中考物理 第四单元 热和能 内能的利用 第13讲 内能的利用课件

第13讲内能的利用2013~2015年初中学业水平考试试题统计与命题解读考点聚焦考纲要求云南省近三年考题统计命题角度年份/卷别/题号/分值题型热机了解热机的工作原理2015曲靖,13,2分2014昆明,4,3分2014曲靖,6,3分选择热机的工作原理、对热机的综合认识考点聚焦考纲要求云南省近三年考题统计命题角度年份/卷别/题号/分值题型热机效率知道内能的利用在人类社会发展史上的重要意义,从能量的转化、转移的角度认识效率。从能量转化的角度认识燃料的热值2015云南,11,2分2015曲靖,16,2分2015昆明,22,10分2014曲靖,13,2分2014昆明,15,2分2014云南,24,8分2013云南,25,8分填空计算热值、热量、效率综合计算热值及比热容的计算考点1考点2考点1热机1.热机是把内能转化为机械能的机器。2.热机工作过程:(1)多数内燃机是由吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程等四个冲程不断循环来保证连续工作的。(2)四冲程内燃机一个工作循环包含四个冲程,活塞往复运动两次,曲轴和飞轮转动两周,对外做功一次。(3)四冲程内燃机的一个工作循环中只有做功冲程是靠燃气推动活塞做功,其他三个冲程是辅助冲程,要靠安装在曲轴上的飞轮的惯性来完成。(4)内燃机的启动:靠外力驱动飞轮和曲轴转动起来,然后实现持续工作。q=𝑄𝑚考点1考点2考点2热机的效率1.热值(1)定义:1kg的某种燃料完全燃烧所释放的热量,叫作这种燃料的热值。(2)定义式:。(3)单位:焦每千克,符号是J/kg。(4)理解:①热值反映了燃料在燃烧过程中化学能转化为内能本领的大小。②热值是燃料本身的一种特性,它与燃料的种类有关,与燃料的质量、体积、是否完全燃烧等没有关系。【提示】对于气体燃料来说,热值,热值单位为“J/m3”。q=𝑄𝑉(2)定义式:η=𝑄有用𝑄总×100%。考点1考点22.热机的效率(1)热机用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的热量之比,叫作热机的效率。(3)内燃机工作时能量流向图:考点1考点2【提示】(1)温室效应的形成原因:现代社会工业生产过程中,煤炭、石油和天然气的燃烧,排放的有吸热和隔热功能的二氧化碳气体进入大气,使地球表面的温度升高。因此,二氧化碳气体又被称为温室气体。(2)热岛效应:热岛效应是指城市温度高于郊区温度的一种小气候现象。考法1考法2考法1热机的效率作为将内能转化为机械能的机器,考查的重点是热机的能量转化,特别是热机的能量转化效率。例1图中发电机、电动机、白炽灯、热机的能量流向图符合实际的是()考法1考法2解析:发电机工作过程中的能量转化是将机械能转化为电能,但是过程中由于摩擦生热,伴随着内能的损耗,故A正确;电动机在工作时,消耗电能,产生机械能和内能,且所产生的机械能应大于所产生的内能,故B错误;白炽灯工作原理是电能先转化为内能然后内能转化为光能,在转化过程中内能较多,没有机械能输出,故C错误;热机燃料燃烧释放能量的流向:①废气带走的能量;②克服摩擦做功消耗的能量;③向外散热;④转变为对外做有用功的能量,故D错误。答案:A方法点拨这是一个现实生活中的题目,解决这类题目需要我们多观察生活,让理论和实践有效结合。考法1考法2例2某物理小组的同学在社会实践活动中,通过实际调查和网上查询,绘制了一辆某种型号普通轿车行驶时的能量流向图,请你参与讨论有关问题。考法1考法2(1)根据图中的能量流向,说出该轿车行驶时有哪几方面的能量损耗。(2)若将机器转化有用功的能量与输入发动机的能量的比值定义为“能量转化效率”,由图中提供的数据可得,该轿车的能量转化效率为。(3)对减少汽车行驶中的能量损耗,就你所知,提出一条建议(不要求解释)。解析:(1)从能量流向图上可以读出,有用功之外的能量损耗为摩擦与辐射损耗、冷却水损耗、排放废气损耗;(2)轿车在行驶过程中,克服车轮受到地面的阻力做的功为有用功,由题图可以看出轿车的能量转化效率为η=17%;(3)建议可以是:给机器加润滑油,减少有害摩擦;改进油箱的密闭性,减少蒸发损耗;提高汽油质量;对排放的尾气进行收集、再利用等。答案:(1)摩擦与辐射损耗、冷却水损耗、排放废气损耗。(2)17%(3)给机器加润滑油,减少有害摩擦。考法1考法2方法点拨与热机的效率定义不同,“能量转化效率”是指机器转化为有用功的能量与输入发动机的能量的比值,注意二者定义上的区别。考法1考法2考法2燃料热值与热学计算热学综合计算题的命题角度,往往是吸收的热量(Q=cmΔt)由某种燃料燃烧放出,根据Q=qm进行相关计算,大多中考题涉及内能的转移效率问题。例3(2015山东德州中考模拟)“可燃冰”作为新型能源,有着巨大的开发使用潜力。同等条件下,“可燃冰”完全燃烧放出的热量可达煤气的数十倍,这说明“可燃冰”的很大。1kg“可燃冰”完全燃烧大约放出4.2×108J的热量,可使kg的水从20℃加热至60℃。(水的比热容为4.2×103J/(kg·℃))考法1考法2解析:在同等条件下,包含质量相同,“可燃冰”完全燃烧放出的热量达到煤气的数十倍,说明“可燃冰”的热值很大;答案:热值2500方法点拨(1)1kg某种燃料完全燃烧放出的热量,叫这种燃料的热值;(2)利用Q放=Q吸=cmΔt的变形公式即可求出水的质量。由Q放=Q吸=cmΔt可得,水的质量m=𝑄吸𝑐Δ𝑡=4.2×108J4.2×103J/(kg·℃)×(60℃-20℃)=2500kg。η=𝑄吸𝑄放×100%=6.72×105J1.68×106J×100%=40%。考法1考法2例4水壶里装有2kg、20℃的水,用天然气炉具将其加热至沸腾,已知天然气的热值为8×107J/m3,大气压强为标准大气压,c水=4.2×103J/(kg·℃),则:(1)烧开这壶水,水需要吸收多少热量?(2)若烧开这壶水消耗的天然气是0.021m3,则天然气炉具的效率是多少?解析:(1)水吸收的热量Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×2kg/m3×(100℃-20℃)=6.72×105J;(2)天然气完全燃烧释放的热量Q放=qV=8×107J/m3×0.021m3=1.68×106J,天然气炉具的效率答案:(1)6.72×105J(2)40%考法1考法2方法点拨一般燃料燃烧放出的热量很难被加热对象完全吸收,热传递过程中能量转移的效率就是吸收的热量和放出的热量之比;气体燃料燃烧放热可以用Q=qV计算。