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1第十四章《内能的利用》知识点姓名：成绩：第一节热机1、内能的利用方式：⑴利用内能来加热；从能的角度看，这是内能的转移过程。⑵利用内能来做功；从能的角度看，这是内能转化为机械能。2、热机：热机是利用内能做功的机械。。燃料燃烧，使燃料的化学能转化为内能，内能转化为机械能热机的种类：蒸气机——内燃机——汽轮机——喷气式发动机3、内燃机：燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机叫做内燃机。它主要有汽油机和柴油机。4、内燃机工作过程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。在这四个阶段，吸气冲程、压缩冲程和排气冲程是依靠飞轮的惯性来完成的，而做功冲程是内燃机中唯一对外做功的冲程，是由内能转化为机械能。另外压缩冲程将机械能转化为内能。5、汽油机和柴油机的比较：汽油机柴油机不同点构造：顶部有一个火花塞。顶部有一个喷油嘴。吸气冲程吸入汽油与空气的混合气体吸入空气点燃方式点燃式压燃式效率低高应用小型汽车、摩托车载重汽车、大型拖拉机相同点冲程：活塞在往复运动中从汽缸的一端运动到另一端。一个工作循环活塞往复运动2次，曲轴和飞轮转动2周，经历四个冲程，做功1次。第二节热机的效率1、热值：某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比，叫做这种燃料的热值。用符号q表示，单位：J/kg或J/m3，热值在数值上等于1kg某种燃料完全燃烧放出的热量。酒精的热值是3.0×107J/kg，它表示：1kg酒精完全燃烧放出的热量是3.0×107J；煤气的热值是3.9×107J/m3，它表示：1m3煤气完全燃烧放出的热量是3.9×107J。热值是燃料本身的一种特性，只与燃料的种类有关，与燃料的形态、质量、体积、是否完全燃烧等均无关。2、燃料燃烧放热公式：Q=mq或Q=Vq(其中m为燃料的质量，V为燃料的体积，q为燃料的热值)。火箭常用液态氢做燃料，是因为：液态氢的热值大，体积小便于储存和运输3、影响燃料有效利用的因素：一是燃料很难完全燃烧，二是燃料燃烧放出的热量散失很多，只有一小部分被有效利用。有效利用燃料的一些方法：把煤磨成粉末状、用空气吹进炉膛（提高燃烧的完全程度）；以较强的气流，将煤粉在炉膛里吹起来燃烧（减少烟气带走的热量）;改进设备。热机的效率：热机用来做有用功的那部分能量和完全燃烧放出的能量之比叫做热机的效率。公式：η=W有用/Q总=W有用/qm热机的效率是热机性能的一个重要标志，与热机的功率无关热机效率低的原因：第一，燃料并未完全燃烧；第二，热机工作的排气冲程要将废气排出，而排出的气体中还具有内能，另外气缸壁等也会传走一部分内能；第三，由于热机的各部分零件之间有摩擦，需要克服摩擦做功而消耗部分能量；第四，曲轴获得的机械能也未完全用来对外做功，而有一部分传给飞轮以维持其继续转动，这部分虽然是机械能，但不能称之为有用功由于热机在工作过程中总有能量损失，所以热机的效率总小于1。提高热机效率的途径：(1)使燃料充分燃烧(2)尽量减小各种热量损失(3)机件间保持良好的润滑、减小摩擦。常见热机的效率：蒸汽机6%～15%、汽油机20%～30%、柴油机30%～45%内燃机的效率比蒸汽机高，柴油机的效率比汽油机高。第三节能量的转化和守恒1、能量的转移与转化：能量可以从一个物体转移到另一个物体，如发生碰撞或热传递时;也可以从一种2形式转化为另一种形式，如太阳能电池、发电机等。2、能量守恒定律：能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能的总量保持不变。能量守恒定律是自然界最重要、最普遍的基本定律。大到天体，小到原子核，也无论是物理学问题还是化学、生物学、地理学、天文学的问题，所有能量转化的过程，都遵从能量守恒定律3、“第一类永动机”永远不可能实现，因为它违背了能量守恒定律。第14章《内能的利用》测试题一、填空题1．热机能流图：2．内燃机有四个冲程，如图所示是内燃机的冲程，活塞上升时，汽缸内气体的内能（选填“减少”或“增加”），转化为能。3．内燃机的一个工作循环由、、、四个冲程组成，一台某型号单缸四冲程汽油机的飞轮转速是1200r/min，则汽油机每秒钟对外做功次。4．请写出提高热机效率的几个途径：①；②；③。5．一跳伞运动员跳离飞机，当降落伞张开后，他匀速下降，此时他的重力势能将，他的动能将。（选填“增大”、“减小”或“不变”）6．一辆洒水车匀速行驶在平直的公路上，在洒水过程中，洒水车的动能，机械能。（选填“减小”、“增大”或“不变”）7．高铁列车行驶时由电网供电，把能转化为能。8．汽车在刹车过程中，刹车片与碟片摩擦使汽车减速，在摩擦过程中转化为能。9．如图所示，当人从高空落到蹦床上时，使蹦床变形，这一过程中，人的能逐渐转化为能。人弹跳起上升至归高点的过程中，能逐渐增大，能逐渐减小。10．如图所示，人造卫星沿椭圆轨道绕地球运行，当它由近地点向远地点运动时，卫星的动能，卫星的势能（两个空均选填“增大”、“减小”“不变”）二、选择题：11．关于热机，下列说法正确的是（）A.汽油机顶部有喷油嘴，柴油机顶部有火花塞B.柴油机在吸气冲程中，将柴油和空气的混合气吸入气缸C.汽油机和柴油机除了做功冲程外，其他三个冲程都是依靠飞轮的惯性完成的D.改正技术后，热机的效率可以达到100%12．关于热机的效率，下列说法正确的是（）A．热机做的有用功越多，效率就一定高B．热机的功率大，效率就一定高C．热机消耗的燃料越多，效率就越低D．以上说法都不正确13．如图是内燃机工作循环中的一个工作冲程，它是（）A．压缩冲程，将化学能转化成内能B．压缩冲程，将机械能转化成内能3C．做功冲程，将内能转化成机械能D．做功冲程，将机械能转化成内能14．如图所示为内燃机的能量流向图，热机效率η等于（）15．下列对能量转化的描述不正确的是（）A．蓄电池充电：电能——化学能B．发电机工作：电能—一机械能C．萤火虫发光：生物质能—一光能D．内燃机工作：化学能——内能——机械能16．如图所示，是一种新型节能路灯。它“头顶”小风扇，“肩扛”太阳能电池板。关于节能灯的设计解释合理的是（）A．太阳能电池板是将太阳能转化为电能B．小风扇是用来给太阳能电池板散热的C．小风扇是风力发电机，将电能转化为机械能D．蓄电池在夜晚放电时，将电能转化为化学能17．如图所示的滚摆，以下说法错误的是（）A．滚摆下降时，速度越来越快，动能增加，重力势能减小，重力势能转化为动能B．滚摆上升到最高点时，速度为0，动能为0，重力势能最大C．滚摆实验演示了动能和重力势能的相互转化D．滚摆的滚动会逐渐停止，说明能量守恒规律不成立三、实验探究18．如图所示，在试管内装些水，用软木塞塞住，加热使水沸腾，水蒸气会把木塞冲开，有的同学由这个装置联想到内燃机。酒精燃烧气缸高温高压水蒸气活塞运动做功玻璃管油料燃烧木塞冲出高温高压燃气（1）请你用连线反映出他的联想创新的思维过程。（2）酒精灯燃烧，能转化为能。（3）水的温度升高，这是用方法增加了水的内能，水汽化，产生高温高压的水蒸气。（4）水蒸气冲开瓶塞，水蒸气对瓶塞。水蒸气的温度，内能。（后两空选填“增大”、“减小”或“不变”）（5）水蒸气冲开瓶塞的过程，能转化为能。19．某同学学习了燃料的热值后，自己设计了一个实验来探究煤油和菜籽油的热值大小。他实验时组装了如图所示的两套规格完全相同的装置，并每隔1min记录了杯中水的温度（见下表）。加热的时间/(min)0123456甲杯水温/℃25272932343638乙杯水温/℃25262728293031（1）为保证实验的可靠性，实验时应控制两套装置中相同的量有，。（2）通过表中记录的数据，你认为煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是。（3）该同学实验前用天平测出了烧杯中水的质量及两油灯中燃料的质量并记录的数据，利用公式Q吸=cm4（t-t0）计算出了水吸收的热量，他认为通过这些数据能准确地计算出煤油和菜籽油的热值。你认为他的计算结果可靠吗？。为什么？。四．计算题：20．用烟煤烧水时，将10kg的水从20℃加热到100℃，燃烧了1.4kg的烟煤。水的比热容是4.2×103J/（kg•℃），烟煤的热值约为3×107J/kg。试求：（1）水吸收的热量是多少？（2）1.4kg的烟煤完全燃烧放出的热量是多少？（3）热效率是多少？（4）分析热效率不高的原因。21．一辆额定功率为30kW的小汽车在水平路面上匀速行驶10min，消耗汽油1.3kg，小汽车发动机的效率为多少？（q汽油=4.6×107J/kg，g=10N/kg，ρ汽油=0.71×103kg/m3）22．在冬天为使房间里保持一定的温度，每小时要供给4.2×106焦的热量，若进入散热器中水的温度是80℃，从散热器流出的水的温度是72℃，问每小时要供给散热器多少80℃的水？