機(jī)械能與內(nèi)能的相互轉(zhuǎn)化（蘇教版九年級(jí)物理上）

第四節(jié)、機(jī)械能與內(nèi)能的相互轉(zhuǎn)化做一做：彎折鐵絲后用手摸摸彎折處實(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)能怎么變？鐵絲增加的內(nèi)能是哪里來(lái)的？看一看：在厚壁玻璃筒的底部放一小撮干燥的棉絮，用力將活塞迅速下壓，你看到了什么？筒中的棉絮燃燒筒內(nèi)氣體溫度______筒內(nèi)氣體內(nèi)能_____筒內(nèi)氣體內(nèi)能增加的原因是__________升高增大活塞壓縮氣體做功一、做功做功是改變物體內(nèi)能的另一種方式對(duì)物體做功，物體內(nèi)能____,溫度___，這個(gè)過(guò)程是將_______轉(zhuǎn)化為_(kāi)____增加升高機(jī)械能內(nèi)能做功改變物體內(nèi)能搓手時(shí)手變熱了滑下時(shí)摩擦發(fā)燙了鉆木取火內(nèi)能增加了火柴可以擦燃，也可以點(diǎn)燃。前者是用

方式改變物體內(nèi)能的，后者是用

方式改變物體內(nèi)能的。練習(xí)做功熱傳遞分析當(dāng)塞子跳起時(shí),可看到容器中出現(xiàn)霧.因?yàn)槠績(jī)?nèi)的氣體推動(dòng)瓶塞做功,氣體自身的內(nèi)能減小,溫度降低,水蒸氣液化成小水滴.機(jī)械能內(nèi)能試著描述和解釋下面的現(xiàn)象：氣體對(duì)外界做功，氣體內(nèi)能減少，溫度降低。外界對(duì)氣體做功，氣體內(nèi)能增加，溫度升高。小孩從滑梯上滑下，小孩的屁股會(huì)有怎樣的感覺(jué)？這一現(xiàn)象說(shuō)明：在克服摩擦

時(shí)，物體的內(nèi)能增加。小孩的屁股感到發(fā)燙機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能做功做功改變物體內(nèi)能外界對(duì)物體做功物體內(nèi)能增大物體溫度升高物體對(duì)外做功物體內(nèi)能減小自身溫度降低做功的實(shí)質(zhì)是：內(nèi)能的轉(zhuǎn)化

熱傳遞方式是內(nèi)能的轉(zhuǎn)移過(guò)程，能的形式?jīng)]有變；做功方式是機(jī)械能向內(nèi)能的轉(zhuǎn)化過(guò)程，能的形式已經(jīng)發(fā)生改變。做功與熱傳遞在改變物體內(nèi)能上是等效的。注意：用打氣筒打氣時(shí),過(guò)一會(huì)筒壁會(huì)熱起來(lái),這是為什么?打氣時(shí)活塞壓縮空氣做功,使筒內(nèi)空氣內(nèi)能增加,溫度升高;克服活塞與筒壁間的摩擦做功也使筒壁內(nèi)能增加,所以筒壁就會(huì)熱起來(lái).請(qǐng)回答１、用鐵錘敲打鐵釘，鐵釘溫度會(huì)升高這是因?yàn)椋ǎ〢．鐵錘把溫度傳給了鐵釘B．鐵錘把熱量傳給了鐵釘C．鐵錘把內(nèi)能傳給了鐵釘D．鐵錘對(duì)鐵釘做了功D課堂練習(xí)題：２、下列現(xiàn)象中，不是用做功的方法來(lái)增大物體內(nèi)能的是（）A、鉆木取火B(yǎng)、用鐵錘不斷地敲打鐵釘C、小孩從滑梯上滑下時(shí)，臀部有灼熱感D、水蒸氣沖開(kāi)水瓶塞子D3、下列說(shuō)法中正確的是（）A．做功和熱傳遞是等效的B．物體的溫度升高，一定是吸收熱量C．溫度越高的物體，熱量越多D．熱水和冷水混合時(shí)，能量從熱水傳給冷水D4、進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)操作時(shí)，會(huì)發(fā)現(xiàn)薄壁金屬管內(nèi)乙醚會(huì)沸騰，產(chǎn)生的乙醚蒸氣會(huì)把塞子沖開(kāi)，這種現(xiàn)象的解釋是：來(lái)回拉繩子時(shí)，克服繩子和管壁的______做了功，使繩和金屬管的內(nèi)能增加，______升高。金屬管又和乙醚進(jìn)行了______使乙醚的內(nèi)能增加，______升高，直到乙醚沸騰，產(chǎn)生大量的乙醚蒸氣，蒸氣膨脹把管塞沖開(kāi)。摩擦溫度熱傳遞溫度

內(nèi)能可以轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，這對(duì)我們生活和生產(chǎn)有什么影響呢？我們利用這個(gè)原理制成了熱機(jī)汽油機(jī)1、熱機(jī)的種類：

蒸汽機(jī)內(nèi)燃機(jī)噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)火箭等內(nèi)燃機(jī)：熱機(jī)：把燃料燃燒時(shí)釋放的內(nèi)能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的裝置。燃料直接在發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸內(nèi)燃燒產(chǎn)生動(dòng)力的熱機(jī)。常見(jiàn)的內(nèi)燃機(jī)：汽油機(jī)柴油機(jī)2.內(nèi)燃機(jī)的構(gòu)造(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(guò)程①構(gòu)造②工作原理(1)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(2)柴油機(jī)的構(gòu)造排氣門進(jìn)氣門噴油嘴吸氣壓縮做功排氣內(nèi)燃機(jī)的

沖程和工作循環(huán)(3)汽油機(jī)工作原理吸氣沖程壓縮沖程做功沖程排氣沖程吸氣沖程汽油和空氣

進(jìn)氣門打開(kāi)，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。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。機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。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(guò)連桿帶動(dòng)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)。內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。排氣沖程燃燒后的廢氣

進(jìn)氣門關(guān)閉，排氣門打開(kāi)，活塞向上運(yùn)動(dòng)，把廢氣排出氣缸。(4)柴油機(jī)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(jìn)氣門打開(kāi)，排氣門關(guān)閉?；钊缮隙讼蛳露诉\(yùn)動(dòng)，將空氣吸進(jìn)氣缸。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(guò)柴油的著火點(diǎn)。

機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。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(guò)連桿帶動(dòng)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)。

內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。排氣沖程燃燒后的廢氣

進(jìn)氣門關(guān)閉，排氣門打開(kāi)，活塞向上運(yùn)動(dòng)，把廢氣排出氣缸。一個(gè)工作循環(huán)：活塞：往復(fù)兩次。曲軸：轉(zhuǎn)動(dòng)兩周。完成：四個(gè)沖程。對(duì)外做功：一次。輔助沖程：靠飛輪慣性來(lái)完成。3.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。鞏固知識(shí)：1．改變物體內(nèi)能的方式：熱傳遞和做功。用熱傳遞的方法改變物體的內(nèi)能，實(shí)質(zhì)是：用做功的方法改變物體的內(nèi)能，實(shí)質(zhì)是：做功和熱傳遞對(duì)改變物體內(nèi)能是等效的。內(nèi)能轉(zhuǎn)移的過(guò)程；內(nèi)能與機(jī)械能相互轉(zhuǎn)化的過(guò)程。2．汽油機(jī)的工作過(guò)程：鞏固知識(shí)：吸氣、壓縮、做功、排氣四個(gè)沖程。壓縮沖程中能量轉(zhuǎn)化是：機(jī)械能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能。做功沖程中能量轉(zhuǎn)化是：內(nèi)能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能。除做功沖程外，其余三個(gè)沖程要靠曲軸的慣性來(lái)完成。５.冬天雙手捧著熱水袋會(huì)感到暖和，這是利用

方式增加了手的內(nèi)能；雙手反復(fù)摩擦也會(huì)感到暖和，這是利用

的方式增加了手的內(nèi)能。６.改變物體內(nèi)能的方式有做功和熱傳遞兩種，在汽油機(jī)的壓縮沖程中，活塞壓縮燃料混合物使它的溫度升高，是通過(guò)

方式增加了燃料混合物的內(nèi)能；為了不讓汽油機(jī)在工作時(shí)溫度升得太高，在設(shè)計(jì)制造時(shí)，汽缸外有一個(gè)水套，讓汽缸被水包圍著，這樣就可以通過(guò)

得方式降低汽缸的溫度（減少汽缸的內(nèi)能）熱傳遞做功熱傳遞做功７、內(nèi)燃機(jī)在做功沖程中，高溫氣體迅速膨脹而做功，此時(shí)這些氣體的溫度和內(nèi)能變化的情況是（）

A．內(nèi)能減少，溫度降低

B．內(nèi)能增加，溫度升高

C．內(nèi)能減少，溫度升高

D．內(nèi)能增加，溫度降低AＡ８、如圖是汽油機(jī)的

沖程。在此沖程中，氣缸中的氣體體積

，壓強(qiáng)

。（填“變大”、“變小”或“不變”）壓縮變小變大９、汽油機(jī)的曲軸轉(zhuǎn)速是1200r/min，則每秒鐘該汽油機(jī)完成

個(gè)工作循環(huán)，做功

次，共完成

個(gè)沖程，活塞往復(fù)

次，若每次做功為500J，則汽油機(jī)的功率為

W。1010405000２0三.燃料的熱值實(shí)驗(yàn)表明:相同質(zhì)量的酒精與碎紙片燃燒后,酒精比碎紙片放出的熱量

.更多的實(shí)驗(yàn)表明:質(zhì)量相等的不同燃料,完全燃燒所放出的熱量一般是

(相同/不相同).多不相同探究質(zhì)量相同的物體燃燒時(shí)放出的熱量１、定義：1kg某種燃料完全燃燒放出的熱量叫做這種燃料的熱值，用符號(hào)“q”表示，單位是：J/kg。煤油

4.6X107木炭

3.4X107汽油

4.6X107無(wú)煙煤

3.4X107氫氣

14.3X107石油

4.4X107焦碳

3.0X107天然氣4.4X107柴油4.3X107煙煤

2.9X107煤氣

4.2X107酒精

3.0X107干木柴

1.2X107氣體液體固體常用燃料的熱值（單位：J/kg）酒精的熱值：3.0X107J/kg2、表示的物理意義是：1kg的酒精完全燃燒所放出的熱量為3.0X107J

理解熱值：1、q反映了不同燃料在燃燒過(guò)程中，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的本領(lǐng)大小2、同種燃料熱值一定，不同燃料熱值一般不同，所以熱值只與燃料的種類有關(guān)，而與質(zhì)量、是否完全燃燒無(wú)關(guān)。3、公式：Q=mq質(zhì)量為m的燃料完全燃燒放出的熱量為：10、酒精的熱值是3×107J/kg，若要獲得9×107J的熱量，至少需要燃燒

kg的酒精。

311、28g完全燃燒的酒精可以放出多少熱量？若這些熱量全部被質(zhì)量為0.5kg、溫度為20℃的水吸收，則水的溫度升高到多少攝氏度？（已知