人教版九年級物理第14章內能的利用PPT教學課件

第十四章內能的利用第1節(jié)熱機問題：水沸騰后會怎樣？推動塞子的能量來自哪里？演示實驗:現(xiàn)象:軟木塞沖出;管口有“白氣”產(chǎn)生.燃料燃燒時產(chǎn)生的熱量傳給水和水蒸氣；塞子受到水蒸氣的壓力而沖出去，水蒸氣的內能轉化為塞子的動能。工作時：內能轉化為機械能應用：熱機

一、熱機的作用燃料的化學能通過燃燒轉化為內能，又通過做功，把內能轉變成機械能。從而使機械獲得動力。蒸氣機、內燃機、汽輪機、噴氣發(fā)動機、火箭等

二、熱機的種類

三、內燃機汽油機柴油機1.汽油機2.柴油機（1）構造（2）工作原理（3）汽油機完整工作過程（1）構造（2）工作原理汽油機的構造火花塞氣缸進氣門活塞連桿排氣門曲軸幾個名詞：1、一個沖程：2、一個工作循環(huán)：

活塞在汽缸內往復運動時，從汽缸的一端運動到另一端的過程。

把這四個沖程稱為發(fā)動機的一個工作循環(huán)。汽油機的工作原理汽油機工作原理：吸氣沖程壓縮沖程做功沖程排氣沖程進氣門打開，排氣門關閉，活塞由上端向下運動，汽油和空氣組成的燃料混合物從進氣門吸入氣缸。

吸氣沖程進氣門和排氣門都關閉，活塞向上運動，燃料混合物被壓縮，壓強增大，溫度升高。壓縮沖程在壓縮沖程未尾，火花塞產(chǎn)生電火花，使燃料猛烈燃燒，產(chǎn)生高溫高壓的燃氣。高溫高壓燃氣推動活塞向下運動，并通過連桿帶動曲軸轉動。

做功沖程進氣門關閉，排氣門打開，活塞向上運動，把廢氣排出氣缸。排氣沖程汽油機工作原理小結：A.吸氣沖程：吸進汽油與空氣的混合物。B.壓縮沖程：燃料混合氣體被壓縮，溫度升高、壓強增大?！泊藳_程將機械能轉化為內能〕C.做功沖程：⑴點火方式：點燃式（2）原理：混合氣體猛烈燃燒，產(chǎn)生高溫高壓的燃氣，燃氣推動活塞對外做功?！泊藳_程將內能轉化為機械能〕D.排氣沖程：排出廢氣，為下一個工作循環(huán)做準備。其他小結⑴在四個沖程中，只有做功沖程對外做功，其它三個沖程稱為輔助沖程，要靠飛輪的慣性來完成，所以汽油機在開始工作時要靠外力帶動。⑵把四個沖程稱為一個工作循環(huán)。⑶一個工作循環(huán)活塞往復兩次，曲軸轉動兩轉，對外做一次功，飛輪轉動兩圈。柴油機的構造噴油嘴進氣門活塞連桿排氣門氣缸曲軸柴油機工作原理吸氣沖程

壓縮沖程

做功沖程

排氣沖程吸氣沖程空氣

進氣門打開，排氣門關閉?；钊缮隙讼蛳露诉\動，將空氣吸進氣缸。壓縮沖程

進氣門和排氣門都關閉，活塞向上運動，活塞把空氣壓縮得很小，空氣的壓強更大，溫度更高。在壓縮沖程末，缸內空氣溫度已超過柴油的著火點。做功沖程

在壓縮沖程末，從噴油嘴噴出的霧狀柴油遇到熱空氣立即猛烈燃燒，產(chǎn)生高溫高壓的燃氣，推動活塞向下運動，并通過連桿帶動曲軸轉動。排氣沖程燃燒后的廢氣

進氣門關閉，排氣門打開，活塞向上運動，把廢氣排出氣缸。2.內燃機的啟動

內燃機不能自行啟動。開始運轉時，要靠外力使飛輪和曲軸轉動起來，由曲軸通過連桿帶動活塞運動，以后內燃機才能自己工作。3.內燃機的應用

汽油機比較輕巧，常用在汽車、飛機和小型農業(yè)機械上面。(1)汽油機的應用(2)柴油機的應用

柴油比較便宜，但柴油機比較笨重，主要用在載重汽車、拖拉機、坦克上面。想想議議：

汽油機和柴油機的工作過程有什么相同點，有什么不同點？（1）基本構造和主要部件的作用相似。（2）每個工件循環(huán)都經(jīng)歷四個沖程：吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程。（3）四個沖程中，只有做功沖程對外做功，其余三個沖程靠飛輪慣性完成。（4）一個工作沖程中，活塞往復兩次，飛輪轉動兩周，做功一次。1.相同點：1．構造不同：汽油機氣缸頂有火花塞，而柴油機氣缸頂部有噴油嘴。2．燃料不同：汽油機的燃料是汽油，而柴油機的燃料是柴油。3．吸氣不同：汽油機吸進汽油和空氣的混合氣體，柴油機只吸進空氣。4．點火不同：汽油機屬點燃式點火，柴油機屬壓燃式點火。2.不同點：第十四章內能的利用第2節(jié)熱機的效率學習目標1、從能量轉化的角度認識燃料的熱值。2、掌握有關熱值的計算。3、通過能量的轉化和轉移，認識熱機效率。4、提高熱機效率的方法。一、燃料及其熱值

1.燃料【請你說說】日常生活中常用到的燃料有哪些？

常見的燃料有木柴、煤、石油（加工煉制成汽油、煤油、柴油、液化氣等）、天然氣等固體燃料液體燃料氣體燃料燃料可分為三種一、燃料及其熱值

1.燃料【請你說說】日常生活中常用到的燃料有哪些？

常見的燃料有木柴、煤、石油（加工煉制成汽油、煤油、柴油、液化氣等）、天然氣等固體燃料液體燃料氣體燃料燃料可分為三種燃料的燃燒是一種化學反應，燃燒過程中，儲存在燃料中的化學能被釋放，轉變?yōu)閮饶?。相同質量的不同燃料燃燒放出的熱量是不同的。熱值：某種燃料完全燃燒所放出的熱量與其質量之比，叫作這種燃料的熱值。其符號是q。熱值單位：J/kg,(J/m3)2.燃料的熱值

閱讀：P23一些燃料的熱值你有什么收獲？熱值是燃料的一種特性，其大小只與燃料的種類有關，與燃料的質量、體積、是否完全燃燒無關哪種物質的熱值最大？它是多少？表示的物理意義是什么？汽油（柴油）:

4.6×107J/kg物理意義:1千克汽油（柴油）完全燃燒時放出的熱量是4.6×107J熱值在數(shù)值上等于1kg（m3）燃料完全燃燒時放出的熱量

5、熱值的有關計算：（1）固體或液體燃料：Q放=mq（2）氣體燃料：Q放=VqQ:燃料完全燃燒時釋放出的熱量q:燃料的熱值m:燃料的質量V：燃料的體積課堂練習1.四口這家分別單獨使用不同種類的燃料時的平均月消耗分別為：木柴約200千克，煙煤約80千克，液化石油氣約30千克，煤氣約60千克。這四種燃料中的熱值最高的是()A.液化石油氣B.煤氣C.煙煤D.木柴A2.航天工業(yè)中的火箭是用液態(tài)氫作為燃料的，這是因為液態(tài)氫具有（）A.較小的質量

B.較小的密度C.較大的比熱容

D.較大的熱值D3.關于燃料的熱值正確的是（）A．燃料的熱值與燃料的燃燒程度有關B．燃料的熱值與燃料的種類有關C．燃料的熱值與燃料的多少有關D．燃料的熱值與上面三個因素都有關B4.小明某次用火爐燒水時，共消耗了1.5kg的煙煤，試計算這些煙煤完全燃燒放出多少熱量？（煙煤的熱值q=2.9×107J/kg）解：Q

=mq=1.5kg×2.9×107J/kg=4.05×107J答：這些煙煤完全燃燒放出的熱量為4.05×107J想一想

在內燃機中燃料是否能夠完全燃燒？燃料燃燒的能量都到哪里去了？廢氣帶走機件發(fā)熱散失機件摩擦損失燃料燃燒產(chǎn)生能量在熱機的各種能量的損失中,廢氣帶走的能量最多.設法利用熱機廢氣的能量，是提高燃料利用率的重要措施。做有用功燃燒不完全討論交流：熱機工作時，能不能將燃料所蘊藏的化學能全部用來對外做有用功呢？由圖可知，真正能轉變?yōu)閷ν庾鲇杏霉Φ哪芰恐挥腥剂先紵龝r所釋放能量的一部分由于機械傳動等，克服摩擦所消耗的能量燃料很難全部燃燒，燃料的化學能不能全部釋放機械傳熱損失一部分能量廢氣排出帶走的能量熱機中燃料釋放能量的主要走向示意圖熱機真正轉變?yōu)閷ν庾龉Φ牟糠?、定義：用來做有用功的那部分能量與燃料完全燃燒釋放的能量之比稱為熱機效率，即：Q有Q放η=二、熱機效率×100%蒸汽機的效率：6%~15%汽油機的效率：20%~30%柴油機的效率：30%~45%議一議怎樣提高熱機的效率？

使燃料充分燃燒；盡量減少各種熱量損失；在熱機的設計和制造上采用先進的技術；注意保養(yǎng)，保證良好的潤滑，減少因克服摩擦阻力而額外消耗的能量。

想一想熱機的效率能達到100%嗎？為什么？

不能達到100%，因為熱機中可用于做有用功的能量只是燃料完全燃燒所放出的能量的一部分，因為各種熱量損失以燃料條件的限制，這部分能量遠遠小于總能量，所以其與燃料完全燃燒所放出的總能量的比值必然小于1，即熱機效率小于100%。2.環(huán)境保護熱機為人類的發(fā)展做出丑了重大貢獻，但也帶來了許多環(huán)境污染問題：1.對人體健康的直接危害,硫酸霧和硫酸鹽霧的毒性比二氧化硫大得多,可以侵入肺的深部組織,引起肺水腫等疾病而使人致死.2.引起河流、湖泊的水體酸化,嚴重影響水生動植物的生長.酸雨的危害3.破壞土壤、植被、森林.4.腐蝕金屬、油漆、皮革、紡織品及建筑材料.5.滲入地下,使水中鋁、銅、鋅、鎘的含量比中性地下水中高很多倍.

討論交流：如何保護我們的環(huán)境？

改進燃燒設備，加裝消煙除塵裝置；集中供熱；改用氣體燃料，普及煤氣和天然氣；充分開發(fā)利用污染少和無污染的新能源。知識拓展：洛杉機光化學煙霧事件

首先，什么是光化學煙霧呢?氮氧化物、烴類等一次污染物在陽光紫外線的作用下發(fā)生一系列光化學反應，生成臭氧(占產(chǎn)物85%以上)、過氧乙酰硝酸酯、高活性自由基、醛類、酮類和有機酸等二次污染物，這些一次污染物和二次污染物形成的混合物稱為光化學煙霧，它呈淺蘭色、有刺激性和很強的氧化性，可造成人類及動植物疾病、建筑物毀壞等危害。

洛杉機光化學煙霧事件是指40年代初期至50年代，發(fā)生于美國洛杉機市的一系列光化學煙霧事件的總稱。該市臨海依山，處于50公里長的盆地中，一年有300天出現(xiàn)逆溫(即大氣層某一高度上的溫度不隨高度遞減，出現(xiàn)反常增加或不變。這會阻礙大氣向上的對流擴散和污染物的擴散)，5～10月陽光強烈。由于大量汽車排放含氮氧化物、碳氫化合物、一氧化碳等廢氣，加之洛杉機市特殊的地理及氣候條件，自1943年開始，形成了多次光化學煙霧事件。當?shù)鼐用窦娂姺磻醒劬蚝韲荡碳ぃ渲幸?952年的一次最為嚴重，大批居民發(fā)生眼睛紅腫、喉痛、咳嗽、皮膚潮紅等癥狀，嚴重者心肺功能衰竭，導致近400位65歲以上老人死亡。此外，植物大面積死亡，車禍增多。當堂達標1.下列提高熱機效率的方法中，不可行的是（）A．減少各種熱損失B．加潤滑油減少機器各部件之間的摩擦C．充分利用廢氣的能量，如建熱電站D．采取少消耗總能量的辦法D2.用天然氣灶燒水，燃燒1m3的天然氣，使100kg的水從20℃升高到70℃，天然氣熱值3.2×107J/m3求:（1）天然氣完全燃燒放出熱量（2）水吸收的熱量（3）天然氣灶的效率解析：（1）天然氣完全燃燒放出熱量Q放=Vq=1m3×3.2×107J/m3=3.2×107J；（2）水吸收的熱量Q吸=c水m△t=4.2×103kg

/m3×100kg×（70℃-20℃）=2.1×107J；（3）天然氣灶的效率=

×100%=Q吸Q放×100%Q有Q放η=2.1×107J3.2×107J×100%=65.6%第十四章內能的利用第3節(jié)能量的轉化和守恒自然界存在著多種形式的能量導入新課

1.知道能量守恒定律。2.能舉出日常生活中能量守恒的實例。3.有用能量守恒的觀點分析物理現(xiàn)象的意識。

學習目標課前準備：1、改變物體內能的方法有兩種，分別是_________和________。它們本質上的區(qū)別是：熱傳遞是能量的________，做功是能量的________。2、熱機是把___能轉化為_____能的機器。3、在汽油機的壓縮沖程中_____能轉化為___能，做功沖程中____能轉化為_____能。機械內轉化轉移做功熱傳遞機械機械內內太陽能轉化為內能太陽能熱水器摩擦生熱機械能轉化為內能

電能轉化為內能用電暖氣取暖電能轉化為機械能電風扇轉動電能轉化為聲能喇叭發(fā)聲電能轉化為光能燈泡發(fā)光機械能轉化為電能電能轉化為機械能電動機轉動電能轉化為化學能電池充電太陽能轉化為化學能植物進行光合作用太陽能轉化為電能太陽能板發(fā)電內能轉化為機械能行駛的內燃機車機械能轉化為聲能敲鼓發(fā)聲機械能轉化為電能風車發(fā)電化學能轉化為內能天然氣燃燒化學能轉化為光能蠟燭照明結論：

在一定條件下,各種形式的能量

都可以相互轉化。

想想議議2、減少的機械能到哪里去了？答:小球跟空氣和地面摩擦，一部分的機械能轉化為內能。1、小球的高度逐漸降低說明了什么？答:說明了小球的機械能逐漸減少。

科學工作者經(jīng)過長時間的探索，發(fā)現(xiàn)自然界的各種現(xiàn)象不是孤立的，而是互相聯(lián)系的，直到19世紀，才確立了這個自然界最普遍的定律——能量守恒定律。能量守恒定律能量既不會憑空消滅，也不會憑空產(chǎn)生，它只會從一種形式轉化為其他形式，或者從一個物體轉移到另一個物體，而在轉化和轉移的過程中，能量的總量保持不變。方法點撥：根據(jù)能量守恒定律，在分析自然現(xiàn)象時，如果發(fā)現(xiàn)某種形式的能量減少，一定能找到另一種形式的能量增加;反之，當某種形式的能量增大時，也一定可以找到另一種形式的能量減少。一、單選題1.在下列事例中，屬于機械能轉化為內能的是（）A.鐵棒在火上烤得很熱B.汽車緊急剎車，輪胎發(fā)熱C.燃燒木材取暖D.給電爐通電，電爐發(fā)熱B課堂小練2.在各種形式的能量轉化的過程中，下列說法中正確的是（）

A.機械能一定守恒B.各種形式的能量都守恒

C.各種形式的能的總量一定守恒

D.只有機械能轉化為內能C二、填空題2.冰塊沿地面滑動，往往會逐漸融化，在這一過程中是

能轉化為

能,但能量的總量_______。1.用錘子敲打釘子時，釘子的溫度升高，釘子的內能

（填“減少”“不變”或“增加”），這是通過

方法改變了它的內能。