初三物理第14章内能的利用导学案.docx

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初三物理第14章内能的利用导学案

初三物理第14章内能的利用导学案

　　1内能的利用

　　课前预习

　　一、内能的获得——燃料的燃烧：

_______能转化为_________。

　　二、热值

　　定义：

____________________________________，叫做这种燃料的热值。

　　单位：

j/g

　　关于热值的理解：

　　①　对于热值的概念，要注重理解三个关键词“1g”、“某种燃料”、“完全燃烧”。

1g是针对燃料的质量而言，如果燃料的质量不是1g，那么该燃料完全燃烧放出的热量就不是热值。

某种燃料：

说明热值与燃料的种类有关。

完全燃烧：

表明要完全烧尽，否则1g燃料化学能转变成内能就不是该热值所确定的值。

　　②热值反映的是某种物质的一种燃烧特性，同时反映出不同燃料燃烧过程中，化学能转变成内能的本领大小，也就是说，它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、体积等均无关。

　　公式：

Q＝q。

实际中，常利用Q吸＝Q放即c=ηq′联合解题。

　　酒精的热值是3.0×107j/g，它表示：

_______________________________________

　　煤气的热值是3.9×107j/3，它表示：

________________________________________

　　炉子的效率：

　　①　定义：

炉子有效利用的热量与燃料完全燃烧放出的热量之比。

　　②　公式：

η=Q有效/Q总=c/q′

　　三、内能的利用

　　内能的利用方式：

　　⑴利用内能来加热；从能的角度看，这是________的转移过程。

　　⑵利用内能来做功；从能的角度看，这是_______转化为________。

　　课堂训练

　　为了提高锅炉的效率，某工厂的工人想了以下一些方法，其中正确的是。

　　A．把大的煤块送进炉膛，并加大送风量B．把大的煤块送进炉膛，并减小送风量

　　c．把煤粉送进炉膛，并加大送风量D．把煤粉送进炉膛，并减小送风量

　　下列例子中属于利用内能来加热的是。

　　A．喷气式飞机在飞行B．用高炉熔化铁c．燃气推动发电机转动D．火箭点火发射

　　下列说法中错误的是

　　A．只要对物体做功，物体的内能就一定增大B．做功和热传递对改变物体的内能是等效的

　　c．0℃的物体也具有内能D．物体的温度升高，分子热运动加剧，具有的内能增大

　　下列说法中错误的是

　　A．采用暖气设备供暖，既可以提高效率，又可以改善环境卫生

　　B．热电站是利用热机把内能转化为机械能，再带动发电机发电

　　c．用高炉熔化铁是利用内能来做功的

　　D．热机是把内能转化为机械能的机器

　　下列关于物体内能的说法中错误的是

　　A．内能的多少叫做热量B．内能可以直接用来加热物体

　　c．内能可以用来做功D．温度不变，物体的内能可能不变

　　燃烧13的煤气大约放出3.9×107j的热量，某市管道煤气收费标准为0.87元/3,有一户人家一个月内烧煤气消耗1.17×109j的热量，这个月应交煤气费多少元？

　　我国是垃圾生产大国，垃圾的掩埋处理将占用大量土地，并污染土壤和水源，为各种菌毒、蚊蝇提供了理想的栖息和繁衍场所．据统计，XX年某市城区生活垃圾达1.4×105t．经测算1t生活垃圾中，有一半为有机可燃物，每焚烧1g这种有机可燃物放出的热量与完全燃烧1g干木柴相当．已知干木柴的热值q=1.2×103j／g，水的比热容c＝4.2×103j／，那么

　　若将XX年该市城区生活垃圾全部焚烧，可产生多少热量？

　　这些热量若全部被水吸收，可将多少20℃的水烧开？

　　图2-12是一种太阳能汽车。

太阳光照射到这辆车电池板上的辐射总功率为8×103，在晴朗的天气，电池板对着太阳时产生的电压为160V，并对车上的电动机提供10A的电流。

问：

　　在这种情况下电动机消耗的电功率是多大?

　　太阳能电池将太阳能转化为电能的效率是多少?

　　你认为太阳能汽车与我们现在使用的汽车相比，有什么优点?

　　巩固提升

　　．做功和热传递在改变物体内能上是等效的，在图中属于热传递改变物体内能的是

　　．各种形式的能之间在一定的条件下可以相互转化，请按表中示例完成表格中的空白部分．3.火柴可以点燃，也可以擦燃，前者是用的方法使火柴燃烧起来，后者是用的方法使火柴燃烧起来。

这两种方法都可以用来改变物体的。

　　把铁块放在炉火中烧，是用的方法增加了铁块的内能。

用铁锤多次敲打铁块后铁块温度升高，这是用的方法增加了铁块的内能。

　　用热传递的方法来改变物体的内能，实际上是从一个物体到另一个物体的过程，热量只是表示热传递过程中物体内能的。

　　用做功的方法来改变物体的内能，实际上是内能和能的过程。

做功多少则表示在变化过程中物体能量的。

　　甲、乙两个物体间发生热传递，甲物体温度升高，乙物体温度降低，结果甲、乙两物体温度相同，在这一过程中甲物体内能增加了100j，则

　　A．甲物体的热量也增加了100jB．乙物体放出100j内能，热量减少100j

　　c．乙物体的内能减少了100jD．热传递后，甲、乙两个物体的内能相等

　　有一功率为40，热机效率为25%的汽车正在一平直的公路上行驶，此时油箱中仅剩下5g的汽油,如果不考虑热机其他的能量损失，汽车以15/s的速度向前行驶，问还可前进多少

　　太阳能是一种安全、清洁、方便的环保能源，每年6－11月某地区l2的面积在1h内平均接受的热量为4×105j．该地区生产的自动跟踪太阳能热水器，它接受太阳能的真空镀膜管总有效面积为152．

　　每天接收太阳能的时间以10h计算，则热水器每天可以接受多少太阳能？

　　假设热水器能把接受到的太阳能的63％转化为水的内能，它每天可以把质量为150g、初温为2o℃的水加热到多少摄氏度？

[已知水的比热容为4.2×103j／]

　　若用一台铭牌见下表的电热水器，在额定电压下将相同质量的水加热到同样的温度，需要多少时间？

　　2热机

　　知识要点

　　热机：

定义：

_________________________。

能的转化：

____转化为______

　　蒸气机——内燃机——喷气式发动机

　　内燃机：

将燃料燃烧移至机器内部燃烧，转化为内能且利用内能来做功的机器叫内燃机。

它主要有汽油机和柴油机。

　　内燃机大概的工作过程：

内燃机的每一个工作循环分为四个阶段：

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。

　　热机的效率：

热机用来做的那部分能量和的能量之比叫做热机的效率。

　　公式：

η=有用/Q总=有用/q

　　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。

　　汽油机和柴油机的比较：

　　异同汽油机柴油机

　　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。

　　例题解析

　　例、1用水壶烧水时，壶中水蒸气将壶盖顶起，这是消耗水蒸气的能对外做功，水蒸气的能转化为壶盖的能。

　　例、2如图所示，在试管中装些水，用软木塞塞住，加热使水沸腾，水蒸气会把软木塞冲出．在这个过程中，燃料的能转化为能，传给水和水蒸气。

水蒸气把塞子冲出时，水蒸气的能转化为塞子的能。

　　课堂检测

　　一、填空题

　　用炉火烧水，是用的方法增加水的内能。

这是利用内能来的例子。

　　热机是把能转化为能的机器。

这是利用内能来的例子。

　　常见的内燃机有和两种。

四冲程内燃机的一个工作循环是由、

　　和四个冲程组成的。

在一个工作循环中，曲轴转动周，燃气对活塞做功次。

　　在内燃机工作的四个冲程中，只有冲程对外做功，其他三个辅助冲程要靠飞轮的来完成。

　　在汽油机的压缩冲程中，能转化能；在做功冲程中，能转化能。

　　二、选择题

　　下列说法中都有一个“热”字，其中表示温度的是

　　A、热机B、冰块吸热会熔化c、这杯水热得烫手D、热传递

　　下面关于汽油机与柴油机的说法中，不正确的是

　　A．汽油机与柴油机使用的燃料不同

　　B．柴油机采用压燃式点火，汽油机采用点燃式点火

　　c．柴油机气缸顶部有个喷油嘴，汽油机气缸顶部有个火花塞

　　D．柴油机与汽油机除使用的燃料不同外，在构造上完全相同

　　下列事例中，属于机械能转化为内能的是

　　A．集热箱内获得内能B．气体膨胀对外做功

　　c．气体被压缩时，外界对气体做功D．水轮机带动发电机发电

　　下列事例中，属于内能转化为机械能的是

　　A．子弹穿入沙袋之中B．棒击球后，球飞向前方

　　c．皮球落地后，向上弹起D．爆竹点燃后腾空升起

　　下列事例中，不是机械能转化为内能的是

　　A．锯子锯木头，锯子发烫B．铅球从高处自由下落到沙坑里

　　c．子弹穿入沙袋中时D．人造卫星绕地球运动

　　1、现在火箭中用液态氢作燃料，是因为它具有

　　A.较小的密度B.较小的比热容c.较低的沸点D.较大的热值

　　三、计算题

　　汽车的诞生改变了人类的生活方式。

事实上，人类很早就在探寻着更好的代步工具，法国人居纽于1769年制造了世界上辆蒸汽驱动的三轮车。

现在你看到的这幅漫画，据说是牛顿所设计的蒸汽汽车原理图，试就该原理图回答下列问题：

　　找出原理图中运用了哪些物理知识？

　　该原理图中涉及到哪几种形式的能量？

请简述对应的能量转化过程。

　　使汽车向前运动的力是怎样产生的？

这个力的施力物体是谁？

　　人类发明和使用热机已有几百年的历史，而实现登月计划不过几十年。

人类个登上月球的车并不是用热机作动力机驱动的，而是用电驱动的，用热机驱动为什么不行？

　　一辆汽车，发动机的输出功率是29.4，热机效率为20％，它带有16g汽油，如果车速60/h，它能行驶多远？

　　3热机效率。

　　一、学习目标：

　　了解热机效率。

　　知道热机工作时燃料释放能量的主要流向。

　　知道可以怎样提高热机效率。

　　二、课堂导学:

　　热机是内能转化成机械能的机器，它跟所有机械一样，也有效率的问题。

热机效率是热机性能的一个重要指标。

　　热机的效率：

________________________________________。

　　分析课本139页图16.4－6的热机燃料燃烧能量走向示意图讨论如何提高热机效率的效率？

方法：

_______________________________、_________________________________、_________________________________。

　　三、课堂训练：

　　在热机的各种能量损失中，_________带走的能量最多，设法利用_____的能量，是提高燃料利用率的主要措施。

　　为了取得和应用内能，在燃烧煤和石油等燃料是，它们排放的_____________是大气污染的主要。

　　目前，世界各国对控制污染、保护环境非常重视，热机工作时对环境造成的主要污染是排出和产生，要尽量设法解决这一问题。

　　四、巩固提升：

　　柴油机工作的四个冲程中，冲程是燃气对活塞做功，此过程是将能转化为能。

　　以内燃机为动力的各种机械,在人类生产生活中应用极为广泛.从轮船、火车,到拖拉机、摩托车等,它们的动力大都于内燃机,它们虽然在构造上略有差异,但工作原理都是一样的.下面对内燃机的有关叙述,错误的是

　　A.内燃机是内能转化为机械能的装置B.内燃机用水冷却，是因为水的比热容大

　　c.它排出的废气无污染，是一种环保型的机器D.内燃机靠产生的高温高压气体做功

　　把燃料燃烧时释放的转化为的装置称为热机。

　　柴油机的效率比汽油机高，这是由于[]

　　A．柴油的燃烧值比汽油的燃烧值大

　　B．柴油的比热比汽油的比热大

　　c．柴油机气缸里的燃气产生的压强和温度比汽油机里高

　　D．柴油的密度比汽油的密度大

　　．图是内燃机的能流图，则内燃机的效率可表示为

　　A．η=［／E］×100％

　　B．η=×100％

　　c．η=［／E］×100％

　　D．η=×100％

　　一台大型推土机的推力约为3×104N，匀速推着土总行程达10，消耗柴油约30.3g,求推土机上装的柴油机的热机效率。