第十四章 内能的利用 复习讲义 ---2023-2024学年人教版物理九年级上学期

第十四章 内能的利用 核心知识提炼 知识点一 热机 1.定义：热机是利用内能做功的机械。 2.热机的种类：蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等。 3.四冲程汽油机工作过程 示例图 气门、活塞变化 进气门打开， 排气门关闭， 活塞向下运动 进气门关闭， 排气门关闭， 活塞向上运动 进气门关闭， 排气门关闭， 活塞向下运动 进气门关闭， 排气门打开， 活塞向上运动 冲程名称 吸气冲程 压缩冲程 做功冲程 排气冲程 能量转化 机械能转化为内能 内能转化为机械能 ( 知识点拨： 汽油机 的一共工作循环有 4 个冲程，对外做功 1 次，活塞往复 2 次，曲轴转动 2 周 ) 知识点二 热机的效率 1.热值 （1）定义：某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比，用符号q表示。 （2）公式：（红体）（适用于固体、液体）、（红体）（使用与气体） （3）单位：（红体）或（红体） ( 知识点拨： 热值是燃料的一种属性，只与燃料的种类有关，与燃料的形状、体积、质量以及是否完全燃烧无关。 ) 2.热机的效率 （1）定义：热机工作时，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 （2）公式： （红体） ( 知识点拨： 热效率类型 计算过程 备注 炉子的效率 是燃料完全燃烧放出的热量，不是燃料燃烧放出的热量 热机的效率 是热机牵引力做的功 ) 知识点三 能量的转化和守恒 能量守恒定律：能量既不会消灭，也不会创生，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。 ( 知识点拨： 转移或转化 总量 条件 关系 能量 守恒 各种形式的能量在一定的条件下都可以相互转化或转移 转化或转 移 后能量的总量不变 无 机械能守恒是能量守恒的一个特例 机械能守恒 在一定条件下动能和势能之间相互转化 动能和势能相互转化后，机械能总量不变 无机械能损失 ) 易错易混辨析 【易错点一】不能根据飞轮的转数判断做功次数 【经典例题1】一台汽油机的飞轮转速为600 r/min，则1s内（　　） A．完成10个冲程，做功10次 B．完成10个冲程，做功5次 C．完成20个冲程，做功10次 D．完成20个冲程，做功5次 [易错解答]C [错因分析]误认为汽油机完成1个工作循环，飞轮转2转，完成4个冲程，对外做功2次。 [正确解答]汽油机完成1个工作循环，飞轮转2转，完成4个冲程，对外做功1次，若飞轮的转速为600 r/min＝10 r/s，即每秒完成5个工作循环，完成20个冲程，对外做功5次，故D正确。故选D。 【同类练习1】在如图所示的“汽油机模型”实验中，将少量 的汽油喷入筒内，用软木塞塞住筒口，摇动起电机，观察到放 电针放电，汽油燃烧，软木塞被高温高压的气体冲出。该实验 可模拟四冲程汽油机工作时的 　 　冲程。某台汽油机飞 轮的转速为3200 r/min，在60s内，汽油机完成 　 　个 工作循环。 【易错点二】混淆能量守恒与机械能守恒 【经典例题2】如图是小球在地面弹跳的频闪照片，下列说 法中正确的是（　　） A．小球弹起的高度越来越小，说明在此过程中能量不守恒 B．根据能量守恒定律，在此过程中小球的机械能总量是保持不变的 C．在小球的运动中，有一部分机械能转化成了内能 D．小球最终会静止，这说明小球具有的机械能凭空消失了 [易错解答]A、B或D [错因分析]误认为小球弹起的高度变小，最终会静止，则机械能消失或者能量不再守恒；对能量守恒定律理解不正确，误认为机械能总量守恒，但能量的总量不守恒。 [正确解答]由图可知，小球运动过程中弹起的高度越来越小、速度越来越慢，说明重力势能和动能都越来越小，故小球的机械能减少；机械能减少的原因是克服与空气摩擦做功，与地面撞击做功，小球的机械能没有消失，而是将机械能转化成了部分内能，因此机械能总量减小，但能量的总量是守恒的，故A、B、D错误，故C正确。故选C。 【同类练习2】文艺复兴时期，意大利的达•芬奇设计了如图 所示的“永动机”装置。他设计时认为，在轮子转动过程中， 右边的小球总比左边的小球离轮心更远些，在两边不平衡的力 作用下会使轮子沿箭头方向转动不息，而且可以不断地向外输 出能量。下列对该装置开始转动后的分析正确的是（　　） A．装置所具有的机械能始终不变 B．装置中小球的动能和重力势能不会相互转化 C．如果没有能量补充，装置最终会停下来 D．根据能量守恒定律，装置可以一直转动下去 【易错点三】不理解热值的物理意义 【经典例题3】关于燃料的热值，以下说法正确的是（　　） A．煤的热值比干木柴大，因此1 kg煤完全燃烧放出的热量一定比1 kg干木柴多 B．越容易燃烧，放热