第14讲〓内能的利用
第十四章 内能的利用
η= W有 ×100% Q放
热机的效率
汽油机的效率为 20%~30% 蒸汽机的效率只有6%~15%
柴油机的效率为30%~45%
热机的效率
提高热机效率，节约能源，减少污染 （1）热机的效率是热机性能的重要指标 （2）提高效率的途径：
使燃料充分燃烧; 尽量减少各种热量损失； 在热机的设计和制造上采用先进的技术； 注意保养，保证良好的润滑，减少因克服摩擦阻力而额外消耗的能量。
内能的利用
01 热机
目
录
02 热机的效率
03 能量的转化和守恒
1.热机
内能的获得 通过燃料的燃烧，将燃料内部的 化学能转化为内能。
内能的利用
一、直接加热物体
热机
二、利用内能做功
在试管里装入一些水，用软木塞 塞住，加热使水沸腾，会看到什 么现象？你想到了什么？ 在这一过程中，水蒸气膨胀时对 软木塞 做功 ，消耗了水蒸气 的一部分 内 能，转化为软木 塞的 机械 能．
能量守恒定律是最普遍、最重要、最可靠的自然规律之一
能量守恒定律的建立过程，是人类认识自然的一次重大的飞跃，是哲学和 自然科学长期发展和进步的结果。它是最普遍、最重要、最可靠的自然规律 之一，而且是大自然普遍和谐性的一种表现形式。和谐美是科学的魅力所在。 恩格斯曾经把能量转化和守恒定律称为“伟大的运动基本规律”，认为它的 发现是19世纪自然科学的三大发现之一(另外两个发现是细胞学说和达尔文的 生物进化论)。
各种形式的能的转化
光能转化为化学能
水果电池 化学能转化为电能机械能转化为电能内燃机车
电能转化为光能和内能
内能转化为机械能
各种形式的能的转化
各种形式的能都可以 相互转化,你能将图 中箭头所代表的能量 转化各写一个例子吗？
第十四章内能的利用知识点总结
第十四章内能的利用知识点总结（一）热机1、定义：把内能转化为机械能的机器。
深化：热机的基本原理是燃料的化学能通过燃烧转化为内能，又通过做功把内能转化为机械能。
种类：热机常见有蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等。
3、内燃机（1）分为汽油机和柴油机两大类。
（2）内燃机一个工作循环由四个冲程组成：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。
其中，每完成一个工作循环，活塞往复两次，飞轮转动两周，只有做功冲程实现内能向机械能的转化。
要点提示：在四个冲程中，压缩冲程和做功冲程中发生了能量转化，压缩冲程中活塞运动的机械能转化为汽油和空气混合物的内能。
做功冲程中，燃料燃烧把燃料的化学能转化为燃气的内能，然后通过做功把燃气的内能转化为活塞的机械能。
（二）燃料的热值1、定义：1千克的某种燃料完全燃烧而放出的热量。
2、物理意义：表示燃料燃烧时放热本领的物理量，燃烧相同质量的不同燃料，放出的热量是不同的，就是说，不同燃料在燃烧时放热的本领不同，物理学中用热值来表示燃料的这种特性。
3、单位：热值的单位是：焦/千克，读做焦每千克，用符号J/kg。
如酒精的热值为：3.0×107J/kg，表示1kg酒精完全燃烧放出的热量是3.0×107J。
4、实质：燃料燃烧过程中，燃料储藏的化学能转化为内能。
深化升华：内能的主要来源是燃料，燃料燃烧时化学能转化为内能释放出来，不同燃料在燃烧过程中化学能转化为内能的本领大小不同，这就是燃料的一种性质，用燃料的热值来表示。
同种燃料的热值相同，与燃料的质量大小、形状及放出热量的大小都没有关系。
（三）热机的效率1、定义：热机工作时，用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧放出的能量之比。
2、提高热机效率的途径：尽量减小各种热量损失；保持良好的润滑，尽量减小摩擦；尽可能使燃料充分燃烧等等。
3、热机造成的环境污染包括：燃料燃烧过程中会产生有害气体，燃料的不完全燃烧还会产生大量的粉尘、飞灰，这些都会污染大气，危害人体健康，影响植物正常生长，要减小污染可改进燃烧设备，采取集中供热，提高燃烧效率，减少有害气体的排放量，采用污染小的气体燃料，加装消烟除尘装置等。
中考物理专题讲解第十四讲内能的利用(含解析)
内能利用【考纲要求】1．知道燃料的燃烧值并能进行简单的计算；2．知道热机，了解汽油机的工作原理，了解内能的利用在人类社会发展史上的重要意义。
3．了解热机皎率，知道能的转化和守恒定律【命题趋势】本章内容在中考试题中,主要以填空、选择和综合应用题的形式出现.主要考查热量的计算，热机的工作原理、热效率等.考点精析一．选择题（共5小题）1．从能量转化的角度来看，下列说法错误的是（）A．电风扇工作时主要将电能转化为机械能B．铅蓄电池充电时化学能转化为电能C．发电机工作时主要将机械能转化为电能D．电热水壶工作时电能转化为内能【考点】E5：能量的转化和转移．【分析】判断能量转化时，要看消耗了什么能量，得到什么能量，消耗的能量转化为得到的能量；从能量转化的角度分析，电流做功的过程是将电能转化为其它形式能量的过程．【解答】解：A、电风扇工作时,消耗电能，得到机械能，所以将电能转化为机械能；故A正确；B、铅蓄电池充电的过程，消耗电能，得到化学能,所以将电能转化为化学能;故B错误；C、发电机发电时，消耗了机械能,得到电能,所以将机械能转化为电能；故C正确；D、电水壶工作时消耗了电能，使水的温度升高，得到内能,故将电能转化为内能；故D正确．故选B．2．2016年8月,我国发射了全球首颗量子卫星，为了纪念墨子，这个全球首颗量子卫星被命名为“墨子号”．发射卫星的火箭常使用液态氢作为燃料,主要是因为液态氢具有( ) A．较小的密度B．较大的比热容C．较低的沸点D．较高的热值【考点】GJ：燃料的热值．【分析】热值是指1千克的某种燃料完全燃烧后释放的能量，热值越大的燃料在完全燃烧相同质量的燃料时，释放出的热量越多，所以在选择火箭燃料时首先应该考虑燃料热值的大小．【解答】解：卫星的火箭采用液态氢作为火箭的燃料,原因是液态氢具有较高的热值，完全燃烧相同质量的氢时，可以释放出更多的热量，故D正确．故选D．3．下列所示的工具工作过程中使用热机的是（）A．自行车B．柴油车C．脚踏车D．皮筏艇【考点】GK：热机．【分析】热机是把内能转化为机械能的装置．【解答】解：热机是把内能转化为机械能的装置；ACD、自行车、脚踏车、皮筏艇是消耗人体的化学能转化为自行车的机械能，故ACD错误; B、柴油车是热机的一种，将内能转化为机械能,故B正确．故选B．4．如图是某内燃机工作时的能量流向图，该内燃机的热机效率是（）A．25% B．35％C．40％D．75％【考点】GL：热机的效率．【分析】燃料燃烧的内能减去机械自身消耗能量和废气带走能量的百分比，即为获得有用机械能的百分比，也就是该内燃机的热机效率．【解答】解：因热机的效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比，所以，由内燃机的能量流向图可得，内燃机的热机效率:η=1﹣25%﹣40％=35%．故选B．5．如图所示，是汽油机工作时的四个冲程，其中属于做功冲程的是（）A．B．C．D．【考点】GM:内燃机的四个冲程．【分析】解决此题要知道内燃机的四个冲程有吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程,判断冲程名称可用口诀:“先看气门开关情，再看活塞上下行；开下吸气开上排,关上压缩关下功．”进行分析．【解答】解：A、进气门开启,气体流入汽缸,是吸气冲程；不符合题意;B、两气门都关闭，活塞上行,汽缸容积变小，是压缩冲程，不符合题意；C、两气门都关闭，火花塞点火,活塞下行，汽缸容积变大，是做功冲程，符合题意；D、排气门开启，气体流出汽缸，是排气冲程；不符合题意．故选C．二．填空题（共5小题)6．自然界的一些生物自身能发光，如萤火虫、水母等，这是生物通过自身化学反应将化学能转化为光能的现象．超导材料在超低温的情况下电阻会突然减小为零，如用这种材料制成输电线．将有效降低输电过程中电能的损耗．【考点】E2：能量的相互转化；44：超导体的特点．【分析】（1)分析该过程中消耗了哪种形式的能，进而产生了哪种形式的能即可判断；（2）超导材料是一种电阻为零的材料．超导体的电阻为0,不会放热，所以电能无法转化为内能．【解答】解:自然界的一些生物自身能发光，如萤火虫、水母等，这是生物通过消耗自身化学能，转化为光能，故是将化学能转化为光能的过程；超导材料在超低温的情况下电阻会突然减小为零,用超导体做输电导线,可以减小由电能到内能的损耗,提高传输效率；故答案为：光；电能．7．新农村建设中正在大力推广使用瓶装液化气．如果每瓶装10kg液化气，液化气的热值取4.2×107J/kg，则每瓶液化气全部完全燃烧放出的热量是4。
第十四章 内能的利用
第十四章内能的利用第一节内能的利用1．复习什么是内能？如何才能改变物体的内能？叙述能量守恒定律。
2．新课由能量守恒定律可以看出，转移、转化是能量运动的普遍形式。
人类在利用能量方面所从事的主要工作正是广泛地寻找其来源，有效地控制其去处，以达到驾驭它，利用它，让它为人类造福的目的。
那么人们是如何利用内能的呢？(1)利用内能来加热问:任何物体都具有内能，内能的利用也是随处可见的。
我们天天吃饭，那么生米是如何变成熟饭的？是通过加热，利用燃料燃烧放出的内能使米变熟。
类似的例子还有哪些？(冬季取暖利用了内能。
热水袋暖胃利用了内能。
)上面的例子有一个共同特点，都是直接利用内能转移来加热物体的，这是利用内能的一种方式。
一、直接加热物体(1)用内能直接加热物体，可以有多种方法。
目前人们最普遍运用的还是用火直接加热。
火，是人类文明的象征，它促进了社会的进步，也为人民群众的生活提供了方便。
同时我们也应看到，烟囱林立，家家生火，也有它不利的一面。
首先是能源浪费大。
早在100多年前，门捷列夫就曾说过：“烧煤等于烧卢布”。
因为煤、石油、天然气等本身都是宝贵的化工原料，其产品遍及医药、化工、纺织、交通运输等各个领域，将它们付之一炬，就失去了自然资源综合利用的机会。
再加上直接燃烧效率较低，势必造成很大的浪费。
其次是对环境的污染。
燃烧后的废渣、废气中含有大量有害物质，这就造成了对大气、环境的污染。
为了趋弊兴利，人们做出了种种努力。
例如在冬季取暖问题上，把各家生火取暖改为分片供热（暖气）。
用效率高的锅炉替代简易炉灶。
有些地区还采用了大型工业锅炉的余热实行集中供热的方式。
在家庭用火上，推广了以（煤）气代煤，从而提高了内能的利用率，降低了能耗，同时也保护了环境。
(2)利用内能来做功举例二、对物体做功发电厂发电就利用了上述实验原理。
发电厂，首先要用煤加热锅炉中的水，水蒸气获得内能后，带动发电机工作，水蒸气的一部分内能先转化为发电机的机械能。
(初中物理)第14章 内能的利用(解析版)
中考一轮复习知识点梳理与针对性分层训练
压缩汽油和空气的燃料燃烧，化学能转化为内
汽油机柴油机
汽缸顶部有火花塞喷油嘴
压缩冲程末，喷油嘴向汽缸内喷出柴油，遇
正在排气，气缸＝＝
＝＝＝
＝可知，
＝可得，该
＝可知消耗
＝可得，燃气对活塞的平均压力：
＝＝＝
＝×100%＝×100%
汽车制动时，由于摩擦，动能转化成了轮胎、地面和空气的内能，这些消耗的能量不能
、装置在运动的过程中，小球的高度会发生变化，重力势能发生改变，速度发生变化，
在晚上，蓄电池给路灯供电，是将化学能转化成电能，再转化为光能使用。
故选项中只
、在做功冲程，汽油机的点火方式叫点燃式，柴油机的点火方式叫压燃式，故
化方式是通过做功的方式使机械能转化为内能；内燃机的压缩冲程中，机械能转化为内＝＝＝
＝
＝
＝＝＝
＝＝＝
＝＝
＝得，
＝×100%＝×100%
＝算出汽油的质量为：
＝×100%＝×100%
＝知柴油机输出的有用功为：
＝得燃料完全燃烧放出的热量为：＝＝＝
＝＝＝
＝＝＝
＝＝＝
＝，＝可知汽车行驶的路程为：90 km/h×h
＝可得汽油机在此过程做的有用功为：
＝×100%＝≈35.6%
轮胎与地面总接触面积为
＝可
＝m/s
＝＝＝＝＝＝
＝＝×100%≈32.6%
＝＝＝。
九年级物理第十四章-内能的利用
内能的利用一、热机1、热机1、内能的获得：通过燃料的燃烧，将燃料内部的化学能转化为内能。
2、热机的工作原理：燃料燃烧将化学能转化为内能，又通过做功将内能转化为机械能。
3、内燃机的含义：燃料直接在发动机汽缸内燃烧产生动力的热机。
4、内燃机的分类：内燃机分为汽油机和柴油机两大类。
5、四冲程：（1）工作冲程：吸气、压缩、做功、排气。
（2）能量的转化：压缩冲程：活塞压缩气体做功，活塞的机械能转化为气体的内能；（3）做功冲程：高温高压气体对活塞做功，气体的内能转化为活塞的机械能；（4）四个冲程中，只有做功冲程对外做功，其余三个冲程靠飞轮惯性完成一个工作冲程中，活塞往复两次，飞轮转动两周，做功一次。
二、热机的效率1、燃料的热值（1）表示：不同燃料在燃烧时将化学能转变成内能的本领大小（2）定义：单位质量某种燃料完全燃烧放出的热量叫做这种燃料的热值（3）热值的符号：q（4）热值的单位：焦每千克，符号为J/kg （焦每立方米，符号为J/3m ）（5）意义：汽油的热值是4.6×107J/kg ，其意义是1kg 汽油完全燃烧放出的热量是4.6×107J（6）影响因素：燃料的热值大小只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧状况等无关。
（7）应用：火箭常用液态氢燃料是因为：液态氢的热值大，体积小便于储存和运输。
（8）燃料燃烧的放热公式：燃烧固体或液体燃料放出的热量：Q 放=mq燃烧气体燃料放出的热量： Q 放=vq（Q---燃料燃烧的放出的热量---单位：焦耳J ，q---燃料的热值—单位：焦每千克J/kg 或 焦每立方米J/3m ，m---燃料的质量--单位：千克kg ，v---燃料的体积--单位：立方米3m ) 推导公式：q Q m = m Q q =⇒ 2、热机的效率（1）定义：热机中用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧放出的能量之比叫做热机效率。
（2）公式：η=w 有/Q 放×100% （注意：同学们写的时候用分式表示）其中:有用功的计算:可用W 有用=FS ，或W 有用=Pt（3）炉子的效率：a 、定义：有效利用的热量（水吸收的热量）与燃料完全燃烧放出的热量之比。
第十四章内能的利用
人教版九年级物理中考一轮复习第十四章内能的利用一、基础知识热机I热机原理：燃料燃烧把燃料的化学能转化为内能,内能做功又转化成机械能。
2内燃机：燃料在气缸内燃烧，产生高温高压的燃气，燃气推动活塞做功。
3常见内燃机：汽油机和柴油机。
4内燃机的四个冲程：(1)吸气冲程：汽油机吸入的是一空气和汽油燃料，柴油机只吸入空气；(2)压缩冲程：机械能转化为内能，(3)做功冲程：内能转化为机械能，(汽油机点燃火花塞，柴油机直接压燃)(4)排气冲程：排出废气与剩余的燃料。
热值(q):Ikg某种燃料完全燃烧放出的热量，叫燃烧的热值。
单位是Wkg或J/m3。
1燃料燃烧放出热量计算公式：0⅜=qm;2热值是物质的一种特殊属性3热机的效率：用来做有用功的能量和燃料完全燃烧放出的能量之比，叫热机的效率。
计算公式：α=w⅜用/W宣能量的转化和守恒1在一定的条件下，各种形式的能量可以相互转化；摩擦生热，机械能转化为内能；发电机发电，机械能转化为电能；电动机工作，电能转化为机械能；植物的光合作用，光能转化为化学能；燃料燃烧，化学能转化为内能。
2能量守恒定律：能量既不会消灭，也不会创生，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，而在转化和转移过程中，能量的总量保持不变。
二、习题练习1.(2019大连甘井子区)如图所示试管中装有水，用带玻璃管的胶塞塞住，在玻璃管口处放一个纸做的小叶轮，加热试管使水沸腾后，小叶轮转动，下列说法正确的是(B)A.小叶轮的转动是热传递的结果B.小叶轮的转动是内能转化为机械能C.小叶轮的转动是机械能转化为内能D.内燃机中的压缩冲程与此相同【答案】B【解析】燃料燃烧的过程是化学能转化为内能，这种内能传递给水，水沸腾汽化为水蒸气，高温的水蒸气可以驱动叶轮转动，水蒸气自身的温度会降低，内能会减少，转化成了叶轮的机械能，是内能做功的结果；故选项AC错误，选项B正确；内燃机的压缩冲程是压缩空气做功，将机械能转为内能，故D错误.2.（2020沈阳）在内燃机的四个冲程中，发生内能和机械能相互转化的是（B）A.吸气冲程和压缩冲程B.压缩冲程和做功冲程C.做功冲程和排气冲程D.排气冲程和吸气冲程【答案】B【解析】内燃机的四个冲程是吸气、压缩、做功、排气冲程，压缩冲程活塞向上运动，压缩气体对气体做功，将机械能转化为内能；做功冲程高温高压燃气推动活塞向下运动，将内能转化为机械能；吸气和排气冲程不发生能量转化.3.从本质上来看，内燃机的工作能量来源于（C）A.机械能B.热能C.化学能D.化学能和热能【答案】C【解析】内燃机工作时，将燃料的化学能通过燃烧燃烧转化为内能，燃气推动活塞做功，把内能转化为机械能.所以说从本质上来看，内燃机的工作能量来源于燃料的化学能.4.（2020梅里斯区）如图所示是汽油机的四个冲程，其中属于使汽车获得动力的冲程是（B）【答窠】B【解析】A.进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，属于排气冲程，故A不符合题意；B.进气门关闭，排气门关闭，活塞向下运动，属于做功冲程，故B符合题意；C.进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，属于吸气冲程，故C不符合题意；D.进气门关闭，排气门关闭，活塞向上运动，属于压缩冲程，故D不符合题意。