機(jī)械能與內(nèi)能的想互轉(zhuǎn)化

復(fù)習(xí)：1、我們上節(jié)課學(xué)過改變物體內(nèi)能的哪種方式？2、我們通常怎樣判斷物體內(nèi)能的變化？答:熱傳遞答:通過判斷物體的溫度變化,物體的溫度升高其內(nèi)能增大!

火箭燃燒大量的燃料后為什么就可以升空？第四節(jié)、機(jī)械能與內(nèi)能的相互轉(zhuǎn)化彎折鐵絲實(shí)驗(yàn)中,鐵絲的溫度是否發(fā)生變化?實(shí)驗(yàn)中鐵絲的內(nèi)能變高了嗎?活動(dòng)一增加的內(nèi)能是哪里來的?做一做自主活動(dòng)友情提醒注意安全活動(dòng)要求：用所給器材或自選器材設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，改變物體的內(nèi)能。

討論與交流觀察與思考空氣壓縮引火儀看一看（視頻）說一說、想一想現(xiàn)象：你看到

；結(jié)論：1、做功可以改變物體的內(nèi)能；

2、機(jī)械能可以轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。答:筒內(nèi)空氣的溫度升高了棉絮燃燒起來了分析：所看到的現(xiàn)象說明了什么?內(nèi)能增大了答：活塞對空氣做了功使空氣的內(nèi)能增加；筒內(nèi)空氣增加的內(nèi)能從何而來？能量是如何轉(zhuǎn)化？此實(shí)驗(yàn)可以得出怎樣的結(jié)論？機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能生活物理流星雨機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的現(xiàn)象：生活物理切割機(jī)在切割鋼材（看視頻）機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的現(xiàn)象：給自行車車胎打氣，氣筒發(fā)燙機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的現(xiàn)象：古人鉆木取火生活物理

老爺爺站在雪地里手凍的冷，請你給老爺爺想一想辦法，怎樣做可以使手暖和些？說出兩種辦法來，并說明這樣做的道理。學(xué)以致用版書點(diǎn)火爆炸（視頻）你觀察到什么現(xiàn)象?活動(dòng)二你得出什么結(jié)論？塑料盒蓋飛出去了！內(nèi)機(jī)械結(jié)論：內(nèi)能可以轉(zhuǎn)化為機(jī)械能分析：在此過程中,酒精燃燒后的燃?xì)鈱ν?做功燃?xì)獾?/p>

能減少轉(zhuǎn)化為

能現(xiàn)象：我們看到

；

此實(shí)驗(yàn)可以得出怎樣的結(jié)論？點(diǎn)燃的火藥燃燒時(shí)內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能使爆竹騰空而起內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的現(xiàn)象：火藥燃燒時(shí)的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能水蒸氣的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能蒸汽機(jī)用水壺?zé)?，水蒸氣將壺蓋頂起內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的現(xiàn)象：燃料燃燒時(shí)將大量的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能推動(dòng)火箭升空1、改變物體內(nèi)能的方式有

和

；2、

能和

能可以相互轉(zhuǎn)化。熱傳遞做功機(jī)械內(nèi)知識小結(jié)：歸納與總結(jié)改變物體內(nèi)能的方式熱傳遞做功(內(nèi)能的轉(zhuǎn)移)(能量的轉(zhuǎn)化)吸熱——內(nèi)能增加放熱——內(nèi)能減小對物體做功——

內(nèi)能增大物體對外做功——

內(nèi)能減小一、改變內(nèi)能的兩種方式1、熱傳遞

a、物體吸熱，內(nèi)能增加；物體放熱，內(nèi)能減少。

b、實(shí)質(zhì)：內(nèi)能的轉(zhuǎn)移2、做功

a、對物體做功，物體內(nèi)能增加；物體對外做功，物體內(nèi)能減少。

b、實(shí)質(zhì)：能的轉(zhuǎn)化

合作學(xué)習(xí)

給你一塊冰，你能用哪些方法使其熔化？這些方法中，哪些是做功方式？哪些是熱傳遞方式？練習(xí)與鞏固1、俗話說：“石頭碰石頭，一碰就發(fā)火”，其中蘊(yùn)含的物理知識是什么？2、根據(jù)圖示情景，提出問題并解答：

３、

如圖所示，在試管里裝入一些水，用軟木塞塞住，加熱使水沸騰，水蒸氣會把軟木塞沖開．在這一過程中，水蒸氣膨脹時(shí)對軟木塞

，消耗了水蒸氣的一部分

能，轉(zhuǎn)化為軟木塞的

能．做功機(jī)械內(nèi)會看到什么現(xiàn)象？塞子被沖出在此過程中，能量是如何轉(zhuǎn)化的？燃料的化學(xué)能水蒸氣的內(nèi)能塞子運(yùn)動(dòng)的機(jī)械能熱機(jī)：燃料的化學(xué)能內(nèi)能機(jī)械能做功燃燒熱機(jī)是把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的機(jī)器熱機(jī)的種類：蒸汽機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、汽輪機(jī)噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)、火箭等2、原理：在氣缸內(nèi)燃燒燃料，產(chǎn)生高溫高壓的燃?xì)猓谷細(xì)馔苿?dòng)活塞而做功。

二、熱機(jī)

1、定義：將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的裝置。1.內(nèi)燃機(jī)和種類(1)汽油機(jī)(2)柴油機(jī)①構(gòu)造②工作原理③汽油機(jī)完整工作過程①構(gòu)造②工作原理汽油機(jī)的構(gòu)造火花塞氣缸進(jìn)氣門活塞連桿排氣門曲軸內(nèi)燃機(jī)：吸氣壓縮做功排氣內(nèi)燃機(jī)的

沖程和工作循環(huán)三、汽油機(jī)1、構(gòu)造：進(jìn)氣門與排氣門、火花塞、活塞、氣缸、連桿、曲軸等。2、工作過程

a、一個(gè)沖程：活塞從氣缸的一端運(yùn)動(dòng)到另一端。b、四沖程：由吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程組成汽油機(jī)工作原理吸氣沖程壓縮沖程做功沖程排氣沖程（1）吸氣沖程汽油和空氣

進(jìn)氣門打開，排氣門關(guān)閉?；钊缮隙讼蛳露诉\(yùn)動(dòng)，汽油和空氣組成的燃料混合物從進(jìn)氣門吸入氣缸。（2）壓縮沖程

進(jìn)氣門和排氣門都關(guān)閉，活塞向上運(yùn)動(dòng)，燃料混合物被壓縮，壓強(qiáng)增大，溫度升高。（3）做功沖程

在壓縮沖程末尾，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?xì)猓苿?dòng)活塞向下運(yùn)動(dòng)，并通過連桿帶動(dòng)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)。（4）排氣沖程燃燒后的廢氣

進(jìn)氣門關(guān)閉，排氣門打開，活塞向上運(yùn)動(dòng)，把廢氣排出氣缸。3、工作原理A、吸氣沖程：吸進(jìn)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(qiáng)增大?！泊藳_程將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能〕C、做功沖程：⑴點(diǎn)火方式：點(diǎn)燃式⑵原理：混合氣體猛烈燃燒，產(chǎn)生高溫高壓的燃?xì)?，燃?xì)馔苿?dòng)活塞對外做功。〔此沖程將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能〕D、排氣沖程：排出廢氣，為下一個(gè)工作循環(huán)做準(zhǔn)備。4、其它小結(jié)⑴、在四個(gè)沖程中，只有做功沖程對外做功，其它三個(gè)沖程稱為輔助沖程，要靠飛輪的慣性來完成，所以汽油機(jī)在開始工作時(shí)要靠外力帶動(dòng)。⑵、把四個(gè)沖程稱為一個(gè)工作循環(huán)。⑶、一個(gè)工作循環(huán)活塞往復(fù)兩次，曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)兩轉(zhuǎn)，對外做一次功。一臺四沖程內(nèi)燃機(jī)的飛輪轉(zhuǎn)速為1800r／min，它１s完成（）A.30個(gè)沖程，做了30次功B.60個(gè)沖程，做了60次功C.120個(gè)沖程，做了30次功D.60個(gè)沖程，做了15次功課堂練習(xí)：D柴油機(jī)的構(gòu)造噴油嘴進(jìn)氣門活塞連桿排氣門氣缸曲軸柴油機(jī)工作原理吸氣沖程

壓縮沖程

做功沖程

排氣沖程（1）吸氣沖程空氣

進(jìn)氣門打開，排氣門關(guān)閉?；钊缮隙讼蛳露诉\(yùn)動(dòng)，將空氣吸進(jìn)氣缸。（2）壓縮沖程

進(jìn)氣門和排氣門都關(guān)閉，活塞向上運(yùn)動(dòng)，活塞把空氣壓縮得很小，空氣的壓強(qiáng)更大，溫度更高。在壓縮沖程末，缸內(nèi)空氣溫度已超過柴油的著火點(diǎn)。（3）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?xì)?，推?dòng)活塞向下運(yùn)動(dòng)，并通過連桿帶動(dòng)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)。（4）排氣沖程燃燒后的廢氣

進(jìn)氣門關(guān)閉，排氣門打開，活塞向上運(yùn)動(dòng)，把廢氣排出氣缸。四、柴油機(jī)與汽油機(jī)的區(qū)別1、構(gòu)造上的區(qū)別：汽油機(jī)氣缸頂部為火花塞；而柴油機(jī)氣缸頂部為噴油嘴。2、工作過程中的區(qū)別：⑴吸氣沖程：汽油機(jī)吸進(jìn)的是空氣和汽油的混合物；而柴油機(jī)吸進(jìn)的只是空氣。⑵點(diǎn)火方式：汽油機(jī)為點(diǎn)燃式；而柴油機(jī)為壓燃式。3、工作效率不同：柴油機(jī)的效率一般比汽油機(jī)高。（原因：在壓縮沖程末，柴油機(jī)氣缸內(nèi)燃?xì)獾臏囟群蛪簭?qiáng)比汽油機(jī)高，對外做的功也較多。）汽油機(jī)的效率：20~30%柴油機(jī)的效率：30~45%你認(rèn)為它們的效率比你想象的高？還是低？你猜想：汽油機(jī)、柴油機(jī)的效率大約是多少？猜猜看！思考：在內(nèi)燃機(jī)中，燃料所釋放的能量都到哪里去了？做有用功的能量廢氣帶走的能量汽缸散熱及摩擦損失的能量熱機(jī)的效率：用來做有用功的能量，與燃料完全燃燒放出的能量之比1．基本構(gòu)造和主要部件的作用相似。2．每個(gè)工件循環(huán)都經(jīng)歷四個(gè)沖程：吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程。3．四個(gè)沖程中，只有做功沖程對外做功，其余三個(gè)沖程靠飛輪慣性完成。4．一個(gè)工作沖程中，活塞往復(fù)兩次，飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)兩周，做功一次。相同點(diǎn)內(nèi)燃機(jī)的啟動(dòng)

內(nèi)燃機(jī)不能自行啟動(dòng)。開始運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，要靠外力使飛輪和曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)起來，由曲軸通過連桿帶動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)，以后內(nèi)燃機(jī)才能自己工作。五、內(nèi)燃機(jī)的應(yīng)用

汽油機(jī)比較輕巧，常用在汽車、飛機(jī)和小型農(nóng)業(yè)機(jī)械上面。(1)汽油機(jī)的應(yīng)用(2)柴油機(jī)的應(yīng)用

柴油比較便宜，但柴油機(jī)比較笨重，主要用在載重汽車、拖拉機(jī)、坦克上面。1.四沖程汽油機(jī)的工作過程由()、()、()、()四個(gè)沖程組成的.2.四沖程汽油機(jī),由機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的是()沖程,做功沖程是()能轉(zhuǎn)化為()能.3.汽油機(jī)吸入汽缸的是(),點(diǎn)火方式是().柴油機(jī)吸入汽缸的是(),點(diǎn)火方式是().4.某四沖程汽油機(jī)飛輪的轉(zhuǎn)速是3600R/min,則它每秒鐘對外做功()次.5.四沖程汽油機(jī)的三個(gè)輔助沖程靠飛機(jī)的()來完成.

小結(jié):討論：例舉一下生活中我們可以使用哪些可燃燒的材料燒開一壺水？

草木、煤炭等石油、酒精、汽油等煤氣、天然氣等固體燃料液體燃料氣體燃料燃料的熱值燃料可分為哪三種討論：將一壺水放在燃燒的木柴上加熱，不久就升溫了?，F(xiàn)在，我們已經(jīng)知道這是因?yàn)樗樟藷崃康木壒省枺耗敲催@些熱量從何而來？是從木柴燃燒時(shí)放出的熱量來的思考1：5kg的木材和10kg的木材燃燒時(shí)放出的熱量是否相同？這說明什么？燃料燃燒時(shí)放出的熱量跟燃料的質(zhì)量有關(guān)同種燃料的質(zhì)量越大，燃燒時(shí)放出的熱量越多思考2：用質(zhì)量相同煤油、酒精、紙屑燒水，水升高的溫度不相同，這說明什么？說明了不同的燃料燃燒放出的熱量的本領(lǐng)不相同燃料燃燒放出的熱量的多少還與什么因素有關(guān)？燃料燃燒放出的熱量跟什么因素有關(guān)？（1）燃料的質(zhì)量（2）燃料的種類大量實(shí)驗(yàn)表明：1、同種燃料完全燃燒時(shí)放出的熱量跟它的質(zhì)量成正比。

2、相同質(zhì)量的不同燃料，在完全燃燒時(shí)放出的熱量并不相等。想一想:什么是完全燃燒呢?

關(guān)于完全燃燒——就是燃料全部燒盡的意思，即燃料的燃燒必須與充足的氧氣發(fā)生完全氧化反應(yīng)。

不同的燃料，即使質(zhì)量相同，完全燃燒放出的熱量也是不同的。我們該怎樣比較不同燃料燃燒時(shí)這種放熱性能優(yōu)劣？

為比較不同的燃料，即使質(zhì)量相同，完全燃燒放出的熱量也是不同的，熱值燃料的熱值單位質(zhì)量某種燃料完全燃燒放出的熱量叫做這種燃料的熱值。熱值的符號：q

單位：J/kg（J/m3）無煙煤的熱值為3.4×107J/kg，表示的含義液化氣的熱值為4.9×107J/m3，表示的含義表示1kg的煤在完全燃燒時(shí)所放出的熱量為3.4×107J。表示1m3的液化氣在完全燃燒時(shí)所放出的熱量為4.9×107J。1.定義2.單位及符號**意義六、燃料的熱值請大家從左側(cè)的燃料的熱值表中找出：干木柴、柴油、汽油等生活中常見的幾種燃料的熱值。思考：柴油的熱值是多少？它的物理意義是什么？

(2)3Kg的柴油完全燃燒，它放出的熱量是多少？3.3×107J×3=9.9×107Jq柴油=3.3×107J/kg：1千克的柴油完全燃燒時(shí)放出的熱量為3.3×107焦燃料的熱值燃料完全燃燒時(shí)放出熱量的計(jì)算：由熱值所表示的物理意義可得出：燃料燃燒放熱計(jì)算公式Q=qmQ=qVV的單位是m3m的單位是kg燃料燃燒計(jì)算公式3、燃料燃燒計(jì)算公式Q=mq〔或Q=Vq〕理解：⑴公式計(jì)算的是燃料完全燃燒時(shí)放出的熱量⑵式中m必須用Kg為單位，V必須用m3為單位。⑶熱值q與燃料質(zhì)量和放熱的多少?zèng)]有關(guān)系，它是反映燃料優(yōu)劣的物理屬性。想一想：500g汽油完全燃燒時(shí)可以放出多少熱量？解：查表可知，汽油的熱值q=4.6×103J/kg∵m=500g=0.5kg∴Q=qm=4.6×103J/kg×0.5kg=2.3×103J1kg的干木柴熱值比0.5kg干木柴熱值大嗎？例題：把5kg40℃的水燒開，需要完全燃燒多少kg的干木柴？（已知干木柴的燃燒值為1.2×107J/kg，外界為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，并且燃料完全燃燒放出的熱量全部被水吸收）

分析：利用吸熱公式Q吸