2023年山西省中考物理一輪復(fù)習(xí) -第十四講：內(nèi)能的利用

第十四章：內(nèi)能的利用本章知識點、考點思維導(dǎo)圖中考大綱要求1.從能量轉(zhuǎn)化的角度認(rèn)識燃料的熱值。2.了解熱機的工作原理。知道內(nèi)能的利用在人類社會發(fā)展史上的重要意義。3.知道能量守恒定律。列舉日常生活中能量守恒的實例。有用能量轉(zhuǎn)化與守恒的觀點分析問題的意識。4.從能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的角度認(rèn)識效率。5.知道能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移有一定的方向性。§14.1熱值【知識點講解】【知識點補充筆記】1.定義：某種燃料放出的熱量，叫做這種燃料的熱值。2.單位：，讀作“焦耳每千克”。對于氣體燃料，在生活中多以體積來計量，所以氣體燃料熱值的單位是J/m。3.公式（q以J/kg為時）或（q以J/m3為單位時）。注意：熱值與燃料的質(zhì)量、是否燃燒、是否完全燃燒等無關(guān)，與有關(guān)?！究键c鏈接題型講解與練習(xí)】【例題1】下列說法中正確的是（）。A.敲碎煤塊使煤充分燃燒能提高煤熱值；B.汽車在減速過程中，慣性減小，動能減??；C.當(dāng)僅有熱傳遞時，物體吸收熱量時內(nèi)能增加，放出熱量時內(nèi)能減?。籇.與絲綢摩擦過的玻璃棒帶正電，是因為絲綢的正電荷轉(zhuǎn)移到玻璃棒上【例題2】（多選）根據(jù)表1、表2和表3提供的資料（在1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下），判斷下列說法中正確的是（）。表1：幾種晶體的熔點晶體熔點（℃）固態(tài)酒精－117固態(tài)水銀－39冰0表2：幾種物質(zhì)的比熱容物質(zhì)比熱容［J/（kg·℃）］水4.2×103煤油2.1×103干泥土0.84×103表3：幾種燃料的熱值燃料熱值（J/kg）干木柴約1.2×107無煙煤約34×107汽油約4.6×107A.南極冬季氣溫一般在－40℃以下，在南極測量氣溫可選擇酒精溫度計；B.溫度為0℃的冰，其分子仍然會做無規(guī)則運動；C.水和煤油升高相同的溫度，水吸收的熱量較多；D.煤的熱值比干木柴的大，因此煤燃燒過程中一定比干木柴燃燒過程中放出的熱【例題3】“頁巖氣”是蘊藏在巖層中的天然氣，被譽為未來能源的“明星”。頁巖氣屬于_____________（填“可再生”或“不可再生”）能源。頁巖氣的熱值為3.2×107J/m3，完全燃燒0.1m3頁巖氣可放出____________J的熱量?！纠}4】如圖，“長征五號B”運載火箭首次采用了我國最新研制的大推力液氧煤油發(fā)動機。煤油的熱值為4.6×107J/kg，完全燃燒2kg煤油放出的熱量為J?；鸺蘸笾破鲿詣用撀洹Ｖ破髅撀浜笤谧饔孟侣浠氐孛?。此時火箭相對地面是的。【練習(xí)1】天然氣的熱氣值放出為4.4×107J/kg，小明燒開一壺水消耗了0.05kg。完全燃燒這些天然氣放出熱量為J?！揪毩?xí)2】汽車汽油機是由四個沖程的不斷循環(huán)來保證連續(xù)工作的。已知汽油的熱值為4.6×107J/kg，2kg汽油完全燃燒時釋放的熱量為J。已知汽車防凍液的比熱容為4.2×103J/（kg?℃）。某汽車中的防凍液從90℃冷卻到20℃的過程中，放出的熱量為2.94×106J，則該汽車中防凍液的質(zhì)量為kg?！窘忸}方法與思路】§14.2熱機1.定義：熱機是把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能的機器。常見的內(nèi)燃機油汽油機和柴油機。2.單杠四沖程內(nèi)燃機的四個沖程沖程名稱進(jìn)氣門排氣門能量轉(zhuǎn)化能量來源備注吸取沖程開閉飛輪轉(zhuǎn)動的慣性1個工作循環(huán)，飛輪轉(zhuǎn)動2周，經(jīng)歷4個沖程，對外做功1次。壓縮沖程閉閉機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能飛輪轉(zhuǎn)動的慣性做功沖程閉閉內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能燃料燃燒釋放的內(nèi)能排氣沖程閉開飛輪轉(zhuǎn)動的慣性3.汽油機與柴油機的區(qū)別比較項目結(jié)構(gòu)點火方式吸入的物質(zhì)燃料熱機效率應(yīng)用汽油機頂部有火花塞點燃式空氣和汽油汽油26-40%轎車等較輕便的機械柴油機頂部有噴油嘴壓燃式空氣柴油34-45%輪船等較笨重的機械【考點鏈接題型講解與練習(xí)】【解題方法與思路】【例題1】下列關(guān)于熱值和熱機效率說法，正確的是（）A.使燃料燃燒更充分，可以增大熱值B.使燃料燃燒更充分，可以提高熱機效率C.柴油機的熱機效率通常為100%D.燃料燃燒釋放的熱量越大，熱值越大【例題2】某汽油機的四個沖程如圖所示，在該汽油機的一個工作循環(huán)中，壓縮沖程結(jié)束后，下個沖程是（）。A.① B.② C.③ D.④【例題3】如圖所示是內(nèi)燃機工作循環(huán)中的一個沖程，它是（）A．壓縮沖程，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能 B．壓縮沖程，將機械能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能 C．做功沖程，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化成機械能 D．做功沖程，將機械能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能【例題4】如圖所示是四沖程汽油機的剖面圖，關(guān)于其四個沖程的描述正確的是（）A．吸氣沖程中，汽油和空氣的混合物進(jìn)入汽缸B．壓縮沖程中，通過做功的方式使汽缸內(nèi)氣體的內(nèi)能減小C．做功沖程中，燃料釋放的能量絕大部分轉(zhuǎn)化為機械能D．排氣沖程中，廢氣帶走了燃料釋放的能量的極少部分【例題5】如圖所示，用電火花發(fā)生器點燃塑料盒內(nèi)的酒精氣體，能將盒蓋噴出很遠(yuǎn)。此過程中的能量轉(zhuǎn)化方式與汽油機的哪一個沖程相似（）A．壓縮沖程 B．吸氣沖程C．排氣沖程 D．做功沖程【例題6】如圖所示是汽油機的_________沖程。在壓縮沖程中，是通過_________方式增加燃?xì)獾膬?nèi)能。汽油機的轉(zhuǎn)速為3000r/min，則1s內(nèi)汽油機對外做功_________次?！揪毩?xí)1】如圖是汽油機工作的四個沖程，其中表示排氣沖程的是（）A．甲B．乙C．丙D．【練習(xí)2】內(nèi)燃機的一個工作循環(huán)是由四個沖程組成的，如圖所示的是工作循環(huán)中的_____沖程，若飛輪轉(zhuǎn)動40周，則對外做功______次。【練習(xí)3】多數(shù)汽油機是由吸氣、壓縮、做功、排氣四個沖程的不斷循環(huán)來保證連續(xù)工作的，從能量轉(zhuǎn)化的角度看，存在著內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能的過程的是（）A．吸氣沖程 B．壓縮沖程C．做功沖程 D．排氣沖程【練習(xí)4】如圖是某四沖程汽油機的______沖程，在此沖程中內(nèi)能轉(zhuǎn)化為______能?！揪毩?xí)5】單缸四沖程柴油機的轉(zhuǎn)速是6000r/min,則它每秒完成個吸氣沖程?！揪毩?xí)6】關(guān)于四沖程汽油機和柴油機的工作過程有以下幾種說法：①在吸氣沖程中，都會吸入空氣；②在做功沖程中，是機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；③只有做功沖程是燃?xì)鈱ν庾龉Γ虎芷蜋C和柴油機的點火方式相同；以上說法中正確的是（）。A．只有①②③ B．只有①③ C．只有②④ D．只有②③④§14.3熱機效率【知識點講解】【知識點補充筆記】4.熱機效率：熱機所做的與所用燃料完全燃燒釋放的之比。其值一定小于1.公式：。一般用W=Fs或者W=Pt計算。Q放=mq計算。5.提高熱機效率的一些途徑：讓燃料燃燒更充分；減輕熱機的質(zhì)量；較少熱機各部件之間的摩擦；廢氣再利用等?！究键c鏈接題型講解與練習(xí)】【解題方法與思路】【例題1】某輛行駛的小轎車，其正常工作時的能量轉(zhuǎn)化情況如圖所示，若輸入的化學(xué)能為2000J，輸出的動能為300J．則輸出的內(nèi)能和聲能共計J；輸出的有用能量是動能，則小轎車正常工作時的效率為?！纠}2】下列減小熱機帶來的環(huán)境污染措施中，不可行的是（）A.改進(jìn)設(shè)計方案，使熱機工作時噪聲更小B．使用天然氣、酒精替代部分汽油、柴油做燃料C．淘汰熱機，徹底解決問題D．盡量使氣缸內(nèi)燃燒更充分一些【例題3】某燃?xì)鉄崴鲗?0kg的水從10℃加熱到60℃，完全燃燒了0.21m3的煤氣。水吸收的熱量是J．熱水器燒水的效率是。[已知水的比熱容為4.2×103J/（kg?℃），煤氣的熱值為4×107J/m3]【例題4】質(zhì)量為10kg的水溫度升高22℃，需要吸收的熱量為_____J，若不考慮熱量散失，這些熱量需要完全燃燒_____g的天然氣來提供，天然氣是_____（選填“可再生”或“不可再生”）能源。[c水=4.2×103J/（kg?℃），q天然氣=4.4×107J/kg]【練習(xí)1】關(guān)于熱機的效率，下列說法正確的是（）。A.在做功同樣多的情況下，熱機的效率越高消耗的燃料越多；B.一般情況下柴油機的效率比汽油機的高；C.熱機的效率越高說明做功越快；D.熱機損失的能量中，廢氣帶走的能量較少，主要是由于機械摩擦損失的【練習(xí)2】用煤氣灶把2kg、初溫為20℃的水加熱到70℃，消耗了20g煤氣。已知水的比熱容是4.2×103J/（kg·℃），煤氣的熱值為4.0×107J/kg，則水吸收的熱量為______J，煤氣灶燒水的效率為______?！揪毩?xí)3】一煤氣灶在煲一壺水時，燃燒了10L的天然氣，則天然氣完全燃燒時放出的熱量為J，使在1個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下質(zhì)量為1kg、初溫為50℃的水加熱至沸騰，則水所吸收的熱量為J，該煤氣灶的效率為。（q氣＝4.2×107J/m3，c水＝4.2×103J/（kg?℃））【練習(xí)4】某物理興趣小組的同學(xué)，用煤爐給10kg的水加熱，同時他們繪制了如圖所示的加熱過程中水溫隨時間變化的圖線。若在6min內(nèi)完全燃燒了0.2kg的煤，水的比熱容為4.2×103J/（kg?℃），煤的熱值約為3×107J/kg。求：（1）這些煤完全燃燒產(chǎn)生的熱量；（2）經(jīng)過6min時間加熱，水所吸收的熱量；（3）煤爐燒水時的熱效率?！?4.3能量的轉(zhuǎn)化與守恒【知識點講解】【知識點補充筆記】能量既不會消滅，也不會產(chǎn)生，它只會從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，或者從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程中，能量的總量不變，這就是能量守恒定律?！究键c鏈接題型講解與練習(xí)】【解題方法與思路】【例題1】目前長沙城區(qū)的老居民小區(qū)正在進(jìn)行水路改造，改造中用到了一種打孔工具﹣﹣沖擊鉆，沖擊鉆工作時，鉆頭在電動機的帶動下不斷地沖擊墻壁，打出圓孔，如圖所示，沖擊鉆在工作過程中，其能量轉(zhuǎn)化關(guān)系是（）A．內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能 B．內(nèi)能轉(zhuǎn)化為電能 C．只有機械能和內(nèi)能的轉(zhuǎn)化 D．有電能、機械能和內(nèi)能的轉(zhuǎn)化【例題2】關(guān)于能量的轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移過程，下列說法錯誤的是（）。A.地球上的化石能源歸根結(jié)底來自遠(yuǎn)古時期的太陽能；B.自然界中水能的循環(huán)再生過程不遵循能量守恒定律；C.空調(diào)將室內(nèi)空氣的內(nèi)能轉(zhuǎn)移至高溫的室外需要消耗電能；D.熱水自然變涼，能量自發(fā)的從高溫物體轉(zhuǎn)移至低溫物體【練習(xí)1】下列關(guān)于能量的說法中正確的是（）A．洗衣機工作時是將機械能轉(zhuǎn)化為電能 B．電熱水壺工作時是將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為電能 C．水力發(fā)電是將水的機械能轉(zhuǎn)化為電能 D．能量無論是轉(zhuǎn)化還是轉(zhuǎn)移，能量總和會逐漸減少【練習(xí)2】下列關(guān)于日常生活中常見物理現(xiàn)象的說明正確的是（）A．燃料燃燒時是內(nèi)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能