第十四章 內(nèi)能的利用 同步復(fù)習(xí)講義 人教版九年級物理全一冊

內(nèi)能的利用九年級物理同步復(fù)習(xí)講義第一：考點(diǎn)解讀考點(diǎn)一：熱機(jī)1.定義：熱機(jī)是把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的機(jī)器。使燃料在熱機(jī)氣缸內(nèi)燃燒而獲得動力的機(jī)器叫內(nèi)燃機(jī)，常見的內(nèi)燃機(jī)油汽油機(jī)和柴油機(jī)。2.工作過程：內(nèi)燃機(jī)的一個工作循環(huán)由吸氣、壓縮、做功、排氣四個沖程組成。一個工作循環(huán)曲軸轉(zhuǎn)兩周，活塞往復(fù)運(yùn)動各兩次，只有做功沖程對外做功，其余的三個沖程叫輔助沖程，是靠飛輪的慣性來完成的。3.熱機(jī)效率(1)概念：用來做有用功的那部分能量與燃料完全燃燒放出的熱量之比。(2)提高熱機(jī)效率的途徑a.減少各種熱量損失；b.減少摩擦，保持良好的潤滑；c.盡可能使燃料充分燃燒?？键c(diǎn)二：熱值1.定義：1kg某種燃料完全燃燒放出的熱量，叫做這種燃料的熱值。2.單位：J/kg，讀作“焦耳每千克”。對于氣體燃料，在生活中多以體積來計(jì)量，所以氣體燃料熱值的單位是J/m。3.燃燒效率：燃料燃燒時有效利用的熱量與燃料完全燃燒時放出的熱量之比，叫做燃料的燃燒效率。多用百分?jǐn)?shù)的形式表示。4.提高燃料的利用效率：改善燃燒條件使燃料盡可能地充分燃燒；加大受熱面積，使放出的熱量得到充分利用；盡可能地減少各種熱損失等?？键c(diǎn)三：能量的轉(zhuǎn)化與守恒能量既不會消滅，也不會產(chǎn)生，它只會從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，或者從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程中，能量的總量不變，這就是能量守恒定律。第二：例題解析1.熱機(jī)及其內(nèi)能轉(zhuǎn)化例一：如圖所示為內(nèi)燃機(jī)四沖程工作示意圖，下列說法正確的是（）。A．一個工作循環(huán)的正確順序是：甲乙丙丁；B．乙圖沖程能獲得動力；C．丁圖沖程有明顯機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的過程；D．丙圖沖程存在化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的過程【答案】C?！窘馕觥考讏D中兩個氣閥都關(guān)閉，火花塞點(diǎn)火，活塞下運(yùn)動，是做功沖程，此沖程將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；乙圖中進(jìn)氣門打開，活塞向下運(yùn)行，氣缸容積增大，是吸氣沖程；丙圖中排氣門打開，活塞向上運(yùn)動，氣缸容積減小，是排氣沖程；丁圖中兩個氣閥都關(guān)閉，活塞向上運(yùn)動，所以為壓縮沖程，是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；A、四個沖程的正確順序是乙丁甲丙，故A錯誤；B、乙圖為吸氣沖程，內(nèi)燃機(jī)在做功沖程能獲得動力，故B錯誤；C、丁圖為壓縮沖程，在該沖程中將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故C正確；D、丙圖為排氣沖程，而在做功沖程存在化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的過程，故D錯誤。故選：C。例二：下列與熱學(xué)有關(guān)敘述合理的是（）。A．年平均氣溫為-25℃的南極的冰山?jīng)]有內(nèi)能；B．烤火取暖是火焰的溫度轉(zhuǎn)移到人身上；C．內(nèi)燃機(jī)壓縮沖程將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；D．“端午佳節(jié)粽葉飄香”，人們聞到粽子的香味是升華現(xiàn)象【答案】C?！窘馕觥恳磺形矬w都有內(nèi)能；烤火取暖是通過熱傳遞的方式傳播的內(nèi)能；內(nèi)燃機(jī)壓縮沖程將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為內(nèi)能；粽葉飄香是擴(kuò)散現(xiàn)象，說明構(gòu)成物質(zhì)的分子在不停息地運(yùn)動。故選C。2.熱值及相關(guān)計(jì)算例三：用煤氣灶把2kg、初溫為20℃的水加熱到70℃，消耗了20g煤氣。已知水的比熱容是4.2×103J/（kg·℃），煤氣的熱值為4.0×107J/kg，則水吸收的熱量為______J，煤氣灶燒水的效率為______?！敬鸢浮浚?）4.2×105；（2）52.5%。【解析】水吸收的熱量：Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×2kg×(70℃-20℃)=4.2×105J20g煤氣完全燃燒放出的熱量：Q放=mq=20×10-3kg×4.0×107J/kg=8×105J燃?xì)庠顭男剩害?=52.5%。例四：若一輛小汽車一年行駛一萬公里，消耗1t汽油，這次汽油完全燃燒放出________J的熱量；某次行駛過程中，該汽車汽油機(jī)曲軸的轉(zhuǎn)速為3600r/min，在1s內(nèi)汽油機(jī)對外做功________次(q汽=4.6×107J/kg)?！敬鸢浮浚?）；（2）30?！窘馕觥窟@次消耗的汽油為，根據(jù)公式可算出汽油完全燃燒放出的熱量為：故汽油完全燃燒放出的熱量為。該汽車汽油機(jī)曲軸的轉(zhuǎn)速為，內(nèi)燃機(jī)做一次功，曲軸轉(zhuǎn)動兩次，某次行駛過程中，該汽車汽油機(jī)曲軸1s內(nèi)轉(zhuǎn)動60次，則該汽車1s內(nèi)油機(jī)對外做功30次。3.熱機(jī)效率例五：下列關(guān)于熱值和熱機(jī)效率說法，正確的是（）。A.使燃料燃燒更充分，可以增大熱值；B.使燃料燃燒更充分，可以提高熱機(jī)效率；C.柴油機(jī)的熱機(jī)效率通常為100%；D.燃料燃燒釋放的熱量越大，熱值越大【答案】B?！窘馕觥緼．熱值是燃料的特性，與燃燒情況無關(guān)，故A錯誤；B．使燃料燃燒更充分，可以增大有效利用的能量，提高熱機(jī)的效率，故B正確；C．任何機(jī)器的做功時都不可避免的做額外功，效率不可能達(dá)到100%，故C錯誤；D．熱值是燃料的特性，與放出熱量的多少無關(guān)，故D錯誤。故選B。例六：某同學(xué)家使用燃?xì)鉄崴?，平均每天需?00kg的水從18℃加熱到58℃，若天然氣完全燃燒放出熱量的70%被水吸收，則熱水器平均每天消耗天然氣________m3.[c水=4.2×103J/（kg·℃），q天然氣=4.0×107J/m3]?！敬鸢浮?.6?！窘馕觥扛鶕?jù)Q=cmΔt可以算出水吸收的熱量：Q吸=c水mΔt=4.2×103J/（kg·℃）×100kg×（58℃－18℃）=1.68×107J；根據(jù)×100%可知，則天然氣完全燃燒放出的熱量Q放=2.4×107；則根據(jù)Q=Vq可知，故答案為0.6m3。例七：小華家使用的是天然氣熱水器，他嘗試估測該熱水器的效率，以核對銘牌上的數(shù)值是否準(zhǔn)確。當(dāng)只有該熱水器使用天然氣時。把50kg的水從20℃加熱到54℃，天然氣表的示數(shù)由1365.05m3變?yōu)?365.17m3，已知水的比熱容c=4.2×103J/（kg·℃），天然氣的熱值q=7.0×107J/m3。求：(1)水吸收的熱量；(2)消耗的天然氣完全燃燒故出的熱量；(3)該熱水器的效率?！敬鸢浮?1)7.14×106J；(2)8.4×106J；(3)85%?！窘馕觥?1)水吸收的熱量：(2)消耗的天然氣體積：V=1365.17m3-1365.05m3=0.12m3消耗的天然氣完全燃燒放出的熱量：(3)該熱水器的效率：。答：(1)水吸收熱量是7.14×106J；(2)消耗的天然氣完全燃燒故出的熱量是8.4×106J；(3)該熱水器的效率是85%。4.能量轉(zhuǎn)換與守恒例八：目前，市區(qū)里的老舊小區(qū)正在進(jìn)行水路改造，改造中用到了一種打孔工具一沖擊鉆，沖擊鉆工作時，鉆頭在電動機(jī)的帶動下，不斷沖擊墻壁打出圓孔。如圖，沖擊鉆在工作過程中，關(guān)于其能量轉(zhuǎn)化正確的是（）。A.內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；B.內(nèi)能轉(zhuǎn)化為電能；C.只有機(jī)械能和內(nèi)能的轉(zhuǎn)化；D.有電能、機(jī)械能和內(nèi)能的轉(zhuǎn)化【答案】D?！窘馕觥繘_擊鉆工作時，鉆頭在電動機(jī)的帶動下轉(zhuǎn)動，該過程電能主要轉(zhuǎn)化成機(jī)械能和一少部分內(nèi)能；沖擊鉆在沖擊墻壁打圓孔時，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；故選D。第三：自主練習(xí)1．熱機(jī)的特點(diǎn)是將燃料燃燒獲得內(nèi)能，然后通過做功驅(qū)動機(jī)器。它們都是利用了儲存在燃料中的（）A．勢能 B．電能 C．化學(xué)能 D．機(jī)械能2．下列關(guān)于能量轉(zhuǎn)化的實(shí)例，你認(rèn)為正確的是（）A．摩擦生熱時，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能B．汽油機(jī)的做功沖程﹣﹣機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能C．給蓄電池充電，電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能D．電動機(jī)正常工作時，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能3．下列關(guān)于能量轉(zhuǎn)化現(xiàn)象的說法中，正確的是（）A．蓄電池充電時，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能B．植物進(jìn)行光合作用，光能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能C．燃料燃燒發(fā)熱時，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能D．發(fā)電機(jī)工作時，電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能4．下列說法正確的是（）A．質(zhì)量相等的兩塊金屬，升高相同的溫度，比熱容大的放出熱量少B．質(zhì)量相等的兩種燃料完全燃燒，熱值大的燃料放出的熱量多C．冰水混合物吸收熱量，溫度不變，內(nèi)能也不變D．液體的沸點(diǎn)隨液面上方氣壓增大而降低5．下列說法正確的是（）A．物體的內(nèi)能與溫度有關(guān)，只要溫度不變，物體的內(nèi)能就不變B．內(nèi)能小的物體也可能將熱量傳給內(nèi)能大的物體C．對一個物體做功，這個物體內(nèi)能一定增加D．物體的溫度越高，所含熱量越多6．關(guān)于能量守恒定律，下列說法正確的是（）A．能量可以憑空消失B．能量可以憑空產(chǎn)生C．能量在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過程中，能量的總量保持不變D．熱機(jī)在工作的過程中不遵循能量守恒定律7．與汽油機(jī)相比較，柴油機(jī)（）A．氣缸頂部無火花塞，吸入氣缸的是空氣，效率較高B．氣缸頂部無火花塞，吸入氣缸的是柴油，效率較高C．氣缸頂部有火花塞，吸入氣缸的是空氣，效率較低D．有火花塞，吸入氣缸的是柴油和空氣的混合燃料，效率高8．小明家使用天然氣灶來給水加熱，天然氣完全燃燒放出的熱量只有63%被水吸收。有一次，他用該灶給質(zhì)量為3kg、溫度為20℃的水加熱用了0.04m3的天然氣，q＝4.4×107J/m3，c水＝4.2×103J/（kg?℃）。假設(shè)天然氣完全燃燒，則在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，這些水升高的溫度是（）A．108℃ B．100℃ C．88℃ D．80℃9．近年來，我國民用汽油發(fā)動機(jī)技術(shù)取得了長足進(jìn)步，接近國際先進(jìn)汽油發(fā)動機(jī)的水平某品牌汽車以80km/h的速度勻速行駛時，儀表盤顯示發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速是1800r/min，若做功沖程每次做功6000J，則下列有關(guān)該汽車發(fā)動機(jī)的說法錯誤的是（）A．每秒飛輪轉(zhuǎn)60圈B．每秒完成60個沖程C．每秒對外做功15次D．發(fā)動機(jī)的輸出功率是90kW10．小葉看見面點(diǎn)師傅將面拉成長條，放入滾燙的油中就炸出了香脆可口的油條，于是很想了解油的吸熱能力。在老師指導(dǎo)下，他用酒精燈分別加熱質(zhì)量為50g、初溫為20℃的油和水，記錄的相關(guān)數(shù)據(jù)如下表所示。若單位時間內(nèi)油吸收的熱量與水吸收的熱量相等，酒精的熱值為3×107J/kg，水的比熱容為4.2×103J/（kg?℃）。下列說法正確的是（）加熱時間（min）消耗酒精（g）末溫（℃）油2188水2150A．2min內(nèi)油吸收的熱量為3×104JB．他使用的酒精燈的加熱效率為21%C．油的末溫比水的高，所以吸熱能力更強(qiáng)D．油的吸熱能力與其吸收的熱量多少有關(guān)11．一款汽車發(fā)動機(jī)的效率是30%，則其每消耗6kg汽油，發(fā)動機(jī)輸出的機(jī)械能是J，在損失的能量中，帶走的能量最多。若損失的能量完全被水吸收，可使kg的水升高50℃。[c水＝4.2×103J/（kg?℃），q汽＝4.6×107J/kg]12．如圖所示是四沖程內(nèi)燃機(jī)工作循環(huán)中的