九年级物理第十四章内能的利用.docx

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九年级物理第十四章内能的利用

内能的利用

1、 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/

）

（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/

，

m---燃料的质量--单位：

千克kg，

v---燃料的体积--单位：

立方米

） 

推导公式：

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。

b、公式：

η=

×100% 

（4）提高热机效率的方法：

a、使燃料充分燃烧：

如将煤磨成煤粒，加大送风量   

b、加大受热面积，减少烟气带走的热量 

c、减少热量损失，利用保温材料；废气热量的利用

d、减少机械间的摩擦，润滑。

三、能量的转化和守恒

1、能量的转化

钻木取火：

机械能---内能；燃烧发光：

化学能---内能---光能；

光合作用：

光能--化学能；发电机：

机械能---电能；

电动机：

电能---机械能；太阳能电池：

是将光能--电能；

蓄电池充电：

电能---化学能；蓄电池供电：

化学能---电能

2、能量守恒定律：

能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到别的物体；在转化和转移过程中其总量不变。

4、练习

1、选择题

1、在火炉上烧饭主要是利用内能来（　　）

A．做功B．加热C．做功并加热D．以上说法都不对

2、一杯酒精减少一半后，则（　　）

A．热值和比热都不变B．热值减半、比热不变

C．热值和比热都减半D．热值不变、比热减半

3、下图所示是汽油机工作时各种冲程的示意图，其中表示做功冲程的是（　　）

4、以下交通工具中，常用汽油机作为动力装置的是（）

A．小轿车B．载重卡车C．远洋轮船D．吊车

5、下列流程图是用来说明单缸四冲程汽油机的一个工作循环及涉及到的主要能量转化情况．关于对图中①②③④的补充正确的是（　　）

A．①做功冲程②内能转化为机械能③压缩冲程④机械能转化为内能

B．①压缩冲程②内能转化为机械能③做功冲程④机械能转化为内能

C．①做功冲程②机械能转化为内能③压缩冲程④内能转化为机械能

D．①压缩冲程②机械能转化为内能③做功冲程④内能转化为机械能

6、下列说法中正确的是（）

A．运动的物体具有内能，静止的物体没有内能

B．热的物体具有内能，冷的物体没有内能

C．一切物体都有内能

D．温度高的物体具有的内能一定多

7、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

8、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．把煤粉送进炉膛，并加大送风量

C．把大的煤块送进炉膛，并减小送风量

D．把煤粉送进炉膛，并减小送风量

9、一台内燃机的转速是1440转／分，那么在每秒钟内（）

A．转轴转动24转，燃气对活塞做功12次，活塞完成48个冲程

B．转轴转动1440转，燃气对活塞做功720次，活塞完成2880个冲程

C．转轴转动1440转，燃气对活塞做功1440次，活塞完成1440个冲程

D．转轴转动24转，燃气对活塞做功24次，活塞完成24个冲程

10、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100J

B.乙物体放出100J内能，热量减少100J

C．乙物体的内能减少了100J

D．热传递后，甲、乙两个物体的内能相等

11、下列关于能量的转化和守恒的说法中错误的是（）

A．钻木取火是将机械能转化成内能

B．酒精燃烧时，将化学能转化为内能

C．发电机发电时，将机械能转化为电能

D．人们对太阳能的开发和利用，说明能量可以凭空产生

12、下列现象中属于能量转移的是（）

A.古人钻木取火B.热水瓶中的水蒸气把瓶塞顶开

C.钢铁在火炉中熔化D.人造地球卫星的太阳能光电池充电

13、航天工业中的火箭是用液态氢作为燃料的，这是因为液态氢具有的优点是（）

A.密度较大B.热值较大

C.比气体容易燃烧D.热膨胀较大

14、由于利欲熏心，少数不法煤商将煤矸石破碎后掺在优质煤中高价销售，客户为了不上当，最恰当的方法是检测下列物理量的中（）

A.热值B.质量

C.比热容D.温度

15、四口之家分别单独使用不同种类的燃料时的平均月消耗量分别为：

木柴约200kg，烟煤约80kg，液化石油气约30kg，煤气约60kg．这四种燃料中哪一种燃料的热值最高（）

A.木柴　B.烟煤　　　

C.液化石油气　　　　D.煤气

16、关于热机，下列说法中正确的是（）

A.四冲程汽油机在工作过程中，进气门和排气门都关闭的冲程只有做功冲程

B.四冲程内燃机的吸气、压缩、排气冲程是靠飞轮的惯性完成的

C.柴油机的效率比汽油机的高，这是因为柴油的热值比汽油的大

D.随着科学技术的发展，热机的效率可达到100%

17、现代汽车的发动机采用电子燃油喷射系统取代传统的化油器，俗称电喷发动机。

下列关于电喷发动机的说法中不正确的是（）

A.电喷发动机在压缩冲程末，由喷油嘴将一定数量的汽油喷入汽缸

B.电喷发动机能提高燃料的利用率

C.电喷发动机可以减少有害气体的排放

D.电喷发动机可以提高燃料的热值，提高发动机的功率

18、单缸四冲程汽油机的四个冲程的示意图如图所示。

下列关于汽油机一个工作循环中四个冲程的顺序排列正确的是（）

A.丙、丁、乙、甲

B.乙、丁、甲、丙

C.乙、甲、丁、丙

D.甲、乙、丙、丁

19、下列提高热机效率的方法中，不可行的是（）

A.减少各种热损失

B.加润滑油，减少机器部件间的摩擦

C.减少消耗的总能量

D.充分利用废气的能量，如建热电站

20、从城市空气质量报告可知，造成城市空气污染的主要污染物是可吸入颗粒物

（PM2.5）和二氧化硫。

下列对其形成的主要原因的分析中不正确的是（）

A.环境绿化不好，粉尘随风飘扬B.生产和生活中燃烧煤炭

C.机动车排放尾气D.工业生产排放废水

21、下列四种现象中，只有能的转移而不发生能的转化过程的是　（）

A.冬天，用手摸户外金属时感到冷B.植物吸收太阳光进行光合作用

C.水蒸气会把壶盖顶起来D.古代人钻木取火

22、有一种压电塑料薄膜，在压力作用下表面会产生电压。

若将它用在微型扬声器或话筒上，可以将电信号转化为发声振动，或将发声振动转化为电信号；另外，当它受热时还会产生电流，可用来制作火警预警装置。

以上信息中没有涉及的能量转化过程是（）

A.机械能转化为电能B.电能转化为机械能

C.内能转化为电能D.内能转化为机械能

2、填空题

23、3.0×107J/kg、0.8×103kg/m3、2.4×103J/（kg·℃）是表示酒精特征的三个物理量，它们依次表示的是酒精的、和。

24、随着人们生活水平的提高。

轿车已逐步进入我国普通百姓家中。

已知某国产轿车每行驶100km消耗8L汽油（1L=10-3m3），汽油的密度为0.71×103kg/m3、热值为4.6×107J/kg。

则10kg汽油完全燃烧时所产生的热量是J。

该汽车行驶100km消耗的汽油的质量是kg。

25、热机是的机械。

内燃机的四个冲程中，冲程把机械能转化为内能，冲程把内能转化为机械能。

26、一台四冲程汽油机的转速为3000r/min，则4s内活塞往复次，曲轴转动周，对外做功次，完成个冲程。

27、随着人们物质生活水平逐步提高，家里使用的燃料发生了革命性的变化，天然气已逐步

取代煤走进家庭。

天然气与煤相比，热学方面突出的优点是；环保方面突出的优点是。

若要将2.5kg、初温为20℃的水加热到80℃，至少需要燃烧kg的天然气。

[水的比热容是4.2×103J/（kg·℃），煤的热值是3.4×107J/kg，天然气的热值是5.0×107J/kg。

]

28、小丽家有如下设备：

①煤炉、②电炉、③燃气灶、④电饭煲、⑤太阳能热水器。

这些设备使用时，将化学能转化为内能的有；将光能转化为内能的有；将电能转化为内能的有。

（填序号）。

29、植物进行光合作用时的能量转化是，钻木取火的能量转化是

，燃料燃烧时的能量转化是。

30、汽油的燃烧值是4.6×107焦／千克，氢的燃烧值是1.4×108焦／千克．在燃烧单位质量这两种燃料时，________放出的热量多，因此，发射火箭时常用________做燃料．

31、热机是把________能转为________能的机器．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，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。

32、利用内能的主要途径是________和________．日常生活中生火煮饭是通过________的方式利用内能的，而喷气式飞机是通过________的方式利用内能的．

33、在用高压锅烧汤时，加压阀会被蒸气顶起来，这时蒸气对加压阀做了________，蒸气的内能会________，温度将________．

34、能量既不会凭空___________，也不会凭空___________，它只会从一种形式___________为其他形式，或者从一个物体___________到另一个物体，而在___________和___________的过程中，能量的总量保持___________。

这就是能量守恒定律。

35、指出下列过程中的能量转化：

（1）水力发电_______________；

（2）光合作用__________________；

（3）电炉发热_______________________（4）摩擦生热_______________

（5）气体膨胀做功____________________；（6）燃料燃烧________________；

（7）电动机通电后转动起来____________；（8）对蓄电池充电__________________

3、计算题

36、在一标准大气压下，完全燃烧质量为5kg、热值为1.26×107J/kg的干木柴，可以放出多少热量？

若不计热损失，则这些热量可把质量为多少的20℃的水烧开？

[已知c水=4.2×103J/（kg·℃）]。

37、小阳同学家的太阳能热水器，水箱容积是200L。

小阳进行了一次观察活动：

某天早上，他用温度计测得自来水的温度为20℃，然后给热水器水箱送满水，中午时“温度传感器”显示水箱中的水温为45℃。

求：

（1）水吸收的热量是多少？

（2）如果水吸收的这些热量由燃烧煤气来提供，而煤气灶的效率为40％，求至少需要燃烧煤气的质量是多少？

[c水=4.2×103J／（kg·℃），煤气的热值为q=4.2×107J／kg。

]

38、小红同学家的一台太阳能热水器安装在楼顶上，现需要将初温为10℃、质量为80kg的水加热到60℃，则这些水需要吸收多少热量？

如需产生上述热量，需要燃烧某种煤5.6kg，则这种煤的热值为多少？

c水=4.2×103J/（kg·℃）

39、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？

若现在使用天然气供给热量，已知天然气的燃烧效率为80%，问一共需燃烧多少kg的天然气?

（

J/kg）

40、现有一壶水要烧开需要吸收1.38×108J的热量，若不计热量损失，需要完全燃烧多少克煤油？

（煤油的燃烧值是4.6×107焦／千克）若实际燃烧了5千克的煤油，则该煤油炉的效率是多少

4、实验题

41、如图所示，在试管内装适量的水，用软木塞塞住，加热使水沸腾。

（1）水沸腾后有什么现象发生？

。

（2）为了安全，应采取的措施是。

（3）塞子被冲出的过程中，能量是如何转化的？

。

42、小刚学习了燃料的热值知识后，自己设计一个实验来比较煤油和菜籽油的热值。

他实验时组装了如图所示的装置，并每隔1min记录了杯中水的温度（见下表）。

（1）为了保证实验结论的可靠性，小刚在实验时应控制两套装置中相同的物理量有、油灯中煤油和菜子油的质量等。

（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）小刚实验前用天平测出烧杯中水的质量及油灯中燃料的质量并由记录的数据，利用公式Q吸=cm△t计算出了水吸收的热量，他想通过这些数据计算出煤油和菜籽油的热值，

你认为他的计算结果（选填“可靠”或“不可靠”），因为

。

43、达·芬奇是意大利著名的画家，他曾经设计了一个“永动机”，

如图所示。

他设计时认为右边的钢球比左边的钢球离轮心更远些，

在两边不均衡的作用力下，轮子会沿箭头方向转动不息。

你认为

达·芬奇的“永动机”（选填“能”或“不能”）永远

转动。

你的判断理由是。