第十四章 内能的利用2023_2024学年人教版物理九年级全一册

第十四章·内能的利用 章节内容结构图 导学一·热机 知识点1：热机 热机：利用内能做功的机械。（内能转化为机械能） 内燃机：燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机。 内燃机种类：汽油机和柴油机。 知识点2：汽油机 四冲程汽油机剖面图： 汽缸上部有进气门和排气门，顶部有火花塞，下部有活塞，活塞用连杆跟曲轴相连。 活塞在汽缸内往复运动时，从汽缸的一端运动到另一端的过程，叫做一个冲程。 四冲程汽油机的工作原理： （1）吸气冲程： 进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，汽油和空气的混合物进入汽缸。 （2）压缩冲程： 进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，燃料混合物被压缩。 压缩冲程发生了怎样的能量转化？ 外界对气体做功，机械能转化为内能，气体内能增大。 （3）做功冲程： 进气门和排气门都关闭，在压缩冲程结束时，火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧，产生高温高压的气体；高温高压的气体推动活塞向下运动，带动曲轴转动，对外做功。（点燃式） 做功冲程发生了怎样的能量转化？ 气体对外做功，内能转化为机械能。 （4）排气冲程： 进气门保持关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气排出汽缸。 哪个冲程使汽车获得动力？ 做功冲程；四个冲程中唯一的动力来源。 吸气冲程、压缩冲程和排气冲程的运动是依靠飞轮的惯性（储存机械能）来完成的。 一个工作循环=四个冲程=活塞往返两次=活塞对外做功一次=飞轮转动两周 汽油机的应用：小型汽车、摩托车等。 知识点3：柴油机 工作过程 异同点 汽油机 柴油机 吸气冲程 不同点 吸入汽缸内的是空气和汽油的混合物。 吸入汽缸内的只是空气。 相同点 进气门打开，排气门关闭。 压缩冲程 不同点 燃料空气混合物被压缩，燃气体积小，压强大，温度高。 空气被压缩得更厉害，空气体积更小，压强更大，温度更高。 相同点 机械能转化为内能，两个气门都关闭。 做功冲程 不同点 火花塞产生电火花，使燃料燃烧， 点燃式。 喷油嘴喷出雾状柴油，遇热空气燃烧，压燃式。 相同点 内能转化为机械能，两个气门都关闭。 排气冲程 相同点 进气门关闭，排气门打开排出废气。 柴油机的应用：载重汽车、拖拉机、坦克、火车和轮船等。 导学二·热机的效率 知识点1：燃料的热值 某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比，叫做这种燃料的热值。（符号q表示） 热值的定义式：q= ； q=（某些气体） 【Q放是燃料完全燃烧放出的热量】 热值的单位是焦每千克，符号是J/kg。 注意：对于某些气体燃料，热值的单位是焦每立方米，符号是J/m3。 热值的物理意义：燃料在完全燃烧时放热的能力。 热值是燃料本身的一种性质，热值大小与燃料的种类有关。 计算燃料完全燃烧时放出的热量的公式：Q放=qm ； Q放=qV 注意：燃料完全燃烧时放出的热量用Q放=qm、Q放=qV进行计算； 物体温度自然降低时放出的热量用Q放=cmΔt进行计算。 知识点2：热机的效率 热效率：物体吸收的热量占燃料完全燃烧放出热量的比值。 热效率的公式：η= 热机的效率：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。 热机效率的公式：η= 热机效率的物理意义：热机性能的重要指标。 提高热机效率（燃料利用率）的方法： （1）设法利用废气的能量。 （2）使燃料更充分燃烧。 （3）减少机械内部产生的摩擦。 （4）减少机械热量的散失。 导学三·能量的转化和守恒 知识点1：能量的转化 能量转化是有能量形式的变化。 风能-太阳能路灯： ①太阳能电池把太阳能（光能）转化为电能。 ②风力发电机把风能转化为电能。 ③给蓄电池充电是把电能转化为化学能；蓄电池放电时是把化学能转化为电能。 ④灯发光是把电能转化为内能和光能。 效率指的是能量的转化率/能量的利用率，有用能量与总能量的比值。 知识点2：能量守恒定律 能量转移是没有能量形式的变化。 能量守恒定律：能量既不会凭空消失，也不会凭空产生，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其他物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。 2 学科网（北京）股份有限公司 $$