人教版九年級(jí)物理上冊(cè)《熱機(jī)與熱機(jī)效率》同步復(fù)習(xí)

1、人教版九年級(jí)物理上冊(cè)熱機(jī)與熱機(jī)效率同步復(fù)習(xí)一、熱機(jī)1、定義：把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的機(jī)器 。深化升華：熱機(jī)的基本原理是燃料的化學(xué)能通過(guò)燃燒轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，又通過(guò)做功把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。熱機(jī)的種類(lèi)很多，這些熱機(jī)在人類(lèi)社會(huì)的工業(yè)化進(jìn)程中起到了舉足輕重的作用，而且在現(xiàn)代社會(huì)中還發(fā)揮著巨大作用。2、種類(lèi)：熱機(jī)常見(jiàn)有蒸汽機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、汽輪機(jī)、噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)等。3、內(nèi)燃機(jī)(1)分為汽油機(jī)和柴油機(jī)兩大類(lèi)。(2)汽油機(jī)一個(gè)工作循環(huán)由四個(gè)沖程組成： 、。其中， 每完成一個(gè)工作循環(huán)，活塞往復(fù)兩次，飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)兩周，只有做功沖程實(shí)現(xiàn)內(nèi)能向機(jī)械能的轉(zhuǎn)化。要點(diǎn)提示：在四個(gè)沖程中，壓縮沖程和做功沖程中發(fā)生了能量轉(zhuǎn)化，壓縮沖程中活塞運(yùn)動(dòng)的機(jī)

2、械能轉(zhuǎn)化為汽油和空氣混合物的內(nèi)能。做功沖程中，燃料燃燒把燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為燃?xì)獾膬?nèi)能，然后通過(guò)做功把燃?xì)獾膬?nèi)能轉(zhuǎn)化為活塞的機(jī)械能。(3)汽油機(jī)與柴油機(jī)的異同點(diǎn)同：都屬于內(nèi)燃機(jī)，一個(gè)工作循環(huán)都是由四個(gè)沖程組成：吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程異：與汽油機(jī)相比，柴油機(jī)沒(méi)有 火花塞，在相應(yīng)的地方有一個(gè) 噴油嘴汽油機(jī)在吸氣沖程中 有汽油和空氣的混合物，柴油機(jī)在吸氣沖程中 只有空氣。汽油機(jī)靠火花塞點(diǎn)燃，柴油機(jī)沒(méi)有點(diǎn)火系統(tǒng)，采用 壓燃式，故障少，易保養(yǎng)。與汽油機(jī)相比，柴油機(jī)壓縮比高，因此做功沖程比汽油機(jī)大，可輸出功率大。爆發(fā)壓力高，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的零件強(qiáng)度要求高，導(dǎo)致柴油機(jī)笨重?！纠}1】、如圖所示為內(nèi)燃

3、機(jī)工作的四個(gè)沖程示意圖，其中表示壓縮沖程的是()(單選)A、甲【例題2】、用酒精燈給試管中的水加熱，如圖法正確的是（）（單選）A.水蒸氣對(duì)軟木塞做功，水蒸氣的內(nèi)能增大B.水蒸氣的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為軟木塞的機(jī)械能C.能量的轉(zhuǎn)化形式與熱機(jī)壓縮沖程能量轉(zhuǎn)化相同1所示，在軟木塞被沖出試管口的過(guò)程中，下列說(shuō)D.軟木塞的機(jī)械能守恒二、熱機(jī)的效率（一）燃料的熱值1、定義：1千克的某種燃料完全燃燒而放出的熱量。2、物理意義：表示燃料燃燒時(shí)放熱本領(lǐng)的物理量，燃燒相同質(zhì)量的不同燃料，放出的熱量是不同 的，就是說(shuō)，不同燃料在燃燒時(shí)放熱的本領(lǐng)不同，物理學(xué)中用熱值來(lái)表示燃料的這種特性。3、單位：熱值的單位是：焦/千克，讀做焦每

4、千克，用符號(hào) J/kg。如酒精的熱值為：3.0x107J/kg, 表示1 kg酒精完全燃燒放出的熱量是3.0X 107J。4、實(shí)質(zhì)：燃料燃燒過(guò)程中，燃料儲(chǔ)藏的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。深化升華：內(nèi)能的主要來(lái)源是燃料， 燃料燃燒時(shí)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能釋放出來(lái)， 不同燃料在燃燒過(guò)程 中化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的本領(lǐng)大小不同， 這就是燃料的一種性質(zhì)， 用燃料的熱值來(lái)表示。 同種燃料的熱值 相同，與燃料的質(zhì)量大小、形狀及放出熱量的大小都沒(méi)有關(guān)系。5、熱值是描述燃料性質(zhì)的物理量，它反映的是1 kg的某種燃料完全燃燒放出的熱量。熱值的單位為 J/kg。難點(diǎn)剖析：對(duì)于熱值的理解應(yīng)抓住三個(gè)關(guān)鍵詞語(yǔ)：1kg、某種燃料、完全燃燒。(

5、1) “1 kg”是指熱值針對(duì)1 kg的燃料而言，如果不是 1 kg的燃料，完全燃燒放出的熱量值與熱值不同。(2) “某種燃料”是指熱值與燃料的種類(lèi)有關(guān)，確定了燃料才能確定熱值， 不同燃料的熱值一般不同。由此可見(jiàn)熱值反映了燃料的燃燒特性，熱值大的1kg燃料完全燃燒放出的熱量多。(3) “完全燃燒”是由指燃料在燃燒時(shí)必須燒完、燒盡，只有1 kg的燃料完全燃燒時(shí)放出的熱值才是這種燃料的熱值，通常情況下燃料往往不能完全燃燒，致使燃料燃燒放出的熱量比用熱值算出的結(jié)果小。(二)、熱機(jī)的效率1、定義：熱機(jī)工作時(shí)，用來(lái)做有用功的那部分能量與燃料完全燃燒放出的能量之比。2、提高熱機(jī)效率的途徑：盡量減小各種熱量

6、損失；保持良好的潤(rùn)滑，盡量減小摩擦；盡可能使燃 料充分燃燒等等。3、熱機(jī)造成的環(huán)境污染包括：燃料燃燒過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生有害氣體，燃料的不完全燃燒還會(huì)產(chǎn)生大量 的粉塵、飛灰，這些都會(huì)污染大氣，危害人體健康，影響植物正常生長(zhǎng)，要減小污染可改進(jìn)燃燒設(shè)備，采取集中供熱，提高燃燒效率，減少有害氣體的排放量， 采用污染小的氣體燃料， 加裝消煙除塵裝置等。要點(diǎn)提示：在利用燃料燃燒產(chǎn)生內(nèi)能時(shí)，主要存在兩大問(wèn)題： 一是提高效率，盡可能增加可利用的能量，減少浪費(fèi)，節(jié)約能源，是緩解能源危急的重要途徑；二是減少有害氣體的排放，減少污染，保護(hù) 人類(lèi)及所有生命的生存環(huán)境?！纠}3】、研究表明：生活垃圾的平均熱值為6.27xl0

7、6J/kg。利用垃圾作為燃料建立發(fā)電廠，每燃燒1噸生活垃圾可以發(fā)電8.64X 108J興建一座規(guī)模為2臺(tái)1.2X 104kW發(fā)電機(jī)的垃圾處理發(fā)電廠，問(wèn):(1) 1 t垃圾完全燃燒產(chǎn)生的熱量是多少焦？(2)燃燒垃圾發(fā)電的效率是多少？【例題4小明學(xué)習(xí)了熱學(xué)的有關(guān)知識(shí)后，知道水的比熱容是4.2X103J/ (kg C),他想估算一下自己家每天燒水做飯需要的熱量，于是小明仔細(xì)記錄了他家每天燒水、煮飯、炒菜需要的時(shí)間，并把它折算成燒水時(shí)間，相當(dāng)于每天將 30kg 20 c的水燒開(kāi)。(1)小明家每天燒水做飯需要多少熱量？(2)如果普通煤的熱值為 3 x l07j/kg,從理論上講小明家每天燒水做飯需要多少

8、kg普通煤？(3)小明家實(shí)際平均每天需要燒4塊蜂窩煤，按每塊蜂窩煤含煤 0.5kg算，他家每天實(shí)際用煤2kg,由此小明計(jì)算出他家煤爐的效率只有16.5%。你認(rèn)為小明家煤爐效率低的原因是什么?三、能量轉(zhuǎn)化和守恒(一)能量的轉(zhuǎn)化(1)每一種運(yùn)動(dòng)形式都可以用一種形式的能來(lái)量度，如機(jī)械能、內(nèi)能、化學(xué)能、電能，能量的單位都是焦耳；(2)各種運(yùn)動(dòng)形式可以在一定條件下互相轉(zhuǎn)化，而運(yùn)動(dòng)形式的轉(zhuǎn)化過(guò)程必然伴隨著能量的轉(zhuǎn)化和守恒；(3)能量也可以以同種形式從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，熱傳遞過(guò)程實(shí)質(zhì)上就是內(nèi)能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體的過(guò)程.轉(zhuǎn)移能量的多少用熱量來(lái)度量；辨析比較：在能量守恒中，“轉(zhuǎn)化”和“轉(zhuǎn)移”是有

9、區(qū)別的，“ 轉(zhuǎn)化”是指一種形式的能量在一定條件下轉(zhuǎn)化為另一種形式的能量，“轉(zhuǎn)移”是指一種能量在一定條件下從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，而能的形式?jīng)]有變化。(二)能量守恒定律1、內(nèi)容：能量既不會(huì)憑空消滅，也不會(huì)憑空產(chǎn)生，它只會(huì)從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式，或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，而在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過(guò)程中，能量的總量保持不變。這就是能量守恒定律難點(diǎn)剖析：定律的內(nèi)容分為兩部分：第一部分指出能是可以“轉(zhuǎn)移”或“轉(zhuǎn)化”的，“轉(zhuǎn)移”指同一種形式的能可以從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體上；“轉(zhuǎn)化”指能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式；第二部分是能的“守恒”，明確指出在能的轉(zhuǎn)移或轉(zhuǎn)化過(guò)程中，能既不會(huì)創(chuàng)生、也不會(huì)消滅，能的

10、總量保持不變。在各種能量發(fā)生轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的事例中，能量都是守恒的，例如：(1)在熱機(jī)中，利用內(nèi)能做功的過(guò)程就是內(nèi)能轉(zhuǎn)化為其他形式能量的過(guò)程，消耗多少內(nèi)能，就會(huì)產(chǎn)生多少其他形式的能量，能的總量是守恒的；(2)在摩擦生熱現(xiàn)象中，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，消耗多少機(jī)械能，就產(chǎn)生多少內(nèi)能，能的總量是守恒的；(3)在燃料燃燒的過(guò)程中，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，消耗多少燃料中蘊(yùn)含的化學(xué)能，就會(huì)產(chǎn)生多少內(nèi)能，能的總量是守恒的；（4）在熱傳遞過(guò)程中，是內(nèi)能由高溫物體轉(zhuǎn)移到低溫物體的過(guò)程，例如，一杯熱水與一杯冷水混合，熱水減少多少內(nèi)能，冷水就增加多少內(nèi)能，能的總量是守恒的；（5）電動(dòng)機(jī)工作時(shí)，電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能和內(nèi)能（因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)轉(zhuǎn)

11、動(dòng)的同時(shí)還要發(fā)熱），消耗多少電能，就會(huì)產(chǎn)生多少機(jī)械能和內(nèi)能，能的總量是守恒的；（6）用電爐加熱物體，電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，消耗多少電能，就產(chǎn)生多少內(nèi)能，能的總量是守恒的。深化升華：自然界中所有的變化，不管是大到天體、小到原子核內(nèi)部，也不管是物理學(xué)的（比如物態(tài)變化），還是化學(xué)的（比如物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)）、生物學(xué)的（比如動(dòng)物的呼吸）、地理學(xué)的（比如火 山爆發(fā)）、天文學(xué)（比如星球的運(yùn)動(dòng)）的問(wèn)題，都存在能量的轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移，而且在轉(zhuǎn)化與轉(zhuǎn)移的過(guò)程中， 能的總量是守恒的。所以說(shuō)能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一。2、意義：由做功和熱傳遞的等效作用說(shuō)明，機(jī)械能之間是可以轉(zhuǎn)化的.其實(shí)自然界里，能量和轉(zhuǎn)化是

12、普遍的，都是通過(guò)做功這種形式來(lái)完成。自然界為什么形形色色，為什么這樣奇妙豐富，都離不開(kāi)能量的轉(zhuǎn)化，地球從太陽(yáng)那里獲得光能，出現(xiàn)了風(fēng)、水的流動(dòng)，繁茂的植物和多種多樣的動(dòng)物，人類(lèi)的活 動(dòng)，機(jī)器轟鳴，家電的使用，哪一樣都離不開(kāi)能的轉(zhuǎn)化，可以說(shuō)離開(kāi)了能量的轉(zhuǎn)化，就不再成為世界， 可見(jiàn)能的轉(zhuǎn)化是普遍的?！纠}5在學(xué)習(xí)了內(nèi)能及能量的轉(zhuǎn)化和守恒后，同學(xué)們?cè)谝黄鹗崂碇R(shí)時(shí)交流了以下想法，你認(rèn)為其中不正確的是（）（單選）A.做功可以改變物體的內(nèi)能B.熱傳遞改變物體內(nèi)能是不同形式的能量的相互轉(zhuǎn)化C.在一定條件下各種形式的能量都可以相互轉(zhuǎn)化D.能量的轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化的過(guò)程中總會(huì)有損耗，但能量的總量保持不變【例題6】下列說(shuō)

13、法中錯(cuò)誤的是（）（單選）A、能量守恒定律只適用于物體內(nèi)能的變化B、只要有能的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移，就一定遵守能量守恒定律C、能的轉(zhuǎn)化和守恒定律是人們認(rèn)識(shí)自然和利用自然的重要理論依據(jù)D、任何一種形式的能在轉(zhuǎn)化為其他形式的能的過(guò)程中，消耗多少某種形式的能量，就能得到多少其他形式的能量，而能的總量是保持不變的基礎(chǔ)練習(xí)1、燃料燃燒的過(guò)程中，儲(chǔ)存在燃料中的 能轉(zhuǎn)化為 能釋放出來(lái)，木炭的熱值是3.4X107J/kg,表示 ;若完全燃燒0.5 kg木炭，則放出熱量。2、在汽油機(jī)工作的四個(gè)沖程中，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的是 沖程，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的是 沖程。3、如圖所示：在大玻璃瓶?jī)?nèi)有一些水，往瓶?jī)?nèi)不斷打氣，過(guò)一會(huì)你會(huì)看

14、到的現(xiàn)象是 ,出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是 。4、在內(nèi)燃機(jī)工作的四個(gè)沖程中，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的是（）A、吸氣沖程B、壓縮沖程C、做功沖程D、排氣沖程5、關(guān)于燃料的熱值，下列說(shuō)法中正確的是（）A、某種燃料燃燒放出的熱量叫做這種燃料的熱值B、甲燃料完全燃燒放出的熱量比乙燃料完全燃燒放出的熱量多，則甲燃料的熱值一定比乙燃料的 熱值大C、燃料的熱值越大，則燃料燃燒時(shí)放出的熱量越多D、煙煤的熱值是 2.9X107J/kg,則完全燃燒1kg的煙煤能放出2.9X107J的熱量6、兩臺(tái)汽油機(jī)，甲的效率為 35%,乙的效率為25%,這兩個(gè)數(shù)據(jù)表示（）A、甲機(jī)做的功比乙機(jī)多B、甲機(jī)的功率比乙機(jī)的大C、在相同時(shí)間內(nèi)甲機(jī)燃燒

15、的汽油比乙機(jī)的多D、在消耗相同汽油時(shí)，甲機(jī)做的有用功比乙機(jī)的多7、把一瓶酒精倒去一半，則剩下的酒精（）A、比熱容和熱值均變?yōu)樵瓉?lái)的一半B、比熱容變?yōu)樵瓉?lái)的一半，熱值不變C、熱值變?yōu)樵瓉?lái)的一半，比熱容不變D、比熱容和熱值均不變8、下列關(guān)于熱機(jī)和環(huán)境保護(hù)的說(shuō)法中正確的是（）A、熱機(jī)的大量使用會(huì)造成環(huán)境污染B、所有的熱機(jī)都是用汽油作燃料C、汽車(chē)排出的尾氣都是有毒氣體D、熱機(jī)所產(chǎn)生的噪聲，可以被熱機(jī)上的消聲器完全消除9、某拖拉機(jī)的效率為 34%,某汽車(chē)的效率為 29%,這說(shuō)明了（）A、拖拉機(jī)比汽車(chē)的功率大B、拖拉機(jī)比汽車(chē)做的有用功多C、使用拖拉機(jī)比使用汽車(chē)做功多D、燃燒相同的燃料，拖拉機(jī)將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能比汽車(chē)多10、關(guān)于四沖程汽油機(jī)的工作過(guò)程有以下幾種說(shuō)法：在做功沖程中，是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能； 在做功沖程中，是內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能； 只有做功沖程是燃?xì)鈱?duì)外做功； 汽油機(jī)在一個(gè)工作循環(huán)中，只有一個(gè)沖程發(fā)生能量變化。以上說(shuō)法中正確的是（）A、只有B、只有C、只有D、只有11、一箱汽油用掉一半后，關(guān)于它的說(shuō)法下列正確的是（）A、它的密度變?yōu)樵瓉?lái)的一半B、它的比熱容變?yōu)樵瓉?lái)的