14(新人教版)2014年中考物理一轮复习课件：第十四章-内能的利用

知识点1热机课标要求了解热机的工作原理。知道内能的利用在人类社会发展史上的重要意义1.能量转化：___能转化为_____能。2.内燃机：(1)定义：燃料直接在发动机_____内燃烧产生动力的热机。内机械汽缸(2)工作特点：吸气冲程压缩冲程做功冲程排气冲程进气门_____关闭关闭关闭排气门关闭_____关闭打开活塞运动方向向下向上向下_____能的转化_____能转化成___能___能转化成_____能打开关闭向上机械内内机械知识点2燃料的热值、热机的效率课标要求从能量转化的角度认识燃料的热值1.燃料的热值：(1)意义：表示燃料燃烧时放热本领的物理量。(2)概念：某种燃料_________时放出的热量与其质量之比。2.热机的效率：(1)定义：用来_________的那部分能量与燃料完全燃烧放出的能量之比。(2)提高热机效率的途径。①减少各种_________。②_________,保持良好的润滑。③尽可能使燃料充分燃烧。完全燃烧做有用功热量损失减少摩擦知识点3能量的转化与守恒课标要求知道能量守恒定律。列举日常生活中能量守恒的实例。有用能量转化与守恒的观点分析问题的意识1.普遍性：在一定条件下,各种形式的能量是可以_________的。2.能量守恒定律：能量既不会凭空消灭,也不会凭空产生,它只会从一种形式_____为其他形式,或者从一个物体_____到其他物体,而在转化和转移的过程中,能量的总量_________。相互转化转化保持不变转移(1)小汽车燃烧汽油把转化为内能,通过做功,把内能转化为。在能量转化的过程中,能量的总量。(2)小汽车一个工作循环有四个冲程,将机械能转化为内能的是冲程。汽油机的飞轮转速是240r/min,则此汽油机每秒钟内做功次。(3)小汽车行驶100km耗油7kg,这些汽油完全燃烧要放出J的热量。(汽油的热值q=4.6×107J/kg)(4)小汽车在行驶过程中存在能量损失,故它的效率1。参考答案：(1)化学能机械能保持不变(2)压缩2(3)3.22×108(4)小于高频考点1热机中考题眼①冲程②能量转化1.工作特点：燃烧时把燃料的化学能转化为内能,又通过做功把内能转化为机械能。2.工作过程：一个工作循环,活塞往复运动两次,曲轴转动两周,对外做功一次。3.汽油机和柴油机的比较：类别汽油机柴油机不同点构造汽缸顶部有火花塞汽缸顶部有喷油嘴燃料汽油柴油吸入气体汽油与空气的混合物纯净的空气压缩后的温度较高很高点火方式点燃式压燃式效率效率低20%～30%效率高30%～45%应用自身轻便,主要用于汽车、飞机、摩托车等机体笨重,主要用于载重汽车、火车、轮船等相同点①燃料都必须在汽缸内燃烧,都是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成一个循环②在做功冲程中都是内能转化为机械能,在压缩冲程中,机械能转化为内能【易错警示】在四个冲程中,只有做功冲程是燃气对活塞做功,其他三个冲程都要靠曲轴上安装的飞轮的惯性来带动完成。【拓展延伸】点燃式与压燃式柴油机在吸气冲程中吸入汽缸的只是空气,所以压缩时可以压缩得很厉害,汽缸内空气的温度远高于柴油的着火点,因此在压缩冲程末喷入雾状的柴油,柴油就会自动燃烧,这种点火方式称为压燃式。由于汽油机在吸气冲程中吸入汽缸的是空气与汽油的混合气体,所以压缩冲程中不能压缩得太厉害,因此汽缸内的温度还不到汽油的着火点,所以在压缩冲程末要有电火花点燃汽油,这种点火方式叫点燃式。由于上述原因,在做功冲程中,柴油机中柴油燃烧得更充分,燃烧时产生的燃气温度更高,压强更大,可以将更多的内能转化为机械能,因此柴油机的效率比汽油机的效率高。【典例1】(2013·南京中考)如图所示是内燃机的四个冲程,其中属于压缩冲程的是()【思路导引】解答本题的两个关键点：关键点1：火花塞是否点火。关键点2：进气门和排气门的开、关情况。【精讲精析】选A。本题考查内燃机四个冲程的识别。根据进气门、排气门的开关情况和活塞的运动方向来判断。压缩冲程的特点是进气门、排气门关闭,活塞向上运动。A项是压缩冲程,B项是排气冲程,C项是做功冲程,D项是吸气冲程。故选A。【方法归纳】判断汽油机冲程的方法(1)判断吸气冲程和排气冲程关键看气门和活塞：有一个气门打开,活塞向下运动是吸气冲程;有一个气门打开,活塞向上运动是排气冲程。(2)判断做功冲程和压缩冲程关键看活塞：两气门均关闭,活塞向下运动是做功冲程,向上运动是压缩冲程;如果火花塞点燃必为做功冲程。【变式训练】关于热机,下列说法正确的是()A.汽油机顶部有喷油嘴,柴油机顶部有火花塞B.柴油机在吸气冲程中,将柴油和空气的混合气吸入汽缸C.汽油机在做功冲程中,进气门关闭,排气门打开D.汽油机在做功冲程中把内能转化为机械能【解析】选D。本题考查汽油机和柴油机的区别。汽油机顶部有火花塞,柴油机顶部有喷油嘴,A项错误;柴油机在吸气冲程中,将空气吸入汽缸,B项错误;汽油机在做功冲程中,进气门和排气门都是关闭的,C项错误;汽油机在做功冲程中将内能转化成机械能,D项正确。故选D。下面流程图是用来说明单缸四冲程汽油机的一个工作循环和涉及的主要能量转化情况的,下列关于图中①②③④的补充正确的是()A.①做功冲程②内能转化为机械能③压缩冲程④机械能转化为内能B.①压缩冲程②内能转化为机械能③做功冲程④机械能转化为内能C.①压缩冲程②机械能转化为内能③做功冲程④内能转化为机械能D.①做功冲程②机械能转化为内能③压缩冲程④内能转化为机械能【解析】选C。本题考查内燃机能量的转化。在压缩冲程中机械能转化为内能;在做功冲程中内能转化为机械能。高频考点2燃料的热值中考题眼热值、热量1.理解：热值用来表示燃料在完全燃烧时放热本领的大小,它反应了燃料的燃烧特性。热值大,反映1kg的这种燃料完全燃烧时放出的热量多。热值和密度、比热容等物理量一样,是物质本身的一种特性,它只与物质的种类有关,与燃料的质量、体积、燃料燃烧的情况无关。2.应用：燃料完全燃烧时放出的热量。(1)固体：Q放=mq(单位：J/kg)。(2)气体：Q放=Vq(单位：J/m3)。【典例2】(2012·安顺中考)一个成年人参加一次长跑,身体消耗的能量为6.6×106J,这些能量相当于完全燃烧0.55kg的干木柴才能得到。则干木柴的热值为,如果用掉一半后,干木柴的热值将变为。【思路导引】解题关键：【精讲精析】本题考查燃料热值的计算。Q放=6.6×106J,由Q放=mq,得热值是燃料的特性,只与燃料的种类有关,与燃料的质量无关,用掉一半后,干木柴的热值仍为1.2×107J/kg。答案：1.2×107J/kg1.2×107J/kg67Q6.610Jq1.210J/kgm0.55kg放高频考点3热量、效率的综合计算中考题眼①热值②热量的计算1.能量转移型：分清吸热物体和放热物体,找到对应的初温和末温,用较高的温度减去较低的温度,算出变化的温度值,并选择吸热或放热的公式计算。2.能量转化型：(1)化学能转化为内能：不考虑能量损失,有Q放=Q吸,Q放=mq,Q吸=cmΔt,即mq=cmΔt;如果考虑能量损失,则有QcmtQmq吸放。(2)太阳能、电能转化为内能：若不考虑能量损失,物质增加的内能等于吸收的太阳能或消耗的电能,即Q吸=W太阳、Q吸=W电;若考虑能量损失,有Q吸=ηW太阳、Q吸=ηW电。(3)机械能转化为内能：若不考虑能量损失,有Q吸=W机械;若考虑能量损失,则有Q吸=ηW机械。【典例3】(2013·兰州中考)已知煤气的热值为3.6×107J/m3,0.28m3的煤气完全燃烧放出的热量是多少?若这些热量的50%被温度为20℃,质量为30kg的水吸收,则水温升高多少?[c水=4.2×103J/(kg·℃)]【思路导引】解答本题所选用的有关公式及其联系如下：【精讲精析】煤气完全燃烧放出的热量Q放=Vq=0.28m3×3.6×107J/m3=1.008×107J水吸收的热量Q吸=ηQ放=50%×1.008×107J=5.04×106J由Q吸=c水mΔt得水升高的温度答案：1.008×107J40℃63Q5.0410Jt40cm4.210J/(kg)30kg吸水℃℃【方法归纳】(1)注意题中的温度表述形式：“升高”“升高了”或“降低”“降低了”都是表示温度的变化量,即Δt,“升高到”或“降低到”表示的是物体的末温。物体吸热升温时,Δt是末温与初温之差;物体放热降温时,Δt是初温与末温之差。(2)计算燃料燃烧放出的热量时,注意燃料有没有完全燃烧,如果完全燃烧可以用公式Q放=mq计算,没有完全燃烧则不能用此公式。(3)各物理量必须选用国际单位。【变式训练】(2012·苏州中考)某家庭需要将50kg、20℃的水加热到60℃作为生活用热水,他们利用煤气灶烧水,需燃烧0.8kg煤气。已知煤气的热值q=4.2×107J/kg,水的比热容c=4.2×103J/(kg·℃)。求：(1)50kg、20℃的水加热到60℃需吸收的热量;(2)完全燃烧0.8kg煤气放出的热量;(3)煤气灶烧水的效率。【解析】本题考查热量的综合计算。(1)Q吸=cm水(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×50kg×(60℃-20℃)=8.4×106J(2)Q放=mq=0.8kg×4.2×107J/kg=3.36×107J答案：(1)8.4×106J(2)3.36×107J(3)25%67Q8.410J3100%100%25%Q3.3610J吸放＝1.用酒精灯给试管加热,如图所示,试管口软木塞冲出的过程中,下列说法正确的是()A.水蒸气对软木塞做功,水蒸气内能增大B.水蒸气的内能转化为软木塞的机械能C.能量的转化与热机压缩冲程能量转化相同D.试管口的“白气”是水蒸气汽化形成的【解析】选B。本题考查能量的转化。软木塞冲出的过程中,水蒸气对软木塞做功,水蒸气的内能转化为软木塞的机械能;所以水蒸气的内能减小,温度降低,部分水蒸气“遇冷”液化成小水滴,即“白气”。2.关于燃料的热值,以下说法中正确的是()A.燃料的热值与燃料的燃烧情况无关B.容易燃烧的燃料,热值一定大C.煤的热值大于干木柴的热值,燃烧煤放出的热量比燃烧干木柴放出的热量一定多D.为了提高锅炉中燃料的利用率,一定要用热值高的燃料【解析】选A。本题考查燃料的热值及热机的效率。热值是燃料的一种特性,与是否完全燃烧及是否容易燃烧无关。A项对,B项错。C项中,燃料的质量大小及是否完全燃烧两个因素未知,因此错误。锅炉中燃料利用率的多少与燃料是否完全燃烧及热损失情况等因素有关,要提高锅炉中燃料的利用率,应让燃料燃烧充分,同时减少各种热损失,而不只是用热值高的燃料,D错。3.如图所示为某内燃机的能流图,则该内燃机的效率可表示为()123413421EEEEA.100%EEEEB.100%EEC.100%EED.100%E【解析】选C。本题考查热机效率。根据热机效率的概念,热机效率等于热机中用来做有用功的能量跟燃料完全燃烧放出的能量之比。4.(2012·德州中考)内燃机有四个工作冲程,如图所示是内燃机的冲程,活塞下降时,燃气内能(选填“减少”或“增加”)。【解析】本题考查内燃机的四个工作冲程及能量转化。由题图可知,活塞向下运动,两个气门关闭,这是做功冲程的特点;也可以由火花塞点火判断,火花塞点火一定是做功冲程。在此冲程中,燃气膨胀推动活塞向下运动,对活塞做功,内能减少,内能转化为机械能。答案：做功减少5.热机的原理：【解析】本题考查热机的原理。燃料燃烧时,化学能转化为内能,推动活塞做功时,内能转化为机械能。答案：化学内做功机械6.木炭的热值是3.4×107J/kg,表示;若完全燃烧0.5kg木炭,则放出热量。【解析】本题考查热值的综合知识。燃料的热值反映燃料燃烧时放热的本领,表示1kg燃料完全燃烧产生的热量是多少,描述时要注意说明“1kg”和“完全燃烧”。根据热值表示的含义,容易计算出0.5kg木炭完全燃烧放出的热量为Q放=mq=0.5kg×3.4×107J/kg=1.7×107J。答案：1kg