機械能和內(nèi)能2

1、 1、彎折鐵絲：、彎折鐵絲： 2、擦火柴：、擦火柴： 這一現(xiàn)象說明：在克服摩擦做功時，物體這一現(xiàn)象說明：在克服摩擦做功時，物體的內(nèi)能增加，而機械能減少，即的內(nèi)能增加，而機械能減少，即機械能機械能轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化化為為內(nèi)能內(nèi)能。空氣壓縮引火儀由上述實驗可得結(jié)論：對物體做功，物體的內(nèi)能- 問題：物體對外做功又會怎么樣？ 猜想：1、物體的內(nèi)能增大？ 2、 物體的內(nèi)能減小？結(jié)論：物體對外做功，內(nèi)能會-改變體內(nèi)能的方法：改變體內(nèi)能的方法： 一種是通過一種是通過熱傳遞熱傳遞的方式，而另一的方式，而另一種是通過種是通過做功做功的方式來實現(xiàn)的。的方式來實現(xiàn)的。不同：不同：熱傳遞熱傳遞方式是內(nèi)能的轉(zhuǎn)移過程，能的形式?jīng)]方式

2、是內(nèi)能的轉(zhuǎn)移過程，能的形式?jīng)]有變；而有變；而做功做功方式是機械能向內(nèi)能的轉(zhuǎn)化過方式是機械能向內(nèi)能的轉(zhuǎn)化過程，能的形式已經(jīng)發(fā)生改變。程，能的形式已經(jīng)發(fā)生改變。問題問題：僅憑鐵絲溫度升高內(nèi)能增大這一現(xiàn)：僅憑鐵絲溫度升高內(nèi)能增大這一現(xiàn)象，能否斷定是通過熱傳遞方式還是做功方象，能否斷定是通過熱傳遞方式還是做功方式來實現(xiàn)的？式來實現(xiàn)的？ 做功與熱傳遞的等效性。做功與熱傳遞的等效性。由上述活動可知: 是改變物體內(nèi)能的另是改變物體內(nèi)能的另外一種方式外一種方式.-將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能您觀察到什么現(xiàn)象您觀察到什么現(xiàn)象?在此過程中在此過程中,酒精燃燒后的燃氣對外做功酒精燃燒后的燃氣對外做功,燃氣燃氣的的 能減少能減

3、少,轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為 能能. 例例1. 在下圖中，各種做功的形式中，能量在下圖中，各種做功的形式中，能量是怎樣轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的？綜合你的表述，總結(jié)是怎樣轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的？綜合你的表述，總結(jié)一下從能量的角度看，各種形式做功的實質(zhì)。一下從能量的角度看，各種形式做功的實質(zhì)。a b c以下的日常生活事例，通過做功來增加物體內(nèi)能的以下的日常生活事例，通過做功來增加物體內(nèi)能的是（是（ ）a給自行車車胎打氣，氣筒發(fā)燙給自行車車胎打氣，氣筒發(fā)燙 b放進太陽能熱水器中的水放進太陽能熱水器中的水,溫度升高溫度升高c點燃的爆竹騰空而起點燃的爆竹騰空而起 d用水壺燒水，水蒸氣將壺蓋頂起用水壺燒水，水蒸氣將壺蓋頂起例：例：2熱機是

4、將燃料燃燒產(chǎn)生的高溫高壓熱機是將燃料燃燒產(chǎn)生的高溫高壓燃氣的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能的裝置燃氣的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能的裝置.汽油機在工作時汽油機在工作時,活塞在汽缸里做往復(fù)運動活塞在汽缸里做往復(fù)運動,活塞從汽缸的一端運動到另外一端的過程活塞從汽缸的一端運動到另外一端的過程叫做一個叫做一個沖程沖程.吸氣沖程壓縮沖程做功沖程排氣沖程汽油機完成一個循環(huán)汽油機完成一個循環(huán):1.活塞經(jīng)歷四個沖程活塞經(jīng)歷四個沖程,分別分別為為: 、 、 、 。其中。其中, 沖程時燃氣對外做功沖程時燃氣對外做功.2.曲軸旋轉(zhuǎn)曲軸旋轉(zhuǎn) 圈圈,活塞往復(fù)活塞往復(fù) 次次.3.汽油機各主要部件的作用是什么汽油機各主要部件的作用是什么?壓縮沖程和

5、做功沖程中能量是怎樣轉(zhuǎn)化的壓縮沖程和做功沖程中能量是怎樣轉(zhuǎn)化的? 例例3.下圖為我國成功發(fā)射的長征三下圖為我國成功發(fā)射的長征三號火箭升空的情景，請你試著分析一號火箭升空的情景，請你試著分析一下，它在工作過程中能量轉(zhuǎn)化的過程，下，它在工作過程中能量轉(zhuǎn)化的過程，你是否知道它利用了哪種類型的熱機？你是否知道它利用了哪種類型的熱機？三三.燃料的熱值燃料的熱值探究質(zhì)量相同的物體燃燒時放出的熱量探究質(zhì)量相同的物體燃燒時放出的熱量實驗表明實驗表明:相同質(zhì)量的酒精與碎紙片燃燒后相同質(zhì)量的酒精與碎紙片燃燒后,酒精比碎紙片放出的熱量酒精比碎紙片放出的熱量 .更多的實驗表明更多的實驗表明:質(zhì)量相等的不同燃料質(zhì)量相等

6、的不同燃料,完全完全燃燒所放出的熱量一般是燃燒所放出的熱量一般是 (相同相同/不相同不相同).煤油煤油 4.6x107木炭木炭 3.4x107汽油汽油 4.6x107無煙煤無煙煤 3.4x107氫氣氫氣 14.3x107石油石油 4.4x107焦碳焦碳 3.0x107天然氣天然氣4.4x107柴油柴油 3.3x107煙煤煙煤 2.9x107煤氣煤氣 4.2x107酒精酒精 3.0x107干木柴干木柴 1.2x107氣體氣體液體液體固體固體定義：定義：1kg某種燃料某種燃料完全燃燒完全燃燒放出的放出的熱量熱量叫叫做這種燃料的做這種燃料的熱值熱值(heat value).用符號用符號“q”表示，單

7、位是：表示，單位是：j/kg。公式：公式：q=mq常用燃料的熱值（單位：常用燃料的熱值（單位：j/kg）1. 內(nèi)燃機在做功沖程中，高溫氣體迅速膨脹內(nèi)燃機在做功沖程中，高溫氣體迅速膨脹而做功，此時這些氣體的溫度和內(nèi)能變化的而做功，此時這些氣體的溫度和內(nèi)能變化的情況是情況是 a內(nèi)能減少，溫度降低內(nèi)能減少，溫度降低 b內(nèi)能增加，溫度升高內(nèi)能增加，溫度升高 c內(nèi)能減少，溫度升高內(nèi)能減少，溫度升高 d內(nèi)能增加，溫度降低內(nèi)能增加，溫度降低2. 如圖所示，此圖是汽油機的如圖所示，此圖是汽油機的 沖程。沖程。在此沖程中，氣缸中的氣體體積在此沖程中，氣缸中的氣體體積 ，壓，壓強強 。（填。（填“變大變大”、“變

8、小變小”或或“不不變變”）3.冬天雙手捧著熱水袋會感到暖和，這是利冬天雙手捧著熱水袋會感到暖和，這是利用用 方式增加了手的內(nèi)能；雙手反復(fù)摩擦方式增加了手的內(nèi)能；雙手反復(fù)摩擦也會感到暖和，這是利用也會感到暖和，這是利用 的方式增加了的方式增加了手的內(nèi)能。手的內(nèi)能。4.改變物體內(nèi)能的方式有做功和熱傳遞兩種，改變物體內(nèi)能的方式有做功和熱傳遞兩種，在汽油機的壓縮沖程中，活塞壓縮燃料混合在汽油機的壓縮沖程中，活塞壓縮燃料混合物使它的溫度升高，是通過物使它的溫度升高，是通過 方式增加了燃方式增加了燃料混合物的內(nèi)能；為了不讓汽油機在工作時料混合物的內(nèi)能；為了不讓汽油機在工作時溫度升得太高，在設(shè)計制造時，汽缸

9、外有一溫度升得太高，在設(shè)計制造時，汽缸外有一個水套，讓汽缸被水包圍著，這樣就可以通個水套，讓汽缸被水包圍著，這樣就可以通過過 得方式降低汽缸的溫度（減少汽缸的得方式降低汽缸的溫度（減少汽缸的內(nèi)能）內(nèi)能）5.柴油機是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中常用的熱機，已知某型號柴油機得效率是30%，在柴油機內(nèi)完全燃燒2kg柴油能放熱 j，這些熱通過柴油機得轉(zhuǎn)化能對外做有用功 j，（柴油的熱值是3.3x107j/kg） 蘇州s195型柴曲機的部分技術(shù)規(guī)格如表所示汽缸數(shù) 汽缸直徑 額定功率 轉(zhuǎn)速 燃油消耗率 冷卻方式1 95mm 8.8kw 2000r/min 0.27kg/(kwh) 蒸發(fā)水冷 其中，“額定功率”是指柴油機正常工作時對外所做機械功的功率；“燃油消耗率”是指柴油機正常工作時，每輸出1kwh的能量柴油機所消耗柴油的千克數(shù)，已知柴油的熱值為3.3107jkg，水的比熱容4.