復(fù)習(xí)《第十四章內(nèi)能的利用》

考綱內(nèi)容第十四章內(nèi)能的利用考情分析考點梳理剖析重點實驗重難點突破課堂精煉考綱內(nèi)容考點1認識燃料的熱值考點2了解熱機的工作過程考點3熱機效率及其計算考點4知道不同燃料的熱值不同，有節(jié)約能源和保護環(huán)境的意識考點5通過實例了解能量及存在的不同形式和相互轉(zhuǎn)化，知道做功的過程就是能量轉(zhuǎn)化的過程考點6知道能量守恒定律，能舉出日常生活中能量守恒的實例考情分析中考主要考查熱機的工作過程、熱機效率，能量轉(zhuǎn)化及守恒定律由于本部分內(nèi)容與生活實際聯(lián)系比較緊密，在各類考試中多出現(xiàn)聯(lián)系生活實際、社會熱點、環(huán)境保護等方面的問題，應(yīng)引起同學(xué)們足夠的重視題型以填空題、選擇題、計算題為主考點梳理1．定義：利用做功的機器2．種類：如：蒸汽機、、汽輪機、噴氣機等一、熱機：汽缸內(nèi)燃機1．定義:燃料直接在發(fā)動機內(nèi)燃燒產(chǎn)生動力的熱機，叫做內(nèi)燃機2．工作原理：燃料在汽缸內(nèi)燃燒，產(chǎn)生高溫高壓的燃氣，把能轉(zhuǎn)化為能；然后燃氣推動活塞做功，把能轉(zhuǎn)化為能3分類：內(nèi)燃機分為：和兩大類，它們分別用和作為燃料二、內(nèi)燃機：汽缸化學(xué)內(nèi)內(nèi)機械汽油機柴油機冷油柴油4．內(nèi)燃機的四個沖程的特點（1）沖程定義：活塞在汽缸內(nèi)往復(fù)運動時，從汽缸的一端運動到的過程四個沖程：、、、一個工作循環(huán)，曲軸和飛輪轉(zhuǎn)動周，活塞往復(fù)次，對外做功次另一端吸氣沖程壓縮沖程做功沖程排氣沖程221（2）汽油機四個沖程工作原理：進氣門排氣門下汽油空氣進氣門排氣門上機械內(nèi)進氣門排氣門下內(nèi)機械進氣門排氣門上（3）柴油機和汽油機的區(qū)別火花塞噴油嘴空氣汽油和空氣較高1定義：把某種燃料燃燒放出的熱量與其之比，叫做這種燃料的熱值2單位符號：或J/m33計算公式：（1）固體和液體：Q放=；（2）氣體：Q放=熱值只與燃料的種類有關(guān)，與燃料的形態(tài)、質(zhì)量、體積等均無關(guān)完全質(zhì)量J/gqm三、燃料的熱值qV1概念：用來做的那部分能量，與燃料放出的能量之比2．熱機效率低的原因：①燃料并未完全燃燒；②排出廢氣和散熱；③熱機的各部分零件之間有摩擦，要克服摩擦做功而消耗部分能量；④曲軸獲得的機械能也未完全用來對外做功3提高熱機效率的途徑：一是讓燃料盡可能地；二是要減少熱量的；三是設(shè)法利用的能量；四是機件間保持良好的潤滑、減小摩擦有用功完全燃燒充分燃燒損失四、熱機的效率廢氣4．熱機對環(huán)境造成的污染主要是：①大氣污染；②噪聲污染5．人類保護環(huán)境的重要措施是：減少熱機廢氣中的有害物質(zhì)，控制廢氣排放的總量具體方面是：①推廣使用無鉛汽油；②安裝電子控制燃油噴射發(fā)動機（EFI系統(tǒng)）；③推廣新能源汽車，如天然氣汽車、太陽能汽車、電動汽車等1能量的轉(zhuǎn)化：各種形式的能量都可以在一定條件下相互

2能量守恒定律：能量既不會憑空，也不會憑空，它只會從一種形式為其他形式，或者從一個物體到另一個物體，而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程中，能量的總量3．同種能量的變化叫做，不同種能量的變化叫做范圍：能量守恒定律是自然界最重要、最普遍的基本定律，適用于各領(lǐng)域4．反面證明：永動機永遠實現(xiàn)，因為它了能量守恒定律，這從反面證明了能量守恒定律的正確轉(zhuǎn)化消失產(chǎn)生轉(zhuǎn)化五、能量的轉(zhuǎn)化和守恒轉(zhuǎn)移保持不變轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化不可能違背例1某同學(xué)學(xué)習(xí)了燃料的熱值后，自己設(shè)計了一個實驗來探究煤油和菜籽油的熱值大小他實驗時組裝了如圖1所示的兩套規(guī)格完全相同的裝置，并每隔1min記錄了杯中水的溫度（見下表）剖析重點實驗探究不同燃料的熱值大?。?）為保證實驗的可靠性，實驗時應(yīng)控制兩套裝置中相同的量有（2）通過表中記錄的數(shù)據(jù)，你認為煤油和菜籽油兩種燃料中，熱值較大的是（3）該同學(xué)實驗前用天平測出了燒杯中水的質(zhì)量及兩油燈中燃料的質(zhì)量并記錄了數(shù)據(jù)，利用公式Q吸=cm（t-t0）計算出了水吸收的熱量，他認為通過這些數(shù)據(jù)能準(zhǔn)確地計算出煤油和菜籽油的熱值你認為他的計算結(jié)果可靠嗎？為什么？水的初溫和質(zhì)量煤油不可靠燃料燃燒產(chǎn)生的熱量不能完全被水吸收、存在熱損失例1關(guān)于熱值，下列說法中正確的是（）A燃料燃燒得越充分，熱值就越大B燃料的密度越大，熱值就越大C同種燃料燃燒與否，熱值都是一樣的D燃料存放越久，熱值越小C重難點突破一、認識燃料的熱值【點撥】熱值是燃料的一種特性，它只與燃料的種類有關(guān)，與燃料的質(zhì)量、燃燒程度等均無關(guān)“可燃冰”作為新型能源，有著巨大的開發(fā)、使用潛力同等條件下，“可燃冰”完全燃燒放出的熱量達到煤氣的數(shù)十倍，說明“可燃冰”的很大；以10倍的關(guān)系粗略計算，1g“可燃冰”完全燃燒放出的熱量為J;當(dāng)“可燃冰”只燃燒05g時,它的熱值為J/（g?℃）（1g煤氣完全燃燒放出熱量為42×107J）熱值變式拓展142×10842×108例2如圖2所示為某汽油機四個沖程的示意圖，下列排列順序正確的是（）A甲、乙、丙、丁B乙、甲、丁、丙C甲、乙、丁、丙D丁、乙、甲、丙C二、熱機的工作過程【點撥】判斷是哪個沖程,一是看兩個門的開、閉情況，二是看活塞的上下情況如圖3所示，在空氣壓縮引火儀的玻璃筒底部放一小團干燥的棉花，快速壓下活塞，可觀察到棉花著火燃燒．此過程中活塞對筒內(nèi)氣體做功，氣體的內(nèi)能，這與四沖程汽油機的沖程的能量轉(zhuǎn)化相同．某臺汽油機飛輪的轉(zhuǎn)速為2400r/min，在1min內(nèi)，汽油機完成個工作循環(huán)．增加變式拓展2壓縮1200例3用煤氣灶把1g、初溫為20℃的水燒到70℃，消耗了10g煤氣，已知水的比熱容是42×103J/（g?℃），煤氣的熱值為42×107J/g，則水吸收的熱量為J，煤氣完全燃燒放出的熱量為J，煤氣灶燒水的效率為%21×105三、熱機的效率42×10550【點撥】水吸收的熱量為Q吸＝cmt-t0，煤氣完全燃燒放出的熱量Q放＝qm，則煤氣灶的效率η＝Q吸/Q放隨著生活條件的改善，小明家住上了新樓房，新樓使用的是天然氣小明想：將一壺水燒開究竟需要多少天然氣呢？他通過實踐收集到如下數(shù)據(jù)：水壺里放入200cm3、20℃的水，大火加熱直至沸騰；又在物理書中查到天然氣的熱值為8×107J/m3問：［氣壓為1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，c水＝42×103J／g?℃］（1）燒開這壺水，水需要吸收多少熱量？（2）如果小明家天然氣爐具的效率是40%，燒開這壺水，需要燃燒多少m3的天然氣？變式拓展3答案（1）由ρ=mV得：m=ρV=10g/cm3×200cm3=200g=02g水吸收的熱量：Q吸=c水m水（t-t0）=42×103J/（g?℃）×02g×（100℃-20℃）=672×104J（2）由題知，Q放=Q吸η=672×104J/40%=168×105J，而Q放=Vq，V=Q放/q=168×105J/8×107J/m3=21×10-3m3．例4關(guān)于能量及能量之間的轉(zhuǎn)化，下列說法正確的是（）A火山具有內(nèi)能，冰山不具有內(nèi)能B攔河大壩使水位升高，增加了水的重力勢能C火箭在加速上升時，機械能保持不變D墜落的隕石在空中劃過一道亮光時，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能四、能量的轉(zhuǎn)化與守恒B【點撥】（1）一切物體都具有內(nèi)能;（2）重力勢能與物體的高度、質(zhì)量有關(guān)，判斷時一定要考慮物體的高度、質(zhì)量是如何變化;（3）在判斷機械能是否守恒時，要看是否忽略“空氣阻力和摩擦力”，如果忽略就守恒，否則不守恒，就會轉(zhuǎn)化為其他形式的能如圖4所示，下列有關(guān)能源及能的轉(zhuǎn)化的說法中錯誤的是（）A．太陽能集熱器的吸熱板把太陽能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能B．太陽能汽車利用太陽能電池把太陽能直接轉(zhuǎn)化成汽車的動能C．樂山大佛臉上出現(xiàn)的黑色條紋是人類消耗化石能源產(chǎn)生酸性氣體形成酸雨腐蝕造成的D．汽車散失的熱不能收集起來再利用表明能量轉(zhuǎn)化過程具有方向性B變式拓展41甲、乙兩臺汽油機，甲的效率比乙高，則（）A甲每秒鐘做的功比乙每秒鐘做的功多B甲消耗的汽油比乙消耗的汽油少C消耗同樣多的汽油，甲做的有用功比乙做的有用功多D做同樣多的有用功，甲消耗的汽油比乙消耗的汽油多C課堂精煉2在汽油機的四個沖程中，機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的是沖程如圖5所示，汽油機正在進行的是沖程已知汽油的熱值為46×107J/g，則完全燃燒100g汽油放出的熱量為J壓縮做功46×1063太陽能是一種清潔能源某太陽能熱水器每天能使500g的水溫度升高30℃，則這些水吸收的熱量為J，這些熱量相當(dāng)于完全燃燒g的無煙煤放出的熱量（無煙煤的熱值為34×107J/g）63×1071854某品牌空氣能熱水器正常工作時的參數(shù)如下：已知能效比是指水箱中的水吸收的熱量（Q）與壓縮機等電器消耗的電能（W）的比值從表格中的數(shù)據(jù)可知，該空氣能熱水器正常工作1h可產(chǎn)生的熱水的體積為L［水的比熱容為42×103J/（g?℃），密度為10×103g/m3］685物理興趣小組的同學(xué)用煤爐給10g的水加熱，同時他們繪制了如圖6所示的加熱過程中水溫隨時間變化的圖線若在6min內(nèi)完全燃燒了02g的煤，水的比熱容為42×103J／g?℃，煤的熱值約為3×107J／g求：1煤完全燃燒產(chǎn)生的熱量；2經(jīng)過6min時間加熱，水所吸收的熱量；3煤