1、了解能量及其存在的不同形式。描述各種各樣的能量和生產(chǎn)、生活的聯(lián)系。2、通過實驗，認(rèn)識能量可以從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，不同形式的能量可以相互轉(zhuǎn)化。3、從能量轉(zhuǎn)化的角度認(rèn)識燃料的熱值。4、了解熱機(jī)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。5、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。6、從能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的角度認(rèn)識效率。
知識點二 熱機(jī)的效率
知識點三 能量的轉(zhuǎn)化和守恒
知識點一 熱機(jī)
1.定義：利用________做功的機(jī)械叫做熱機(jī)。
3.分類：蒸汽機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、汽輪機(jī)、噴氣發(fā)動機(jī)等。4.內(nèi)燃機(jī)：燃料直接在發(fā)動機(jī)汽缸內(nèi)燃燒產(chǎn)生動力，分為汽油機(jī)和柴油機(jī)。
①一個工作循環(huán)包含四個沖程，活塞往返兩次，曲軸和飛輪轉(zhuǎn)動2周，對外做1次功。②在一個工作循環(huán)中，只有做功沖程對外做功，其他三個沖程不做功，且靠飛輪的慣性來完成。③做功沖程為其他三個沖程提供能量：其他三個沖程為做功沖程提供基礎(chǔ)。
【例題1】下圖是熱機(jī)的工作沖程圖，其中將機(jī)械能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能的沖程是（　?。〢． B． C． D．
【解析】A．圖中活塞向下運(yùn)動，進(jìn)氣門開啟，排氣門關(guān)閉，是吸氣沖程，故A不符合題意；B．圖中活塞向下運(yùn)動，兩個氣門都關(guān)閉，是做功沖程，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，故B不符合題意；C．圖中活塞向上運(yùn)動，排氣門開啟，進(jìn)氣門關(guān)閉，是排氣沖程，故C不符合題意；D．圖中活塞向上運(yùn)動，兩氣門關(guān)閉，是壓縮沖程，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故D符合題意。
【例題2】汽車作為我們生活中不可缺少的交通工具，它的動力機(jī)械就是內(nèi)燃機(jī)，下列有關(guān)內(nèi)燃機(jī)的說法正確的是（　?。〢．柴油機(jī)的吸氣沖程吸入的只有空氣B．汽油機(jī)的效率一般比柴油機(jī)的效率高C．汽油機(jī)的點火方式是壓燃式D．柴油機(jī)的做功沖程是把機(jī)城能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能
【解析】A．汽油機(jī)在吸氣沖程吸入的是汽油和空氣的混合物，而柴油機(jī)在吸氣沖程吸入的只有空氣，故A正確；B．在壓縮沖程中，柴油機(jī)壓縮程度更大，壓縮沖程末溫度更高，它的效率更高，故B錯誤；C．在做功沖程中，汽油機(jī)的點火方式叫點燃式，柴油機(jī)的點火方式叫壓燃式，故C錯誤；D．柴油機(jī)在做功沖程是把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，故D錯誤。
【例題3】如圖所示是一款孔明燈，點燃底部的蠟燭后，它就會自動升空。在這一過程中，下列說法正確的是（　?。〢．孔明燈自動升空不遵循能量守恒定律B．孔明燈內(nèi)空氣吸收熱量，溫度升高C．孔明燈上升過程中將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能D．孔明燈升空和熱機(jī)工作原理相同
【解析】A．任何的能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移都遵循能量守恒定律，因此，孔明燈自動升空也遵循能量守恒定律，故A錯誤；B．點燃底部的蠟燭后，孔明燈內(nèi)空氣吸收熱量，溫度升高，故B正確；CD．孔明燈上升過程中，將蠟燭燃燒釋放的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為孔明燈的機(jī)械能；熱機(jī)是將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的機(jī)器，由此可知孔明燈升空和熱機(jī)的工作原理相同，故CD正確。
【例題4】冰水混合物的溫度為0℃，它的內(nèi)能___________（選填“為”或“不為”）零；一臺四沖程汽油機(jī)，飛輪的轉(zhuǎn)速為2400r/min，則此汽油機(jī)每秒鐘完成___________個沖程，做了___________次功。
【解析】[1]一切物體都有內(nèi)能，因此冰水混合物的溫度為0℃，它的內(nèi)能不為零。[2]根據(jù)題意飛輪每秒轉(zhuǎn)數(shù)為每一個工作循環(huán)有四個沖程，飛輪轉(zhuǎn)2圈，此汽油機(jī)每秒鐘完成80個沖程。[3]每一個工作循環(huán)有四個沖程，飛輪轉(zhuǎn)2圈，對外做功一次，故該汽油機(jī)對外做功的次數(shù)為20次。
知識點二 熱機(jī)的效率
1. 定義：某種燃料____________放出的熱量與其質(zhì)量________，用符號________表示。2. 單位：____________，符號是______________。 3. 物理意義：熱值在數(shù)值上等于____kg某種燃料完全燃燒放出的熱量。4. 特點：與燃料的形狀、體積、質(zhì)量以及是否完全燃燒無關(guān)，只與燃料的________有關(guān)。 5. 發(fā)射火箭要用氫做燃料是因為________________。
Q：表示放出的熱量，單位是焦，符號為 J m：表示固、液體燃料的質(zhì)量，單位是千克，符號為kg V： 表示氣體燃料的體積，單位是米3 ，符號為m3 q：表示熱值。固、液體燃料單位是焦/千克，符號為 J/kg 氣體燃料單位使用焦/米3 ，符號為J/ m3
6. 物理量及其單位
1. 定義：熱機(jī)工作時，用來做_______的那部分能量與_______________放出的能量之比．用η表示．2. 公式：3. 熱機(jī)的效率都小于1且無單位。
4. 提高熱機(jī)效率的方法
①設(shè)法利用廢氣的能量。
②減少機(jī)械摩擦，保證良好的潤滑，減少因克服機(jī)械摩擦阻力而額外消耗的能量，同時延長了熱機(jī)的使用壽命。
③盡量使燃料充分燃燒。例如把煤磨成煤粉或煤粒，加大與氧氣的接觸面積。
熱機(jī)的效率是熱機(jī)性能的重要指標(biāo)。
【例題5】關(guān)于燃料的熱值，下列說法正確的是（　?。〢．燃料燃燒時放出的熱量叫做燃料的熱值B．10kg木炭比1kg木炭的熱值大C．熱值大的燃料比熱值小的燃燒時放出的熱量多D．燃料燃燒時放出熱量的多少與是否完全燃燒有關(guān)
【解析】A．某種燃料完全燃燒放出的熱量與其質(zhì)量之比，叫做這種燃料的熱值，故A錯誤；B．燃料的熱值是燃料的一種特性，只與燃料的種類有關(guān)，與燃料的質(zhì)量無關(guān)，故B錯誤；CD．燃料燃燒放出的熱量與是否完全燃燒、燃料的熱值和質(zhì)量都有關(guān)系，因此熱值大的燃料燃燒時不一定放出的熱量多，故C錯誤，D正確。
【例題6】內(nèi)燃機(jī)的能量流向圖如圖所示。內(nèi)燃機(jī)的效率為（　?。〢．7%B．28%C．31%D．34%
【解析】內(nèi)燃機(jī)的效率是指用來做有用功的能量與燃料完全燃燒放出的能量之比，所以，結(jié)合能量流向圖可知，該內(nèi)燃機(jī)的效率為34%。
【例題7】已知天然氣的熱值為3.8×107J/m3，水的比熱容為4.2×103J/(kg?℃)。求：（1）完全燃燒1.4×10-2m3天然氣放出多少熱量？（2）若某天然氣灶的效率為60%，則這些天然氣可將體積為3.8L的水，初溫為25℃的水加熱到多少℃？（當(dāng)?shù)氐拇髿鈮簭?qiáng)為1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓）
【解析】解：（1）完全燃燒1.4×10-2m3天然氣放出的熱量為（2）水的質(zhì)量為水吸收的熱量等于天然氣放出的熱量的60%，水吸收熱量后升高的溫度為水的末溫為答：（1）完全燃燒1.4×10-2m3天然氣放出熱量為5.32×105J；（2）若某天然氣灶的效率為60%，則這些天然氣可將體積為3.8L的水，初溫為25℃的水加熱到45℃。
【例題8】某小組同學(xué)用酒精燈給100g的水加熱，經(jīng)過一段時間測得水溫升高了60℃、消耗了4.2g酒精。已知：水的比熱容為4.2×103J/（kg?℃），酒精的熱值為3×107J/kg。求：（1）此過程中水吸收的熱量；（2）4.2g酒精完全燃燒放出的熱量；（3）酒精燈燒水時的熱效率。
小梁同學(xué)學(xué)習(xí)了燃料的熱值后，自己設(shè)計了一個實驗來探究煤油和菜籽油的熱值大小關(guān)系，如圖所示。
他實驗時組裝了如圖所示的兩套規(guī)格完全相同的裝置，并記錄了杯中水的溫度。（1）在安裝、調(diào)整實驗器材時，科學(xué)合理的順序是（甲圖）：先固定 _____的位置，再調(diào)整固定的 _____位置。（均選填“A”或“B”）；
（2）為保證實驗結(jié)論的可靠，實驗時應(yīng)控制燃料的質(zhì)量相同、水的初溫和水的 _____相同；（3）小梁同學(xué)實驗前用天平測出了燒杯中水的質(zhì)量及酒精燈中燃料的質(zhì)量。根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)，利用公式Q吸＝cmΔt計算出了水吸收的熱量。他想通過這些數(shù)據(jù)計算出煤油和菜籽油的熱值。你認(rèn)為他的計算結(jié)果可靠嗎？_________。理由是 _________________________；（4）根據(jù)表中數(shù)據(jù)計算：菜籽油的熱值為 __________J/kg。
燃料燃燒產(chǎn)生的熱量不能完全被水吸收、存在熱損失?
【解析】（1）[1][2]為了利用加熱裝置的外焰給燒杯充分加熱，安裝器材時需要先固定下面B的位置，然后再調(diào)整A的位置，并且溫度計玻璃泡不要碰到燒杯壁和燒杯底。（2）[3]為了保證實驗的可靠性，只改變?nèi)剂系姆N類，需要控制燃料的質(zhì)量和水的初溫、水的質(zhì)量相同，將質(zhì)量相同的煤油和菜籽油完全燃燒，通過計算得出燃料燃燒釋放的熱量大小和燃料的熱值大小。（3）[4][5]因為燃料燃燒產(chǎn)生的熱量不能完全被水吸收、存在熱損失，所以直接計算得出的熱值比實際值要小，因此這樣的計算結(jié)果不可靠。（4）[6]由得 即 解得
知識點三 能量的轉(zhuǎn)化與守恒
1. 能量的轉(zhuǎn)化在一定條件下，各種形式的能量是可以相互________的。2. 常見能量形式：機(jī)械能、電能、內(nèi)能、化學(xué)能、光能等。 3. 能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移具有一定的_________。?
能量守恒定律：能量既不會憑空產(chǎn)生，也不會憑空消失，它只會從一種形式________為其他形式，或者從一個物體轉(zhuǎn)移到其他物體，而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程中，能量的總量___________。
（1）能的轉(zhuǎn)化是通過物體做功來實現(xiàn)的。能的轉(zhuǎn)化過程中，能量的形式發(fā)生了改變；（2）能的轉(zhuǎn)移過程中能量的形式?jīng)]有發(fā)生變化。 (3) 能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一。 所有能量轉(zhuǎn)化的過程，都服從能量守恒定律。 (4) 由能量守恒定律知：無法制成永動機(jī)。
【例題9】 下列對能量轉(zhuǎn)化的描述不正確的是（　?。〢．蓄電池充電：電能——化學(xué)能B．太陽能電池板：電能——太陽能C．螢火蟲發(fā)光：生物質(zhì)能——光能D．內(nèi)燃機(jī)工作：化學(xué)能——內(nèi)能——機(jī)械能
【解析】A．給蓄電池充電時，蓄電池相當(dāng)于用電器，將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能儲存起來，故A正確，不符合題意；B．太陽能電池板可以將太陽能直接轉(zhuǎn)化為電能，故B錯誤，符合題意；C．螢火蟲發(fā)光將生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化為光能，故C正確，不符合題意；D．內(nèi)燃機(jī)工作：將燃料的化學(xué)能先轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，再通過做功將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，故D正確，不符合題意。
【例題10】下列有關(guān)能量轉(zhuǎn)化和守恒，說法正確的是（　?。〢．即使科技再發(fā)達(dá)也不可能制造出永動機(jī)B．能量守恒定律只適用于能量的轉(zhuǎn)化過程C．“摩擦生熱”是創(chuàng)造了熱，它不符合能量守恒定律D．根據(jù)能量守恒定律，機(jī)械能總和不變
【解析】A．根據(jù)能量守恒定律，能量的轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化具有方向性，機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)過程中總有一部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，這部分內(nèi)能不可能自動地再轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，如果沒有能量的補(bǔ)充，最終會停止運(yùn)動，所以不可能造出永動機(jī)，故A正確；B．能量守恒定律既適用于能量轉(zhuǎn)化過程，也適用于能量的轉(zhuǎn)移過程，故B錯誤；C．“摩擦生熱”是將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的過程，所以也符合能量守恒定律，故C錯誤；D．根據(jù)能量守恒定律，自然界中能的總量保持不變，但是機(jī)械能不一定守恒，故D錯誤。

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