機(jī)械能和內(nèi)能的轉(zhuǎn)化主要

1、12.4 機(jī)械能與內(nèi)能的相互轉(zhuǎn)化機(jī)械能與內(nèi)能的相互轉(zhuǎn)化一、內(nèi)能的改變一、內(nèi)能的改變對物體對物體做功做功除了通過除了通過熱傳遞熱傳遞的方式來改變內(nèi)能，還有其的方式來改變內(nèi)能，還有其他方法能夠改變內(nèi)能嗎？他方法能夠改變內(nèi)能嗎？【思考思考】【方法方法】彎折發(fā)熱彎折發(fā)熱摩擦生熱摩擦生熱【辨析辨析】壓縮引火壓縮引火1.1.兩者的區(qū)別和聯(lián)系。兩者的區(qū)別和聯(lián)系。（機(jī)械能（機(jī)械能轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化為內(nèi)能）為內(nèi)能）本質(zhì)不同本質(zhì)不同效果相當(dāng)效果相當(dāng)2.2.對物體做功，物體內(nèi)能一定增加嗎？對物體做功，物體內(nèi)能一定增加嗎？燃燒燃燒等化學(xué)反應(yīng)等化學(xué)反應(yīng)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能燃料燃料2 2、條件：、條件：A A、溫度達(dá)到

2、燃點、溫度達(dá)到燃點B B、需要空氣、需要空氣3 3、實質(zhì)：、實質(zhì)：一、內(nèi)能的改變一、內(nèi)能的改變【思考思考】還有其他能量能夠轉(zhuǎn)化為內(nèi)能嗎？還有其他能量能夠轉(zhuǎn)化為內(nèi)能嗎？【方法方法】電加熱電加熱1 1、物質(zhì)：、物質(zhì)：熱機(jī)熱機(jī)： 把燃料燃燒產(chǎn)生的高溫、高壓燃?xì)獾膬?nèi)能把燃料燃燒產(chǎn)生的高溫、高壓燃?xì)獾膬?nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的機(jī)器就叫作熱機(jī)。轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的機(jī)器就叫作熱機(jī)。熱機(jī)蒸汽機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、汽輪機(jī)、噴氣發(fā)動機(jī)汽油機(jī)吸氣沖程吸氣沖程壓縮沖程壓縮沖程進(jìn)氣門打開，排氣門關(guān)閉，活塞向下運動，汽油和空氣的混合物進(jìn)入氣缸。進(jìn)氣門和排氣門都關(guān)閉，活塞向上運動，燃料混合物被壓縮。做功沖程做功沖程排氣沖程排氣沖程在壓縮沖程結(jié)束時

3、，火花塞產(chǎn)生電火花，使燃料猛烈燃燒，產(chǎn)生高溫高壓的氣體。高溫高壓的氣體推動活塞向下運動，帶動曲軸轉(zhuǎn)動，對外做功。進(jìn)氣門關(guān)閉，排氣門打開，活塞向上運動，把廢氣排出氣缸。吸氣沖程吸氣沖程做功沖程做功沖程壓縮沖程壓縮沖程排氣沖程排氣沖程知識擴(kuò)充-熱機(jī)帶來的污染聲音嘈雜的街道廢氣籠罩中的城市1.1.利用什么方法來研究該課題？利用什么方法來研究該課題？2.2.如何控制相關(guān)變量？如何控制相關(guān)變量？3.3.怎樣反映燃料放出的熱量？怎樣反映燃料放出的熱量？4.4.需要準(zhǔn)備哪些測量儀器？如何操作？需要準(zhǔn)備哪些測量儀器？如何操作？1.1.實驗方案中還有哪些需要優(yōu)化的地方？實驗方案中還有哪些需要優(yōu)化的地方？（控制變

4、量法）（控制變量法）（燒水）（燒水） （比溫度升高）（比溫度升高）（天平）（天平）（溫度計）（溫度計）（轉(zhuǎn)換法）（轉(zhuǎn)換法）二、探究燃料燃燒放出的熱量與種類的關(guān)系二、探究燃料燃燒放出的熱量與種類的關(guān)系相同質(zhì)量的不同燃料完全燃燒放出的熱量相同質(zhì)量的不同燃料完全燃燒放出的熱量不同。不同。（相同質(zhì)量水）（相同質(zhì)量水）（完全燃燒）（完全燃燒）2.2.如何科學(xué)反映燃料燃燒放熱能力呢？如何科學(xué)反映燃料燃燒放熱能力呢？說明不同燃料燃燒放熱能力不同。說明不同燃料燃燒放熱能力不同。二、探究燃料燃燒放出的熱量與種類的關(guān)系二、探究燃料燃燒放出的熱量與種類的關(guān)系【實驗過程實驗過程】觀察實驗現(xiàn)象，總結(jié)實驗結(jié)論。觀察實驗現(xiàn)

5、象，總結(jié)實驗結(jié)論。熱機(jī)效率固體燃料固體燃料液體燃料液體燃料氣體燃料氣體燃料燃料可分為三種1.你知道的燃料有哪些你知道的燃料有哪些,它們分別屬于哪一類？它們分別屬于哪一類？ 常見的燃料有煤、石油（加工煉制成汽油、常見的燃料有煤、石油（加工煉制成汽油、煤油、柴油和液化氣等）、天燃?xì)獾?，農(nóng)村還煤油、柴油和液化氣等）、天燃?xì)獾龋r(nóng)村還用草木等植物的秸桿作燃料。用草木等植物的秸桿作燃料。思考討論思考討論162.2.我們要燒開同一壺水，現(xiàn)有三種燃我們要燒開同一壺水，現(xiàn)有三種燃料：干草、木柴、煤炭，用哪種燃料料：干草、木柴、煤炭，用哪種燃料用量最少？用量最少？質(zhì)量相等的不同燃料在完全燃燒質(zhì)量相等的不同燃料在

6、完全燃燒時所放出能量的本領(lǐng)不同。時所放出能量的本領(lǐng)不同。(為什么提供相同的能量為什么提供相同的能量)不同燃料不同燃料所需的量不同？所需的量不同？17一、燃料的熱值（筆記）一、燃料的熱值（筆記）1 1、定義：某種燃料、定義：某種燃料完全燃燒完全燃燒放放出的出的熱量熱量與其與其質(zhì)量質(zhì)量（體積）（體積）之之比叫做這種燃料的熱值。比叫做這種燃料的熱值。2 2、表示字母：、表示字母：q q3 3、單位：、單位：焦焦 / /千克千克 ( J/kg )( J/kg ) 焦焦 / /立方米立方米 （ J/m J/m 3 3 ) )19觀察熱值表，你有什么收獲？觀察熱值表，你有什么收獲？煤油煤油 4.6107木

7、炭木炭 3.4107汽油汽油 4.6107無煙煤無煙煤 3.4107氫氣氫氣 14.3107石油石油 4.4107焦炭焦炭 3.0107天然氣天然氣柴油柴油 4.3107煙煤煙煤 2.9107煤氣煤氣 3.9107酒精酒精 3.0107干木柴干木柴 1.2107氣體氣體液體液體固體固體常用燃料的熱值（單位：常用燃料的熱值（單位：J/kgJ/kg）（7.18.8)1071.1.不同物質(zhì)的熱值一般相同嗎？不同物質(zhì)的熱值一般相同嗎？2 2有沒有不同物質(zhì)比熱值相同有沒有不同物質(zhì)比熱值相同的？的？3哪種物質(zhì)的熱值最大哪種物質(zhì)的熱值最大 ？它是？它是多少？表示的物理意義是什么多少？表示的物理意義是什么？4

8、 4、熱值是燃料的一種熱值是燃料的一種特性特性，其大，其大小只與燃料的小只與燃料的種類種類有關(guān)，與燃料有關(guān)，與燃料的的質(zhì)量（體積）、是否燃燒、是質(zhì)量（體積）、是否燃燒、是否完全燃燒無關(guān)。否完全燃燒無關(guān)。2122關(guān)于燃料的熱值正確的是（關(guān)于燃料的熱值正確的是（ ）A A燃料的熱值與燃料的燃料的熱值與燃料的燃燒程度燃燒程度有關(guān)有關(guān) B B燃料的熱值與燃料的燃料的熱值與燃料的種類種類有關(guān)有關(guān)C C燃料的熱值與燃料的燃料的熱值與燃料的多少多少有關(guān)有關(guān) D D燃料的熱值與燃料的熱值與上面三個因素上面三個因素都都有關(guān)有關(guān)B練一練練一練5 5、熱值的有關(guān)計算：、熱值的有關(guān)計算：（1）固體或液體燃料：）固體或

9、液體燃料： Q Q放放 = mq= mq（2 2）氣體燃料：）氣體燃料：Q Q放放 = Vq= Vq23計算:5千克煙煤完全燃燒，所釋放出來的熱量是多少？（煙煤的熱值為2.9107 J/kg）解：Q放=2.9107 J/kg 5kg質(zhì)量（m）熱值q即：Q放=qm例題：例題： 把5kg40的水燒開，需要完全燃燒多少kg的干木柴？（已知干木柴的燃燒值為1.2107J/kg，外界為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，并且燃料完全燃燒放出的熱量全部被水吸收） 分析：分析： 利用吸熱公式Q吸=Cm(t-t0)可以算出將水燒開要吸收多少熱量，解題時應(yīng)注意在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，水的沸點是100，即水燒開時的溫度為100，再利用燃料的燃燒

10、值求干木柴的質(zhì)量 解答：解答：Q吸=Cm(t-t0) =4.2103J/(kg)5kg(100-40) =1.26106J 因為Q吸=Q放=1.26106J 所以干木柴質(zhì)量0.105kgJ/kg101.2J101.2673qQm28例題：某個家庭預(yù)計每月使用天然氣例題：某個家庭預(yù)計每月使用天然氣4m4m3 3，這些天，這些天然氣完全燃燒放出多少熱量，相當(dāng)于多少然氣完全燃燒放出多少熱量，相當(dāng)于多少kgkg柴薪柴薪完全燃燒放出的熱量（完全燃燒放出的熱量（q q氣氣為為7.57.510107 7J/mJ/m3 3， q q柴柴為為10107 7J/kgJ/kg）解：解：Q Q放放=Vq=Vq氣氣=4

11、m=4m3 3 7.57.510107 7J/mJ/m3 3 =3=310108 8J J； m=Qm=Q放放/q/q柴柴=3=310108 8J/10J/107 7J/kg=30kgJ/kg=30kg。答：答：天然氣完全燃燒放出熱量是天然氣完全燃燒放出熱量是3 310108 8J,J, 相當(dāng)于相當(dāng)于30 30 kg柴柴薪完全燃燒放出的熱量。薪完全燃燒放出的熱量。 這些能量是否都轉(zhuǎn)化成人們需要的了這些能量是否都轉(zhuǎn)化成人們需要的了思考：在內(nèi)燃機(jī)中，燃料所釋放的能量都到哪里去了？做有用功的能量廢氣帶走的能量汽缸散熱及摩擦損失的能量30化學(xué)能化學(xué)能（100100 ）內(nèi)能內(nèi)能機(jī)械能機(jī)械能燃燒不完全燃燒

12、不完全損失的能量損失的能量廢氣帶走廢氣帶走的能量的能量克服摩擦損克服摩擦損失的能量失的能量電流通過導(dǎo)電流通過導(dǎo)線時發(fā)熱損線時發(fā)熱損失的能量失的能量散熱損失的散熱損失的能量能量發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)蒸氣輪機(jī)蒸氣輪機(jī)鍋爐鍋爐散熱損失散熱損失的能量的能量克服摩擦損克服摩擦損失的能量失的能量電能（電能（3030）火電站能流圖火電站能流圖由圖可知，真正能轉(zhuǎn)變?yōu)閷ν庥蓤D可知，真正能轉(zhuǎn)變?yōu)閷ν庾鲇杏霉Φ哪芰恐皇亲鲇杏霉Φ哪芰恐皇侨剂先紵剂先紵龝r所釋放能量的一部分。時所釋放能量的一部分。321、定義：、定義：用來做用來做有用功有用功的那部的那部分能量與分能量與燃料完全燃燒燃料完全燃燒釋放的釋放的能量之比稱為熱機(jī)效率，

13、即：能量之比稱為熱機(jī)效率，即：W有有Q放放= =二、熱機(jī)效率二、熱機(jī)效率汽油機(jī)的效率：2030%你認(rèn)為它們的效率比你想象的高？還是低？汽油機(jī)的效率大約是多少？猜猜看:熱機(jī)的效率：用來做有用功的能量，與燃料完全燃燒放出的能量之比2 2、提高熱機(jī)效率的方法：、提高熱機(jī)效率的方法：36（1 1）使燃料充分燃燒）使燃料充分燃燒; ;（2 2）盡量減少各種熱量損失；）盡量減少各種熱量損失；（3 3）利用廢氣的能量；（主要）利用廢氣的能量；（主要措施）措施）（4 4）注意保養(yǎng)，保證良好的）注意保養(yǎng)，保證良好的潤滑，減少因克服摩擦阻力而潤滑，減少因克服摩擦阻力而額外消耗的能量。額外消耗的能量。例：用天然氣灶

14、燒水，燃燒例：用天然氣灶燒水，燃燒1m3的天然氣，使的天然氣，使100kg的水從的水從20升高到升高到70.天然氣熱值天然氣熱值3.2107J/m3求求（1）天然氣完全燃燒放出熱量）天然氣完全燃燒放出熱量（2）水吸收的熱量）水吸收的熱量（3）天然氣灶的效率）天然氣灶的效率39下列提高熱機(jī)效率的方法中，不可行的下列提高熱機(jī)效率的方法中，不可行的是（是（ ）A A減少各種熱損失減少各種熱損失 B B加潤滑油減少機(jī)器各部件之間的摩擦加潤滑油減少機(jī)器各部件之間的摩擦C C充分利用廢氣的能量，如建熱電站充分利用廢氣的能量，如建熱電站 D D采取少消耗總能量的辦法采取少消耗總能量的辦法D2.甲柴油機(jī)的效率

15、比乙柴油機(jī)的效率低，這表明：甲柴油機(jī)的效率比乙柴油機(jī)的效率低，這表明：A、甲的功率小、甲的功率小 B、甲做的功少、甲做的功少C、甲消耗的柴油多、甲消耗的柴油多D、甲柴油機(jī)內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的百分比小、甲柴油機(jī)內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的百分比小3.關(guān)于提高熱機(jī)效率的途徑，下列說法中錯誤的是：關(guān)于提高熱機(jī)效率的途徑，下列說法中錯誤的是：A、盡量使燃料完全燃燒、盡量使燃料完全燃燒 B、盡量減少輸出功率、盡量減少輸出功率C、盡量減小摩擦、盡量減小摩擦 D、盡量減少熱量損失、盡量減少熱量損失4.某熱機(jī)的效率為某熱機(jī)的效率為20，這表明做，這表明做100J的有用功時：的有用功時：A、要消耗、要消耗20J的燃料內(nèi)能的

16、燃料內(nèi)能B、要向外散失、要向外散失80J的熱量的熱量C、要消耗燃燒后能放出、要消耗燃燒后能放出500J內(nèi)能的燃料內(nèi)能的燃料D、要消耗、要消耗80J的燃料內(nèi)能的燃料內(nèi)能5.有一臺柴油機(jī)的效率為有一臺柴油機(jī)的效率為40，每小時耗油，每小時耗油2kg，則，則 這臺柴油機(jī)的功率為多少瓦？這臺柴油機(jī)的功率為多少瓦？ （已知柴油的熱值為（已知柴油的熱值為3.3107J/kg）6.某飾品加工廠用酒精噴燈加工飾品，張峰師傅在某飾品加工廠用酒精噴燈加工飾品，張峰師傅在1min內(nèi)用去酒精內(nèi)用去酒精5g，被加工的質(zhì)量為，被加工的質(zhì)量為36g的銅飾品的銅飾品溫度從溫度從20上升到上升到1070 。求。求：（：（1）銅飾品吸收）銅飾品吸收的熱量是多少？（的熱量是多少？（2）