初中物理九年级第二节:内能的利用。
一:讲义。1、内能的利用方式:⑴ 利用内能来加热;从能的角度看,这是内能的转移过程。⑵ 利用内能来做功;从能的角度看,这是内能转化为机械能。
2、热机:利用燃料的燃烧来做功的装置。内能转化为机械能(蒸气机——内燃机——喷气式发动机)
3、内燃机:将燃料燃烧移至机器内部燃烧,转化为内能且利用内能来做功的机器叫内燃机。它主要有汽油机和柴油机。
4、内燃机工作过程:吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。在这四个阶段,吸气冲程、压缩冲程和排气冲程是依靠飞轮的惯性来完成的,而做功冲程是内燃机中唯一对外做功的冲程,是由内能转化为机械能。
另外压缩冲程将机械能转化为内能。
5、汽油机和柴油机的比较:
内燃机是一种动力机械,它是通过使燃料在机器内部燃烧,并将其放出的热量直接转换为动力的热机.内燃机由气缸、活塞、进气阀、排气阀、曲轴和连杆等组成.汽油机气缸的顶部有火花塞,柴油机气缸的顶部有喷油嘴.
内燃机工作时,活塞在气缸内往复运动,活塞从气缸的一端运动到气缸的另一端,叫做一个冲程.
四冲程内燃机的工作过程是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成的,这四个冲程叫做一个工作循环.在每个工作循环中,气缸内的活塞往复两次,曲轴转动两周.在四个冲程中,只有做功冲程是燃气对外做功,其他三个冲程是辅助冲程,要靠安装在曲轴上的飞轮的惯性来完成.
在压缩冲程中,飞轮带动活塞压缩吸入的气体做功,使气体的温度升高,把机械能转化为气体的内能.在做功冲程中,燃料燃烧产生的高温、高压燃气推动活塞做功,把内能转化为活塞、飞轮的机械能.
汽油机的主体是一个汽缸,气缸内有一个活塞,活塞通过连杆与曲轴相连.汽缸上部有进汽门和排气门,顶部有火花塞.
右图是单缸四冲程汽油机的机构示意图,图中1是进气门;2是火花塞;3是排气门;4是活塞;5是汽缸;6是连杆;7是曲轴.
下图是四冲程汽油机的四个冲程示意图:
热机的效率。
1、热值:1kg某种燃料完全燃烧放出的热量,叫做这种燃料的热值。单位:
j/kg,酒精的热值是3.0×107j/kg,它表示:1kg酒精完全燃烧放出的热量是3.
0×107j。
关于热值的理解:
注重 “1kg”、“某种燃料”、“完全燃烧”。1kg:如果燃料的质量不是1kg,那么该燃料完全燃烧放出的热量就不是热值。
某种燃料:说明热值与燃料的种类有关。完全燃烧:
表明要完全烧尽。
热值是燃料本身的一种特性,只与燃料的种类有关,与燃料的形态、质量、体积等均无关。
2、热值公式:q=mq或q=vq(其中m为燃料的质量,v为燃料的体积,q为燃料的热值)。
火箭常用液态氢做燃料,是因为:液态氢的热值大,体积小便于储存和运输。
3、 热机的效率:热机用来做有用功的那部分能量和完全燃烧放出的能量之比叫做热机的效率。
公式:η=w有用/ q总= w有用/qm
热机效率低的原因:第一,燃料并未完全燃烧;第二,热机工作的排气冲程要将废气排出,而排出的气体中还具有内能,另外气缸壁等也会传走一部分内能;第三,由于热机的各部分零件之间有摩擦,需要克服摩擦做功而消耗部分能量;第四,曲轴获得的机械能也未完全用来对外做功,而有一部分传给飞轮以维持其继续转动,这部分虽然是机械能,但不能称之为有用功。
提高热机效率的途径:(1)使燃料充分燃烧。
2)尽量减小各种热量损失 (3) 机件间保持良好的润滑、减小摩擦。
能量的转化和守恒。
1、能量的转移与转化:能量可以从一个物体转移到另一个物体,如发生碰撞或热传递时;也可以从一种形式转化为另一种形式,如太阳能电池、发电机等。
2、能量守恒定律:能量既不会凭空消灭,也不会凭空产生,它只会从一种形式转化为其他形式,或者从一个物体转移到另一个物体,而在转化和转移的过程中,能的总量保持不变。
能量守恒定律是自然界最重要、最普遍的基本定律。大到天体,小到原子核,也无论是物理学问题还是化学、生物学、地理学、天文学的问题,所有能量转化的过程,都遵从能量守恒定律。
3、“第一类永动机”永远不可能实现,因为它违背了能量守恒定律。
二.典型例题。
1、关于能量转化说法正确的是 (
a.砂轮磨刀有内能转化为动能 b.陨石进入大气层成为流星时内能转化为机械能。
c.壶中水沸腾时壶盖跳动是水的动能转化为壶的动能。
d.给自行车打气气筒发热机械能转化为内能。
2.关于物体内能的改变,下列正确的是 (
a.物体对外做功物体内能减少b.物体吸收热量物体内能一定减小。
c.对物体做功时,物体内能一定减少 d.物体放热时,物体内能一定增加。
3.在下列现象中,通过做机械功来改变物体内能的是 (
a.利用电炉把水烧开b.冬天里两手互相摩擦使手暖和。
c.冬天天气寒冷时要生火取暖 d.用电焊机焊接金属使金属熔化。
4.甲乙两物体质量相等,甲物体温度降低20℃,乙物体温度升高15℃时,乙物体吸收热量是甲物体放出热量的2倍,甲乙两物体比热比是( )
a.3:8 b.8:3 c.4:3 d.3:2
5.燃烧甲、乙两种燃料,甲放出的热量比乙多,则。
a、甲的质量一定大b、甲的热值一定大。
c、甲的比热容一定大d、条件不足无法判断。
6.下面现象中,属于内能转化为机械能的现象是。
a、两决块相互摩擦,冰块熔化 b、水蒸汽推动活塞做功。
c、压缩气体,温度升高d、用太阳灶烧水。
7.从能转化的观点来看,摩擦生热的现象是。
a、机械能转化为内能b、内能转化为机械能。
c、化学能转化为内能d、内能转化为动能。
8.有关物质的比热容,下列说法中正确的是。
a、比热容跟物体的质量有关,质量越大,比热容越小。
b、比热容跟物体的温度有关,温度越高,比热容越大。
c、比热容跟物体吸收或放出的热量有关。
d、比热容是物质本身的一种特性,与物体的温度、质量都无关。
9.在下列几种情况中,比热容会发生变化的是。
a、20℃的水变成4℃的水b、一块钢板压制成钢锅。
c、水结成冰d、 把开水倒入冷水中。
10.水和煤油吸收的热量相等,水的比热是煤油的2倍,水升高的温度是煤油的1/3倍,则它们的质量之比m水:m油是。
a. 3:2 b. 2:3 c. 1:6 d.6:1
非选择题。11.水的比热是4.2×103焦/(千克·℃)它的意思是指质量1千克的水,温度时是4.2×103焦耳。
12.热水和冷水混合时,__水放出热量,一直到热水与冷水的 __相同时为止。
13.物体的温度升高,表明物体的内能物体内大量分子无规则运动的速度填“变”“增大”或“减小”)
14.现有质量和初温都相等的铝块、铁块和铜块,其比热c铝》c铁》c铜,它们吸收相等的热量后,末温最高是___块,末温最低的是___块。
15.物体内部所有分子做无规则运动的动能和的总和,叫做物体的___能。
16.改变物体内能的两种方式是和但其实质不同是物体之间内能的转移,而是实现内能与其他形式的能的转变。
17.火柴可以擦燃,也可以放在火上点燃,前者是用的方法使火柴燃烧,后者是用的方法使它燃烧。
18.萧敏同学用电饭煲做饭,片刻后听到“噗-噗-噗”的响声,走近一看,发现水蒸气冲动了锅盖。他用学过的物理知识解释了这一现象:水蒸气对锅盖水蒸气的内能内能转化为锅盖的。
19.汽油机和柴油机在构造上相比,汽油机顶部有一个柴油机顶部有一个一台四冲程汽油机,飞轮的转速为1800r/min,则此汽油机每秒钟内完成___个冲程,做了___次功。
20.用锤子不断敲击一段铜线后,用手触摸铜线会有什么感觉?这是什么原因?
21.燃料的燃烧是一种变化;在燃烧过程中,燃料的能转化为能。
22.煤和石油在燃烧时生成的气体中含有二氧化碳、氮氧化物等,燃料的不完全燃料还会产生粉尘和一氧化碳,这些和排放到大气中,污染了大气。
23.在蒸汽机、汽油机和柴油机中,效率最低的是___效率是最高的是___
24.在烈日炎炎的夏天,如果你赤脚走在沙滩上,会觉得砂子烫脚;再从沙滩走入河水中,则感到凉快舒服,这是为什么?
25.在严寒的冬天,当觉得自己的手很冷时,常常会做以下两个动作:(1)用嘴对手心呵气;(2)把两只手合起来,反复摩擦。试说明这样做的道理。
26.已知汽油的热值是4.6×107j/kg,完全燃烧500g汽油,求;(1)燃烧汽油产生的热量是多少?(2)若这些热量的50%被水吸收,使水温从20℃开始,升高了40℃,则水的质量是多少?
三:练习题。
1.物体内能的改变不是由于做功,而是由热传递实现的是 (
a.用铁锤煅打铁块,铁块温度升高 b.手捧热水袋,使手暖和。
c.两手互搓,使手暖和d.空气被压缩温度升高。
2.热运动是指( )
九年级物理十一章第二节试题
二 三节试题。1 下列现象形成的过程中,需要吸热的是 a 草地上的露b 瓦片上的霜。c 窗玻璃上的冰花d 冰雪消融汇成小河。2 为了使潮湿的衣服尽快变干,你可采取哪些不同的措施?l233 夏季,农户家常用一种没有烧过的黏土做的茶壶,观察发现,装水后,壶的外壁总是潮湿的,请分析这种茶壶能使里面的凉茶水...
初三物理第二章第二节
2 蛇经常将头贴在地面上,对外界声音的刺激非常灵敏,你猜想出蛇是通过。来感知声音的。3 下列关于人感知声音的说法中,不正确的是 a.鼓膜损坏的人,仍能够感知声音 b.将耳朵堵住后,仍能够感知声音。c.听小骨损坏的人,仍能够感知声音。d.听觉神经损坏的人,仍能够感知声音。4 人们凭听觉可判断声源位置,...
九年级上册物理第二节内能复习知识点
1 内能 定义 物体内部所有分子热运动的动能与分子势能的总和,叫做物体的内能。任何物体在任何情况下都有内能。内能的单位为焦耳 j 内能具有不可测量性。2 影响物体内能大小的因素 温度 在物体的质量 材料 状态相同时,物体的温度升高,内能增大,温度降低,内能减小 反之,物体的内能增大,温度却不一定升高...