第十四章內(nèi)能的利用-人教版九年級物理上學(xué)期

第十四章內(nèi)能的利用一．熱機：把內(nèi)能轉(zhuǎn)換為機械能的機械。：蒸汽機、內(nèi)燃機（汽油機、柴油機）、汽輪機、噴氣式發(fā)動機：燃料直接在發(fā)動機氣缸內(nèi)燃燒產(chǎn)生動力的熱機。：燃料的化學(xué)能內(nèi)能機械能例1.關(guān)于如圖所示的實驗，下列說法不正確的是（）氣的內(nèi)能增加氣內(nèi)能轉(zhuǎn)化為木塞的機械能5.汽（柴）油機工作原理（1）吸氣沖程1）進氣門開，吸入汽油和空氣混合物（柴油機吸入空氣）；2）排氣門關(guān)閉；3）活塞：向下運動，完成一個沖程；4）飛輪從轉(zhuǎn)動半圈（曲軸從最高點到最低點）（2）壓縮沖程1）進氣門關(guān)閉，排氣門關(guān)閉；2）活塞：向上運動，完成一個沖程；3）過程：壓縮汽油和空氣混合物（柴油機壓縮空氣）；4）能量轉(zhuǎn)化：機械能內(nèi)能（缸內(nèi)氣體內(nèi)能增大，溫度升高）5）飛輪從轉(zhuǎn)動半圈（曲軸從最低點到最高點）（3）做功沖程1）進氣門關(guān)閉，排氣門關(guān)閉；2）活塞：向下運動，完成一個沖程；3）過程：點燃式，汽油機火花塞點火，點燃油氣混合物；壓燃式，柴油機噴油嘴噴油；做功：氣缸內(nèi)燃料燃燒產(chǎn)生高溫高壓氣體推動活塞向下運動；4）能量轉(zhuǎn)化：燃料的化學(xué)能內(nèi)能機械能5）飛輪從轉(zhuǎn)動半圈（曲軸從最高點到最低點）（4）排氣沖程1）進氣門關(guān)，排氣門開；2）活塞：向上運動，完成一個沖程；3）過程：排出廢氣；4）飛輪從轉(zhuǎn)動半圈（曲軸從最低點到最高點）（1）汽油機工作過程的判斷氣門進氣，吸氣沖程；氣門排氣，排氣沖程；點火，做功沖程；不進、不排、不點則壓縮沖程。例2.如圖所示是四沖程汽油機工作時各沖程的示意圖，其中表示壓縮沖程的是（）例3.如圖四個實驗中,其能量轉(zhuǎn)化方式與圖示汽油機對應(yīng)沖程類似的是（）（2）沖程、做功次數(shù)的計算一個工作循環(huán)：個沖程；做功次；活塞往復(fù)次；飛輪轉(zhuǎn)圈；例4.一臺單缸4沖程柴油機飛輪的轉(zhuǎn)速是1800r/min，則柴油機每秒（）成30個工作循環(huán)，做功30次30個工作循環(huán)，做功15次成15個工作循環(huán)，做功15次成15個工作循環(huán)，做功30次例5.某單缸四沖程汽油機的活塞面積為30cm2。該汽油機完成一個沖程，活塞在汽缸中移動的距離是50mm，滿負荷工作時做功沖程中燃氣的平均壓強為9.0×105Pa，飛輪轉(zhuǎn)速為1800r/min。當(dāng)汽油機滿負荷工作時（不計摩擦），求：（1）做功沖程中燃氣對活塞的平均壓力；（2）一個做功沖程中燃氣對活塞做的功；（3）該汽油機的功率。二．熱機的效率（1）物理意義：1kg（1m3）某種燃料完全燃燒放出的熱量。（2）定義式：，單位J/kg；，單位J/m3；計算時常表示為、；（3）特性：熱值是燃料的自身屬性，與燃料的形態(tài)、質(zhì)量、體積是否完全燃燒、放熱多少均無關(guān)；例6.現(xiàn)探明中國南海海底有大量的可燃冰，已知可燃冰的熱值比煤氣的熱值大得多，則完全燃燒相同質(zhì)量的可燃冰和煤氣，燃燒放出的熱量多，1kg的可燃冰，燃燒一半后，剩余可燃冰的熱值。（選填“變大”、“變小”或“不變”）例7.下列關(guān)于熱量和熱值的說法中正確的是（）D.將煤球研磨成粉，可以提高煤的熱值例8.3、熱值為2.1×107J/m3的某氣體燃料完全燃燒放出的熱量為J；若這些熱量全部被溫度為20℃、質(zhì)量為10kg的水吸收，則水升高的溫度是℃。[c水=4.2×103J/（kg·℃）]。2.熱效率與熱機效率的計算（1）熱效率公式：；（2）公式變形：、；注意：；；廠用酒精噴燈加工飾品，張師傅在1min內(nèi)用5g酒精將一只質(zhì)量為40g的銅飾品的溫度由20℃加熱到1020℃。已知銅的比熱容為0.39×103J/（kg·℃），酒精的熱值為3×107J/kg。則：（1）該銅飾品吸收的熱量是多少?（2）酒精完全燃燒產(chǎn)生的熱量是多少?（3）該酒精噴燈加熱銅飾品時的效率是多少?例10.有一瓶裝液化氣，瓶中能裝入12kg的液化氣，液化氣的熱值取4.2×107J/kg，則：（1）每瓶液化氣全部完全燃燒放出的熱量是多少?（2）若放出的熱量有40%被利用，在標準大氣壓下可把多少千克的水從20℃加熱至沸騰。[C水=4.2×103J/（kg·℃）]（3）熱機效率公式：；（2）公式變形：、；注意：或；；沙灘卡丁車，其滿載時的質(zhì)量為600kg，車輪與沙灘接觸的總面積為2000cm2。該四輪卡丁車滿載時在水平沙灘上做勻速直線運動，10min行駛了6km，卡丁車的牽引力為2.3×103N。（1）當(dāng)卡丁車滿載并靜止在水平沙灘上時，它對沙灘的壓強為多大?（2）該卡丁車行駛的功率為多少?（3）若該卡丁車以汽油為燃料，在這次行駛中需要燃燒1.2kg的汽油。求汽油完全燃燒產(chǎn)生的熱量轉(zhuǎn)化為卡丁車機械能的效率是多少?（q汽油=4.6×107J/kg）例12.某型號汽車重為4×104N，在平直的公路上以90km/h的速度勻速行駛，汽車受到的阻力為2760N，已知汽油的熱值為4.6×107J/kg，g取10N/kg。求：（1）汽車勻速行駛100km所用的時間是多少秒？（2）汽車以90km/h的速度勻速行駛時，牽引力的功率是多少？（3）若汽車發(fā)動機的效率為30%，它勻速行駛100km消耗多少千克汽油？三．能量的轉(zhuǎn)化和守恒（1）能量存在形式：機械能、內(nèi)能、光能、電能、化學(xué)能、核能；（2）在一定條件下，不同形式的能量可以相互轉(zhuǎn)化；任何形式的能量轉(zhuǎn)化過程中，必然伴隨有內(nèi)能的產(chǎn)生；（3）能量的轉(zhuǎn)化：變化前后能量形式發(fā)生變化；如做功過程（4）能量的轉(zhuǎn)移：變化前后能量形式不發(fā)生變化；如熱傳遞過程例13.（多選）下列實例中屬于內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能的是（?）入地球大氣層成為流星D.夏天，廣場上的石凳被曬得發(fā)燙例14.請針對下面的情況舉出你所了解的一個實例（1）機械能轉(zhuǎn)化為電能；（2）電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；（3）機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；（4）電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。例15.如圖所示，橡皮筋左端固定在小車上，右端固定在軸上，當(dāng)松開小車上擰緊的橡皮筋時，會看到軸快速轉(zhuǎn)動，使固定在軸上的小風(fēng)扇也轉(zhuǎn)動起來；小風(fēng)扇轉(zhuǎn)動向后吹風(fēng)，使小車向前運動。小車運動一段時間，最終會停下來。（1）原來擰緊的橡皮筋具有______能，松開后，它的這種能量轉(zhuǎn)化為小風(fēng)扇的______能。（2）有人說，最后小車停下來，是因為它的機械能消失了，這種說法對嗎？如果不對，請你說說它的機械能“跑”到哪里去了？2.能量守恒定律（1）內(nèi)容：能量既不會憑空消失，也不會憑空產(chǎn)生，它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為其它形式，或者從一個物體轉(zhuǎn)移到其它物體，而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程中，能量的總量保持不變。例16.如圖所示為乒乓球在水平地面上連續(xù)彈跳時產(chǎn)生的軌跡的一部分，該圖表明（?）D.乒乓球某次彈起過程中，彈起瞬間的動能大于此過程最高點時的重力勢能探究不同燃料熱值大小的實驗1.實驗原理（1）實驗原理：q＝Q/m；（2）實驗方法：控制變量法，控制相同質(zhì)量的不同燃料完全燃燒，加熱相同質(zhì)量的水，比較水升高的溫度。注意：相同時間內(nèi)不同燃料的燃燒速度不同，燃料燃燒的質(zhì)量不一定相等，因此不能比較燃燒相同時間內(nèi)，水升高的溫度。2.實驗器材（1）實驗器材：不同的燃料鐵架臺溫度計石棉網(wǎng)燒杯天平（帶孔的紙蓋子）（2）安裝順序：自下而上（3）器材作用1）石棉網(wǎng)：使燒杯底部受熱均勻；2）溫度計：測量水溫；3.步驟挑錯（1）溫度計的使用、讀數(shù)有誤；（2）沒有控制燃料質(zhì)量相等；（3）燃料沒有完全燃燒；5.得出結(jié)論：的熱值大。例1.小明想比較不同燃料的熱值。他利用圖示完全相同的兩套實驗裝置裝了質(zhì)量相同的酒精和碎紙片分別同時給質(zhì)量和初溫相同的水加熱，比較相同時間內(nèi)水升高的溫度。（1）小明實驗方案中存在明顯問題，請你幫他指出來。答：。（2）小華針對小明方案中存在的問題，對方案的錯誤部分進行修改。簡要寫出修改后正確的實驗方案。答：。（3）為了正確完成實驗，除了圖示裝置還需要的一個測量器材是。（4）小華按正確方法進行實驗后，發(fā)現(xiàn)a中溫度計最后的示數(shù)是b中溫度計最后示數(shù)的2倍，小華就認為酒精的熱值是碎紙片的2倍的結(jié)論。這個結(jié)論是。（選填“正確的”或“錯誤的”）例2.為比較酒精和碎紙片這兩種燃料的熱值，小明采用如圖所示的裝置進行實驗：他取質(zhì)量______（“相等”或“不相等”）的酒精和碎紙片分別放入兩個燃燒皿中，點燃它們，分別給裝有質(zhì)量相等的水的兩個相同燒杯加熱，直至酒精和碎紙片完全燃燒。通過比較______，從而確定酒精和碎紙片的熱值大小關(guān)系。（1）小明設(shè)計了一張記錄實驗數(shù)據(jù)的表格，其中①②兩項內(nèi)容漏寫了，請你幫他補充完整。（2）