第十四单元 内能的利用【综合复习讲义】-2023年中考物理一轮大单元复习过过过（人教版）

第十四单元 内能的利用【综合复习讲义】（原卷版） 2023年中考物理一轮大单元复习过过过（人教版） 一、【单元内容】 《内能的利用》是在前面学习《内能》的基础上，进一步讨论内能的转化和实际应用的工具——热机。通过对四冲程内燃机工作原理的学习，使学生了解内燃机的主要结构；大致了解内燃机工作时能量的转化与转移情况；了解内燃机在现代生活,特别是交通方面的应用。通过具体分析,使学生认识到在利用燃料的内能方面，不可避免地会有一部分内能转化和转移到其他方面，因此要建立热机效率的概念，并与机械效率作联系和类比，之后自然引出能量守恒定律。通过本章的学习，使学生了解内燃机的发展对人类进步起到正面作用的同时，要使学生认识到它给环境带来的负面污染问题。 节次 内容解析 第一节：热机 蒸汽机的工作原理，热机的特点和种类。内燃机分为汽油机和柴油机，汽油机的四个工作冲程及特点；柴油机；重点是二者在结构和工作特点上的不同 第二节：热机效率 燃料的热值，热值是燃料的特性，反映燃料放热本领的大小。燃料燃烧放出的能量不能全部被热机利用来获得机械能，自然引出热机的效率，提高热机效率的方法 第三节：能量的转化与守恒 能量的种类，能量转化的方向性，能量的转化方式，各种能量在一定条件下都可以相互转化。能量守恒定律 二、【单元课标要求】 1.知道什么是热机、热机中的能量转化、四冲程内燃机的构造和工作原理；了解汽油机和柴油机的工作过程和在实际中的应用；提高学习兴趣,养成乐于讨论、乐于交流的习惯；培养学生观察实验现象和分析问题的能力。 2.知道什么是燃料的热值及其单位的意义,会查燃料热值表；会计算某种燃料完全燃烧放出的热量；知道热机的效率；了解提高效率的途径；了解热机的使用对社会带来贡献的同时也带来环境污染,增强环保意识。 3.知道各种形式的能量是可以相互转化的；知道在转化的过程中,能量的总量是保持不变的；能举出日常生活中能量守恒的实例。 三、【单元学习目标】 1．知道：热值的概念； 2．了解：四冲程热机的构造和工作原理；四冲程热机各冲程工作过程；了解汽油机和柴油机异同；热机效率的概念以及提高热机效率的途径；各种形式的能量是可以相互转化的； 3.能：识别热机四冲程；具有用能量守恒的观点分析物理现象的意识； 4.认识：热机四冲程工作过程中的能量转化；生活中常见的能量； 5.会：进行热值的简单计算；进行热机效率的简单计算。 四、【单元导图】 一、热机 二、热机的效率 三、能量的转化和守恒 五、【单元学习任务】 ★知识点一：热机 一、热机 1.实验探究—热机工作原理 【实验现象】如图所示，在试管中装一些水，用橡皮塞塞住试管口，固定在铁架台上，用酒精灯给试管加热，水沸腾后，水蒸气会把橡皮塞冲出去，试管口观察到大量“白雾”出现。 【实验分析】酒精燃烧释放出热量（化学能转化为内能），通过热传递将一部分内能转移给水，水的内能增加，温度升高，产生大量水蒸气。水蒸气越来越多，对橡皮塞的压力越来越大，最后将橡皮塞冲出，这时水蒸气对橡皮塞做功。同时，水蒸气内能减小，温度降低，水蒸气液化成小水滴，在试管口可以观察到“白雾”。 【探究归纳】该实验装置就是一个简单的热机。其工作过程是：燃料燃烧，化学能转化为内能，一部分内能通过热传递方式传递给工作物质—水，水内能增大，温度升高，产生大量水蒸气，水蒸气将橡皮塞冲出，水蒸气内能转化为橡皮塞机械能。 特别提醒 （1）实验时，橡皮塞不要塞得太紧，否则橡皮塞不易冲出，可能因试管气压太大导致试管炸裂而伤到人； （2）试管口不能对着人，以防试管内的水沸腾时冲出试管口伤到人。 利用内能的两种方式 （1）利用内能加热； （2）利用内能做功。 其中利用内能加热是内能转移过程，利用内能做功是内能转化过程。 2.热机 （1）热机：利用内能做功的机械叫热机。汽车、轮船和飞机等的发动机都是利用燃烧燃料释放的内能做功的装置，都是热机。 （2）热机的种类：分为蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机。它们构造不同，但它们有一个共同特点，那就是利用内能做功。 （3）内燃机：燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机。内燃机根据其所使用的燃料分为汽油机和柴油机两类。 二、汽油机 1.工作原理 利用气缸内汽油燃烧产生的高温高压燃气来推动活塞做功，将内能转化为机械能。 2.构造 （1）主要结构：如图所示，汽油机的主体是气缸。气缸上部有进气门和排气门，顶部有火花塞，下部有活塞，活塞通过连杆与曲轴相连。 （2）冲程：活塞在气缸内往复运动时，从汽缸的一端运动到另一端的过程，叫做一个冲程。 利用气缸内汽油燃烧产生的高温高压燃气来推动活塞做功，将内能转化为机械能。 （3）试管实验与汽油机构造比较：如图。 3.工作过程 （1）汽油机的一个工作循环：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。通过