第十四章 内能的利用 复习学案 2022-2023学年人教版物理九年级上学期

九年级上册物理内能的利用 一.内能的利用 内能的利用方式 利用内能来加热：实质是热传递。 利用内能来做功：实质是内能转化为机械能。 二.热机 1、 热机： 定义：热机是利用内能来做功，把内能转化为机械能的机器。 热机的种类：蒸汽机、内燃机（汽油机和柴油机）、汽轮机、喷气发动机等 2、 内燃机： 内燃机活塞在汽缸内往复运动时，从气缸的一端运动到另一端的过程，叫做一个冲程。 四冲程内燃机包括四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。 在单缸四冲程内燃机中，吸气、压缩、做功、排气四个冲程为一个工作循环，每个工作循环曲轴转2周，活塞上下往复2次，做功1次。 在这四个冲程中只有做功冲程是燃气对活塞做功，而其它三个冲程（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。 压缩冲程将机械能转化为内能。 做功冲程是由内能转化为机械能。 ①汽油机工作过程： ②柴油机工作过程： 3、汽油机和柴油机的比较： ①汽油机的气缸顶部是火花塞； 柴油机的气缸顶部是喷油嘴。 ②汽油机吸气冲程吸入气缸的是汽油和空气组成的燃料混合物； 柴油机吸气冲程吸入气缸的是空气。 ③汽油机做功冲程的点火方式是点燃式； 柴油机做功冲程的点火方式是压燃式。 ④柴油机比汽油及效率高，比较经济，但笨重。 ⑤汽油机和柴油机在运转之前都要靠外力辅助启动。 4.热值 燃料燃烧，使燃料的化学能转化为内能。 定义：1kg某种燃料完全燃烧放出的热量，叫做这种燃料的热值。用符号q表示。 单位：固体燃料的热值的单位是焦耳每千克（J/kg）、气体燃料的热值的单位是焦耳每立方米（J/m3）。 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、是否完全燃烧等无关。 公式：、 ①Q＝qm m= q= Q——放出的热量——焦耳（J）；q——热值——焦耳每千克（J/kg）；m——燃料质量——千克（kg）。 ②Q＝qV V= q= Q——放出的热量——焦耳（J）；q——热值——焦耳每立方米（J/m3）；V——燃料体积——立方米（m3）。 物理意义：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。 三.热机效率 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）。 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。 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。 公式： Q总= Q有用= Q总η 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。 热机能量损失的主要途径：废气内内、散热损失、机器损失。 提高热机效率的途径：① 使燃料充分燃烧，尽量减小各种热量损失；② 机件间保持良好的润滑，减小摩擦。③在热机的各种能量损失中，废气带走的能量最多，设法利用废气的能量，是提高燃料利用率的重要措施。 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。 一、填空题 1.在四冲程内燃机的工作过程中， 　 冲程将内能转化成机械能。 将机械能转化为内能。 2．自然界中的能量是可以相互转化的。请你指出下列过程中是由何种能量转化为何种能量的。（1）水力发电 ；（2）用电炉烧水 ； （3）电灯发光 ；（4）燃料燃烧 。 3．汽油机与柴油机从构造上来比较，汽油机汽缸顶部有一个 ，柴油机汽缸顶部有一个 。正因如此，汽油机在第一冲程中吸入的是 ，柴油机在第一冲程中吸入的是 。 4.在自然界中，其能量既不会消失，也不会创生，只能发生转化和转移。冬天，用手摸户外的金属杆时手感觉到冷，这属于能量的 ；烧水时，水蒸气顶起壶盖，这属于能量的 。 5．随着人们物质生活水平逐步提高，农村的厨灶发生了革命性的变化．煤球炉、沼气灶和液化气灶等灶具已走进家庭.若要将2.5kg初温为20℃的水加热到80℃,至少需要燃烧 _________m3 的液化气．[水的比热容是4.2×103J/(kg•℃),液化气的热值是5.0×107J/ m3 ] 6.如图