第14章 内能的利用

这是一份第14章 内能的利用，共26页。PPT课件主要包含了燃料燃烧释放出的能量，热机的效率，完全燃烧，焦耳每千克，5计算公式，Q热量单位J，V体积单位m3，m体积单位kg，2公式，有用功等内容，欢迎下载使用。
热机 1. 热机(1)定义：利用①_____________________做功的机械叫做热机．(2)分类：蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷汽发动机等．(3)内燃机：燃料直接在发动机汽缸内燃烧产生动力的热机，分为汽油机和柴油机．2. 汽油机(1)工作过程：四冲程汽油机是由吸气、压缩、做功和排气四个冲程的不断循环来保证工作的．
(2)汽油机四冲程示意图
在内燃机的四个冲程中，只有做功冲程使汽车获得动力( )理由：
1. 燃料的热值(1)定义：某种燃料①__________放出的热量与其质量之比，叫做这种燃料的热值，用符号②____表示．(2)意义：热值在数值上等于③___kg某种燃料完全燃烧放出的热量．(3)单位：④____________，符号是⑤________．(4)特点：与燃料的形状、体积、质量无关，只与燃料的⑥________有关．
a．公式：Q＝⑦_______
q—热值，单位J/m3
b．公式：Q＝⑦_______
q—热值，单位J/kg
2. 热机的效率 (1)定义：热机工作时，⑨________的那部分能量与⑩ ______________放出的热量之比，叫做热机的效率．用⑪___表示．
(3)提高燃料利用率的措施：让燃料燃烧更充分；减少各种能量损失；设法利用废气的能量等．
燃料燃烧越充分，其热值越大 ( )理由：热值是物质本身的性质，只与燃料的种类有关，与燃料是否充分燃烧无关．
能量的转化：在一定条件下，各种形式的能量是可以相互①_____的．能量守恒定律(1)定义：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只会从一种形式②_____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③ __________． (2)永动机：不需要动力就能源源不断的对外做功的机器就是永动机，大量研究表明，永动机是不可能制造出来的．
2. (2016永州13题2分)下图是汽油机工作的四个冲程的示意图，其中表示做功冲程的是 ( )
【解析】做功冲程中两个气门都关闭，活塞向下运动，C图正确；另外，根据C图火花塞喷火花，这是做功冲程的特点，由此也可以判断C图是做功冲程．判断冲程主要是看气门的关闭和活塞的运动情况，据此可以判断 A、B、D图分别是吸气、压缩和排气冲程．
4. (2016怀化18题3分)热机的四个冲程中对外做功的是 ______冲程，排气冲程_____ (选填“得到”或“消耗”)机械能．
【解析】热机的四个冲程中，对外做功的是做功冲程，把内能转化为机械能，其他三个冲程都要消耗机械能．
热值的理解及相关计算(含热效率计算)
3. (2016永州21题2分)体积为0.1 m3、热值为2.1×107 J/m3的某气体燃料完全燃烧放出的热量为________J；若这些热量全部被温度为20 ℃、质量为10 kg的水吸收，则水升高的温度是____℃.[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]
4. (2015衡阳21题2分)质量为2 kg的某种物质温度从20 ℃升高到40 ℃时，吸收的热量是1.88×104 J，该物质的比热容是______J/(kg·℃)．如果不考虑热量散失，需要完全燃烧__________kg干木材来提供热量．(q干木材＝1.2×107 J/kg)
【解析】该物质的比热容＝ 因为Q＝mq，所以m干木材＝
5. (2016株洲22题4分)一个额定功率为1 000 W的电热水壶装有1.5 kg初温为20 ℃的水．正常工作将水烧开(100 ℃)所用时间为9 min，则水吸收的热量为_________J，该电热水壶的效率为______(计算结果保留两位小数)．已知水的比热容为4.2×103 J/( kg·℃)．
【解析】 水吸收的热量Q吸＝cmΔt＝4.2×103 J/kg·℃×1.5 kg×(100 ℃－20 ℃)＝5.04×105 J；电热水壶消耗的电能为W＝Pt＝1 000 W×9×60 s＝5.4×105 J，则电热水壶的效率为η＝
2. （2015长沙21题2分）目前长沙城区的老居民小区正在进行水路改造，改造中用到了一种打孔工具——冲击钻.冲击钻工作时，钻头在电动机的带动下不断地冲击墙壁，打出圆孔，如图所示.冲击钻在工作过程中，其能量转化关系是( )A. 内能转化为机械能B. 内能转化为电能C. 只有机械能和内能的转化D. 有电能、机械能和内能的转化
【解析】冲击钻在工作时，电动机带动钻头转动，将电能转化为机械能；钻头冲击墙壁时，要克服阻力做功，将部分机械能转化为内能．
【解析】题图中是做功冲程，将内能转化为机械能．A选项中，将燃料燃烧获得的内能转化为火箭的机械能，符合题意；B选项中，将机械能转化为内能，不符合题意；C选项中，将动能转化为重力势能，不符合题意；D选项中，将太阳能转化为内能，不符合题意．
3. (2014湘潭5题2分)如图是内燃机的某个冲程．下列情况与该冲程能量的转化方式一致的是 ( )
5. （2014岳阳11题3分）根据能量守恒定律，以下情形可能发生的是（ ）A. 出膛的子弹射穿木板，以更快的速度继续前进 B. 电水壶里的水沸腾了，给该电水壶断电，水的沸腾却永 远不会停止C. 两个斜面相对接，小球从左斜面滚下后，继续冲上右 斜面 D. 孤岛上被人们遗忘的一只机械表，默默地走了几十年
【解析】子弹射穿木板的情景，子弹高速运动，说明子弹具有动能，由于摩擦生热会使动能减小，它的速度会减慢，故A错误；用电水壶加热水的过程中，消耗了电能，而水的温度升高，内能增加，断电后，水不再吸收热量，水的沸腾会停止，故B错误；两个斜面相对接，小球从左斜面滚下后，由于具有动能，会继续冲上右斜面，故C正确；机械表工作靠表内弹簧的弹性势能转化为机械能，几天就会消耗完毕，不会默默地走十几年，故D错误.故选C.
例1 (2016黄石)常见的家用热水器有太阳能热水器、电热水器、燃气热水器．若使用太阳能热水器将12 kg水由20 ℃加热到45 ℃，则水需要吸收太阳能________J；若改用功率为“220 V，1 000 W”的电热水器正常加热，则需要加热______s；若用燃气热水器加热，则需要完全燃烧_____m3的燃气．[已知水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)，燃气的热值为4.2×107 J/m3，不考虑能量转换过程中的能量损失]
【解析】水需要吸收的太阳能Q吸＝cm(t－t0)＝4.2×103 J/(kg·℃)×12 kg×(45 ℃－20 ℃)＝1.26×106 J；电加热器需要加热的间 ；需要完全燃烧的煤气 .
例2 (2016 连云港)某家庭需要将50 kg、初温为10 ℃的水加热到 50 ℃作为生活用水，他们利用煤气灶烧水，需要燃烧0.8 kg的煤气．这些水从 10 ℃加热到50 ℃需要吸收的热量为________J，0.8 kg的煤气完全燃烧放出的热量为________J，煤气灶烧水的效率为____．[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，q煤气＝4.2×107 J/kg]
【解析】水需要吸收的热量为Q吸＝c水m水Δt＝4.2×103 J/(kg·℃)×50 kg×(50 ℃－10 ℃)＝8.4×106 J；煤气完全燃烧放出的热量为Q放＝m煤气q煤气＝0.8 kg×4.2×107 J/kg＝3.36×107 J；煤气灶烧水的效率为
例3 (2016常州)世界上还有许多次发达地区至今用不上电．美国哈佛大学的学生设计制作了一种发电足球．在被踢的过程中，其内部装置能够发电，并将产生的电能储存在蓄电池中，用来点亮LED灯．该过程中的能量转化形式是（ ）
A. 动能→电能→化学能→光能B. 电能→动能→化学能→光能C. 动能→电能→光能→化学能D. 电能→动能→光能→化学能