第十四章 内能的利用整合与提升课件- 2023--2024学年人教版九年级物理上册

第十四章 内能的利用 1 2 如图所示，用酒精灯对试管中的水加热：(1)酒精燃烧时将______能转化为____能。(2)加热过程中，水温不断升高，这是利用________方式增加水的内能的。(3)塞子冲出去，是因为水蒸气的____能转化为塞子的_______能。(4)管口周围出现“白气”，是由于气体对外做功，内能减少，温度降低，水蒸气遇冷_______(填物态变化名称)形成小水滴。 命题点　利用内能做功实验 化学 内 热传递 内 机械 液化 如图甲，吸气冲程中，进气门____，排气门____，活塞向下。如图乙，压缩冲程中，进气门____，排气门____，活塞向上；______能转化为____能。如图丙，做功冲程中，进气门____，排气门____，活塞向下；____能转化为_______能。如图丁，排气冲程中，进气门____，排气门____，活塞向上。一个工作循环由____个冲程组成，曲轴和飞轮均转动____周，活塞往复____次，对外做功____次；在四个冲程中，只有_____冲程是燃气对外做功，其他三个冲程是辅助冲程，要靠安装在曲轴上的飞轮的____来完成。 命题点　汽油机工作示意图 开 关 关 关 机械 内 关 关 内 机械 关 开 4 2 2 1 做功 惯性 命题点　内燃机能流图 如图所示，在内燃机中燃料不能完全燃烧，如果燃料完全燃烧释放的能量用字母E表示，对外做有用功的能量用E1表示，则内燃 机的效率可表示为______________。 如图所示，掉在地上的弹性小球会跳起，但是越跳越低，说明小球在弹跳的过程中，机械能_____了，这是因为小球在弹跳过程中要克服空气的摩擦做功，一部分机械能转化为____能。 命题点　小球弹跳频闪照片 减少 内 如图所示是一种设想中的永动机。任何一部机器，只能使能量从一种形式_______为其他形式，而不能无中生有地制造能量。永动机违反了____________，因此根本不可能造出。 命题点　永动机 转化 能量守恒定律 1．如图所示，甲、乙、丙三个实验装置完全相同，燃料的质量都为10 g，烧杯内液体的质量都相同。 (1)比较不同燃料的热值应选择__________两个装置；比较不同物质的比热容应选择_______两个装置，选择的依据是物理学中研究问题时常用到的一种方法：__________法。 乙、丙 (2)在“比较不同燃料的热值”的实验中，通过观察温度计_________________比较燃料燃烧放出热量的多少，这种研究问题的方法叫做______法。 甲、乙 控制变量 示数的变化 转换 【补充设问】在燃烧同种燃料时还需要控制火力相同，是为了使两种液体在相同的时间内吸收_______(选填“相同”或“不同”)的热量，所以该实验主要用____________________(选填“温度计示数”或“加热时间的长短”)来表示两种液体吸热的多少。 相同 加热时间的长短 【拓展设问】如果质量和初始温度均相同的a、b两种液体，吸热后它们的温度随时间变化的图象如图丁所示，由图可看出b液体的温度升高得较慢，则__(选填“a”或“b”)液体的比热容较大。 b (1)如图，在安装、调整实验器材时，科学合理的顺序是：先调整固定____的位置，再调整固定____的位置。(均选填“A”或“B”) 2．某同学学习了燃料的热值知识后，自己设计了一个实验来探究煤油和菜籽油的热值大小关系。他实验时组装了如图所示的两套规格完全相同的装置，并每隔1 min记录杯中水的温度(见表)。 B 加热时间/min 0 1 2 3 4 5 6 甲图中水温/℃ 25 27 29 32 34 36 38 乙图中水温/℃ 25 26 27 28 29 30 31 A (2)为保证实验结论可靠，实验时应控制两套装置中相同的量有加热时间、_____________和_________。 (3)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_______。 (4)1 kg的菜籽油和2 kg的菜籽油的热值______(选填“相同”或“不相同”)，所以燃料的热值与燃料的质量_______(选填“有关”或“无关”)。 水的质量 加热时间/min 0 1 2 3 4 5 6 甲图中水温/℃ 25 27 29 32 34 36 38 乙图中水温/℃ 25 26 27 28 29 30 31 水的初温 煤油 相同 无关 【补充设问】“探究不同物质吸热升温的现象”的实验，物质吸收热量的多少通过比较________________(选填“温度计升高的示数”或“加热时间的长短”)来反映的。 【拓展设问】“比较质量相等的不同燃料燃烧放出的热量”的实验，正确选择实验器材，燃料燃烧放出热量的多少是通过比较_______________________(选填“温度计升高的示数”或“加热时间的长短”)来反映的，若实验过程中燃料还未燃尽时，某一烧杯内水就沸腾了，此时小明立即在该烧杯中添加了少量水继续实验，直至燃料燃尽后测量水温。这样操作是否可行？________，理由是__________________________。 加热时间的长短 温度计升高的示数 不可行 实验中液体的质量应相同 1．(贵阳模拟)热机工作时把燃料燃烧释放的内能转化为机械能，下列装置属于热机的是( ) A．汽油机 B．发电机 C．电视机 D．电动机 A 2．(2023·广东)如图是四冲程内燃机的某一冲程示意图，该冲程是( ) A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程 C 3．(多选)下列有关热机的说法中不正确的是( ) A．热机工作时将燃料化学能转化为内能，再转化成机械能 B．柴油机进气口吸入的是柴油和空气的混合物 C．四冲程汽油机每个工作循环中有2个冲程依靠惯性完成 D．热机效率越高，热机的功率越大 BCD 5．(2023·贵阳期中)内燃机的使用促进了社会的发展，目前内燃机通过控制燃油喷射量、喷射间隔时间，以及改变节气门开度等方法，使燃料更加充分的燃烧，最大限度优化内燃机的性能。这样做的目的是( ) A．提高燃料的热值 B．提高内燃机的效率 C．增加内燃机所做的功 D．增大燃料的比热容 B 6．下列关于热值和热机效率的说法，正确的是　( ) A．功率越大的热机效率越高 B．热值是定值，与外界条件无关 C．柴油机的热机效率通常为100% D．燃料燃烧释放的热量越多，热值越大 B 7．(贵州黔东南)如图所示，用力将活塞迅速下压，玻璃筒内硝化棉燃烧起来，该过程能量是由____能转化为____能，这一特点与汽油机______冲程相同。完全燃烧0.5 kg的汽油，放出的热量是___________J。(已知汽油的热值为4.6×107 J/kg) 机械 内 压缩 2.3×107 8．(2023·广西)2023年5月30日，搭载神舟十六号载人飞船的长征二号F遥十六运载火箭发射成功。火箭升空时，燃料燃烧释放的内能转化为______能，散失的能量越少，发动机效率越____(选填“高”或“低”)。 机械 高 9．(2023·遵义汇川区一模)在探究水的沸腾特点时，小明用酒精灯给初温为20 ℃、质量为200 g的水加热至80 ℃，若酒精灯的加热效率为30%，则此过程中会消耗酒精____g。[q酒精＝3.0×107 J/kg，c水＝4.2×103 J/(kg·℃)] 5.6 10．请在如图坐标系中画出煤油的热值与其完全燃烧所放出的热量Q的关系图象。 11．(毕节期末)每到夏收季节，大量农作物秸秆在田间被随意焚烧，这不仅造成资源浪费、环境污染，而且极易引发火灾等。为解决这一问题，现已研制出利用秸秆生产的节能环保型燃料——秸秆煤。若燃烧秸秆煤可以使50 kg、20 ℃的水温度升高到80 ℃。求：[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，q秸秆煤＝2.4×107 J/kg] (1)水需要吸收的热量。 (2)如果秸秆煤完全燃烧释放的热量有30%被水吸收，这些热量需要完全燃烧多少千克秸秆煤？ (3)若秸秆煤完全燃烧放出的热量由热值为3.2×107 J/m3的天然气来提供，需要完全燃烧多少立方米天然气？ 解：(1)水吸收的热量为Q吸＝c水m水Δt＝4.2×103 J/(kg·℃)×50 kg×(80 ℃－20 ℃)＝1.26×107 J； 27 12．(多选)小明用可乐瓶制作水火箭，先在瓶里装适量水，然后将带有阀门的金属管插入瓶塞，旋紧瓶塞后用打气筒往瓶里打足气(如图)；打开阀门后，水从尾部的金属管向下喷出，水火箭竖直向上飞向空中。下列分析正确的是( ) A．上升过程中，水火箭瓶内气体的内能减少 B．往水火箭里打气相当于内燃机的做功冲程 C．水从水火箭中喷出相当于内燃机的排气冲程 D．在整个过程中，能量总量是保持不变的 AD 13．(广东)如图为火箭发射的场景。火箭的燃料使用了液态氢，主要是因为它的____大，火箭发射升空时，燃料的化学能转化为____能，再转化为火箭的机械能。这个过程中火箭的机械能________(选填“守恒”或“不守恒”)。 热值 内 不守恒 14．如图甲、乙所示分别是我国研发出的首款新型空气动力汽车和小型低碳化未来汽车。甲车是利用压缩空气膨胀推动活塞做功提供动力，这种车在开车时将空气的____能转化为机械能；乙车顶部的巨型叶子实际上是一个高效光电转换器，它可将______能转化为电能。以上能量的转化过程中，能的总量_______(选填“增大”“减小”或“不变”)。 内 太阳 不变 ×100% (2)由η＝得，秸秆煤完全燃烧释放的热量为Q放＝＝＝4.2×107 J， 由Q放＝mq得，这些热量需要完全燃烧秸秆煤的质量为m＝＝＝1.75 kg； (3)由Q放＝Vq得，需要完全燃烧天然气的体积为V＝＝＝1.312 5 m3。 $$