃烧放出的 与其 之比，叫做这种燃料的热值。（2）公式： ，其单位分别是 。2. 热机效率：（1）定义：用来做 的那部分能量和燃料 放出的能量之比。（2）定义式： 。（3）效率没有单位，用百分号表示。热机的效率均小于 。
J/kg、 J 、kg
（4）提高热机效率的主要途径：使燃料尽量完全燃烧；尽量减少各种热损失；采用先进的技术；减小因克服摩擦阻力而额外消耗的功。（三）能量的转化及守恒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 到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持 。2.理解：能量的转移和转化具有 性。
（四）能源1. 能源分类：（1）按是否是从自然界直接获取来划分，分一次能源，如 ，和二次能源，如 。（2）按在短时间内能否从自然界中获取，分可再生能源，如 ，和不可再生能源，如。（3）按年代开发来分（分常规能源和新能源）。2. 核能：获得核能的两种方式：（1）核裂变，应用有 ，（2）核聚变， 就是这种方式产生的。
3. 太阳能：（1）太阳能的优点： 。（2）目前直接利用太阳能的方式主要有两种，一是 ，二是 。（五）热量计算（1）物体吸收热量的计算：Q吸= 。公式中各量的单位分别是 。（2）物体放出热量的计算：Q放= 。公式中各量的单位分别是 。
J 、J/(kg·℃)、kg、℃
取之不尽、用之不竭、环保无污染
【例1】甲、乙两种燃料完全燃烧时，甲放出的热量较多，那么（ ）A.甲燃料的热值一定大于乙燃料的热值B.甲燃料的质量一定大于乙燃料的质量C.甲燃料的质量和热值都比乙燃料的大D.甲燃料的热值可能比乙燃料的热值小
【点拨】Q放的大小与质量m和燃料的热值q都有关，即Q放=mq，因此，甲放出的热量较多，其质量和热值不一定大，但是质量和燃料热值的乘积一定大。
【例2】在一次物理实验中，共燃烧酒精42g,如果酒精完全燃烧，则能释放多少热量？这些热量被10kg的水完全吸收，水的温度能上升多少摄氏度？［酒精的热值q=3.0×107J/kg，水的比热容c=4.2×103J/（kg·℃）］
【点拨】首先利用Q放=mq解决酒精放热，再利用热平衡方程和Q吸=cm∆t 解答。
【答案】即酒精完全燃烧释放的热量是1.26×106J；水的温度能上升30℃ 。
【例3】(2020·德州)国家提倡节能减排，各地“煤改气”正在积极进行，某同学计算他家天然气烧水的热效率，将2kg的水倒入烧水壶中，并测出水温为20℃，在一个标准大气压下，把水刚加热到100℃时，测出消耗天然气0.048m3，已知水的比热容c水＝4.2×103J/（kg•℃），天然气热值约为q＝4.0×107J/m3。求：（1）将这些水烧开，需吸收多少热量；（2）在这种情况下，燃烧的天然气放出了多少热量；（3）他家天然气灶的效率。
【答案】（1）6.72×105J；（2）1.92×106J；（3）35%
【例4】如图所示为内燃机的能量流向图，热机效率η等于（ ）
【点拔】从图中可以看出，在内燃机中，燃料完全燃烧产生的能量中，由于排出的废气温度较高，损失一部分能量；由于机件向外散热及克服摩擦做功损失一部分能量，真正向外输出的有用机械能只占燃料所含化学能的一部分。故热机的效率等于做有用功的能量（图中E4）与燃料完全燃烧时所释放的能量的比值，即：η=E4/E1×100%，故B正确。
【方法归纳】了解在内燃机中，燃料完全燃烧产生的能量中，由于排出的废气温度较高，损失一部分能量；由于机件向外散热及克服摩擦做功损失一部分能量，真正向外输出的有用机械能只占燃料所含化学能的一部分，再用排除法进行选定。