1、北京四中網校北京四中網校etiantian北京四中網校北京四中網校etiantian學習目標：學習目標：l l 了解內能的利用在人類社會發展史上的重要意了解內能的利用在人類社會發展史上的重要意義，主要了解常見的熱機義，主要了解常見的熱機內燃機工作過程及其內燃機工作過程及其在歷史、現實生活中的應用實例；在歷史、現實生活中的應用實例；l l 從能量轉化的角度認識燃料的熱值；從能量轉化的角度認識燃料的熱值；l l 知道能量守恒定律，并能用能量轉化與守恒的知道能量守恒定律，并能用能量轉化與守恒的觀點分析物理現象；觀點分析物理現象；l l 通過能量的轉化和轉移，進一步認識效率的概通過能量的轉化和轉移，進

2、一步認識效率的概念。念。北京四中網校北京四中網校etiantian北京四中網校北京四中網校etiantian重點：重點：l l 四沖程汽油機的基本工作原理；四沖程汽油機的基本工作原理；l l 能量守恒定律。能量守恒定律。難點：難點：l l 熱機的工作原理；熱機的工作原理；l l 區別能量轉移和轉化。區別能量轉移和轉化。北京四中網校北京四中網校etiantian北京四中網校北京四中網校etiantian（一）內能利用的兩種情況：（一）內能利用的兩種情況： 、 。（二）熱機：把（二）熱機：把 能轉化為能轉化為 能的機器叫熱機。能的機器叫熱機。熱機常見種類有熱機常見種類有 機、機、 機、汽輪機、噴氣

3、發動機、汽輪機、噴氣發動機機（三）內燃機分為汽油機和柴油機兩大類。（三）內燃機分為汽油機和柴油機兩大類。 內燃機一個工作循環由四個沖程組成：內燃機一個工作循環由四個沖程組成： 沖沖程、程、 沖程、沖程、 沖程、沖程、 沖程。其中只有沖程。其中只有 沖程實現內能向機械能的轉化。沖程實現內能向機械能的轉化。能量轉化的關系能量轉化的關系 沖程：機械能轉化為內能；沖程：機械能轉化為內能； 沖程：內能轉化為機械能。一個工作循環中只沖程：內能轉化為機械能。一個工作循環中只有有 沖程對沖程對外做功，其余三個沖程是消耗機械能外做功，其余三個沖程是消耗機械能，即靠飛輪的，即靠飛輪的 完成。完成。加熱加熱做功做功

4、內內機械機械蒸汽蒸汽內燃內燃吸氣吸氣壓縮壓縮做功做功排氣排氣做功做功壓縮壓縮做功做功慣性慣性做功做功北京四中網校北京四中網校etiantian北京四中網校北京四中網校etiantian（四）燃料燃燒過程中，燃料儲藏的化學能轉化為（四）燃料燃燒過程中，燃料儲藏的化學能轉化為內能內能（五）燃料的熱值：（五）燃料的熱值： 的某種燃料的某種燃料 燃燒放燃燒放出的熱量叫這種燃料的熱值。單位是：出的熱量叫這種燃料的熱值。單位是： 、 燃料燃燒放出的熱量與哪些因素有關：燃料燃燒放出的熱量與哪些因素有關：（1）燃料的）燃料的 ；（2）燃料的）燃料的 ；（3）燃料是否充分）燃料是否充分 。 燃料完全燃燒放出熱量

5、的計算公式：燃料完全燃燒放出熱量的計算公式： 。其。其中中 為燃料的質量，為燃料的質量， 為燃料的熱值。為燃料的熱值。1kg完全完全J/kg種類種類質量質量燃燒燃燒Q Q放放=mq=mqmq北京四中網校北京四中網校etiantian北京四中網校北京四中網校etiantian（六）熱機效率：熱機工作時，用來做（六）熱機效率：熱機工作時，用來做 的那部的那部分能量與分能量與 熱量之比，叫做熱機效熱量之比，叫做熱機效率。率。（七）提高熱機效率的途徑：盡量減小各種熱量損失（七）提高熱機效率的途徑：盡量減小各種熱量損失；保持良好的潤滑，盡量減小摩擦；盡可能使燃料充；保持良好的潤滑，盡量減小摩擦；盡可能使

6、燃料充分燃燒等等。分燃燒等等。（八）能量守恒定律的內容：能量既不會憑空（八）能量守恒定律的內容：能量既不會憑空 ，也不會憑空，也不會憑空 ，它只會從一種，它只會從一種 轉化為轉化為 ，或者從一個，或者從一個 轉移到另一個轉移到另一個 ，而在，而在 或或 的過程中，能量的總和保持不變。的過程中，能量的總和保持不變。有用功有用功燃料完全燃燒放出燃料完全燃燒放出的的消滅消滅產生產生轉化轉化其他形式其他形式物體物體物體物體轉化轉化轉移轉移北京四中網校北京四中網校etiantian北京四中網校北京四中網校etiantian 注意：注意：定律中能的轉化，是指通過定律中能的轉化，是指通過 ，能的，能的形式發

7、生了變化，一種形式的能轉化為另一種形式的形式發生了變化，一種形式的能轉化為另一種形式的能。如鉆木取火，就是通過克服摩擦做功，使機械能能。如鉆木取火，就是通過克服摩擦做功，使機械能轉化為內能。能的轉移，是指轉化為內能。能的轉移，是指 能從一個物體能從一個物體轉移到另一個物體上，能的形式轉移到另一個物體上，能的形式 變化，如熱傳變化，如熱傳遞過程中，內能從高溫物體轉移到低溫物體。遞過程中，內能從高溫物體轉移到低溫物體。做功做功同一種同一種沒有沒有北京四中網校北京四中網校etiantian北京四中網校北京四中網校etiantian類型一：熱機類型一：熱機例例1汽油機工作的時候，活塞在氣缸里往復運動。

8、汽油機工作的時候，活塞在氣缸里往復運動。 活塞從氣缸的一端運動到另一端叫做一個活塞從氣缸的一端運動到另一端叫做一個 。四沖程。四沖程汽油的工作過程是由汽油的工作過程是由 、 、 、 四個沖程組成。四個沖程組成。 其中其中只有只有 沖程是燃氣對外做功。完成一個工作循環沖程是燃氣對外做功。完成一個工作循環曲軸要轉曲軸要轉 周周。沖程沖程吸氣吸氣沖程沖程壓縮沖程壓縮沖程做功沖程做功沖程排排氣氣沖程沖程做功做功兩兩舉一反三：舉一反三： 單缸四沖程內燃機工作時，依靠飛輪的慣性來完成單缸四沖程內燃機工作時，依靠飛輪的慣性來完成的沖程有（的沖程有（ ）A吸氣、做功和排氣沖程吸氣、做功和排氣沖程 B吸氣、壓縮

9、和做功沖吸氣、壓縮和做功沖程程C壓縮、做功和排氣沖程壓縮、做功和排氣沖程 D吸氣、壓縮和排氣沖吸氣、壓縮和排氣沖程程D D北京四中網校北京四中網校etiantian北京四中網校北京四中網校etiantian2 2、 如圖，表示做功沖程的示意圖是如圖，表示做功沖程的示意圖是( ( ) )B B分析：分析：內燃機的工作過程是由吸氣、壓縮、做功、內燃機的工作過程是由吸氣、壓縮、做功、排氣四個沖程組成。在做功沖程里進氣門、排氣門排氣四個沖程組成。在做功沖程里進氣門、排氣門關閉，高溫高壓燃氣推動活塞向下運動，活塞又通關閉，高溫高壓燃氣推動活塞向下運動，活塞又通過連桿使曲軸轉動。由圖來判斷，過連桿使曲軸轉

10、動。由圖來判斷，(B)(B)圖中進氣門、圖中進氣門、排氣門關閉，活塞向下運動，應為做功沖程。排氣門關閉，活塞向下運動，應為做功沖程。北京四中網校北京四中網校etiantian北京四中網校北京四中網校etiantian舉一反三舉一反三：在四沖程汽油機的一個工作循環中，機械：在四沖程汽油機的一個工作循環中，機械能轉化為內能的是（能轉化為內能的是（ ）A吸氣沖程吸氣沖程 B壓縮沖程壓縮沖程 C做功沖程做功沖程 D排氣沖程排氣沖程B B總結升華：總結升華：活塞在往復運動中從氣缸一端運動到另活塞在往復運動中從氣缸一端運動到另一端叫做一個沖程。四沖程汽油機的工作過程由吸一端叫做一個沖程。四沖程汽油機的工作

11、過程由吸氣、壓縮、做功、排氣四個沖程組成。其中只有做氣、壓縮、做功、排氣四個沖程組成。其中只有做功沖程是燃氣對活塞做功，其他三個沖程要靠飛輪功沖程是燃氣對活塞做功，其他三個沖程要靠飛輪的慣性來完成。的慣性來完成。北京四中網校北京四中網校etiantian北京四中網校北京四中網校etiantian類型二：燃料的熱值和熱機效率類型二：燃料的熱值和熱機效率例例3焦炭燃燒值是焦炭燃燒值是3.0107J/kg，最少燃燒多，最少燃燒多少克的焦炭才可獲得少克的焦炭才可獲得6103J的熱量。的熱量。0.2g0.2g解：解：答：最少需燃燒答：最少需燃燒0.2g0.2g的焦炭。的焦炭。北京四中網校北京四中網校et

12、iantian北京四中網校北京四中網校etiantian舉一反三：舉一反三：【變式【變式1 1】有關熱值的概念，下列說法中正確的是（有關熱值的概念，下列說法中正確的是（ ）A燃料完全燃燒時，它的熱量最大燃料完全燃燒時，它的熱量最大B沒有燃燒的燃料，熱值等于零沒有燃燒的燃料，熱值等于零C燃料燃燒時放出的熱量越多，熱值越大燃料燃燒時放出的熱量越多，熱值越大D燃料的熱值與燃燒情況無關燃料的熱值與燃燒情況無關D D【變式【變式2 2】無煙煤的熱值大于干木柴的熱值，則（無煙煤的熱值大于干木柴的熱值，則（ ）A燒無煙煤比燒干木柴產生的熱量多燒無煙煤比燒干木柴產生的熱量多B要使它們放出同樣多的熱量，完全燃燒

13、的無煙煤的要使它們放出同樣多的熱量，完全燃燒的無煙煤的質量小于完全燃燒的干木柴的質量質量小于完全燃燒的干木柴的質量C燒無煙煤比燒干木柴產生的煙塵多燒無煙煤比燒干木柴產生的煙塵多D煤比木柴含有的熱量多煤比木柴含有的熱量多B B北京四中網校北京四中網校etiantian北京四中網校北京四中網校etiantian總結升華：總結升華：燃料燃燒放出的熱量與以下因素有關；燃料燃燒放出的熱量與以下因素有關；（1 1）燃料的種類；）燃料的種類；（2 2）燃料的質量；）燃料的質量；（3 3）燃料是否充分燃燒。）燃料是否充分燃燒。 物質的燃燒值是物質的特性，不管該物質有物質的燃燒值是物質的特性，不管該物質有沒有發

14、生燃燒，熱值是不變的。沒有發生燃燒，熱值是不變的。北京四中網校北京四中網校etiantian北京四中網校北京四中網校etiantian例例4關于熱機的效率，以下說法中正確的是關于熱機的效率，以下說法中正確的是（ ）A熱機做的有用功越多，效率就一定越高。熱機做的有用功越多，效率就一定越高。B熱機的功率大，效率就一定高。熱機的功率大，效率就一定高。C熱機單位時間里耗費的燃料少，熱機的效率就一定高熱機單位時間里耗費的燃料少，熱機的效率就一定高D以上說法都不對。以上說法都不對。D D解析：解析： 熱機的效率是用來做有用功的那部分能量和燃料完熱機的效率是用來做有用功的那部分能量和燃料完全燃燒放出的能量之

15、比。熱機做的有用功多，但消耗的燃全燃燒放出的能量之比。熱機做的有用功多，但消耗的燃料完全燃燒所放出的能量沒有確定。就無法比較熱機效率料完全燃燒所放出的能量沒有確定。就無法比較熱機效率的高低。熱機的功率大，只表示單位時間內做的有用功多的高低。熱機的功率大，只表示單位時間內做的有用功多。在熱機單位時間里所消耗燃料完全燃燒所放出的能量沒。在熱機單位時間里所消耗燃料完全燃燒所放出的能量沒有確定的情況下，也無法判斷熱機效率高低。熱機單位時有確定的情況下，也無法判斷熱機效率高低。熱機單位時間里消耗的燃料少，在熱機功率沒有確定的情況下，無法間里消耗的燃料少，在熱機功率沒有確定的情況下，無法確定單位時間里熱機

16、所做的有用功的多少。因而無法判斷確定單位時間里熱機所做的有用功的多少。因而無法判斷熱機的效率高低熱機的效率高低北京四中網校北京四中網校etiantian北京四中網校北京四中網校etiantian舉一反三舉一反三 在熱機里，用來做有功的那部分的能量在熱機里，用來做有功的那部分的能量跟跟 的能量之比叫做熱機的能量之比叫做熱機的效率。熱機的效率總是小于的效率。熱機的效率總是小于 。燃料完全燃燒放出燃料完全燃燒放出1總結升華：總結升華： 在熱機利用燃料燃燒來做功時，燃料燃燒放出在熱機利用燃料燃燒來做功時，燃料燃燒放出的能量，并不能全部用來做有用功，相當一部分能的能量，并不能全部用來做有用功，相當一部分

17、能量散失了。用來做有用功那部分能量和燃燒完全燃量散失了。用來做有用功那部分能量和燃燒完全燃燒放出的能量之比，叫做熱機的效率。熱機的效率燒放出的能量之比，叫做熱機的效率。熱機的效率總是小于總是小于1 1。北京四中網校北京四中網校etiantian北京四中網校北京四中網校etiantian例例5一輛汽車的發動機輸出功率為一輛汽車的發動機輸出功率為66.15kW，每小，每小時耗（柴）油時耗（柴）油14kg，請計算發動機的效率（柴油的，請計算發動機的效率（柴油的燃燒值為燃燒值為4.3107J/kg）。）。39.539.5答案：發動機每小時做的答案：發動機每小時做的功功:W=Pt=66150W:W=Pt

18、=66150W3600s=2.383600s=2.3810108 8J,J,完全燃燒完全燃燒14kg14kg柴油放出的能量柴油放出的能量: :Q Q總總=4.3=4.310107 7J/kgJ/kg14kg=6.0214kg=6.0210108 8J,J,做有用功的能量做有用功的能量Q Q有有=W=2.38=W=2.3810108 8J,J,北京四中網校北京四中網校etiantian北京四中網校北京四中網校etiantian舉一反三舉一反三：關于熱機的效率，以下說法中正確的是關于熱機的效率，以下說法中正確的是（ ）A熱機做的有用功越多，效率就一定越高。熱機做的有用功越多，效率就一定越高。B熱機

19、的功率大，效率就一定高。熱機的功率大，效率就一定高。C熱機單位時間里耗費的燃料少，熱機的效率就一定熱機單位時間里耗費的燃料少，熱機的效率就一定高高D以上說法都不對。以上說法都不對。D D總結升華總結升華: :熱機效率公式熱機效率公式: :效率的大小與有用功占燃料燃效率的大小與有用功占燃料燃燒釋放的總熱量的比值。燒釋放的總熱量的比值。北京四中網校北京四中網校etiantian北京四中網校北京四中網校etiantian例例6某瓶煤油的燃燒值是某瓶煤油的燃燒值是4.6107焦焦/千克，它的物理意千克，它的物理意義是義是 。如。如果將瓶中的煤油倒去一半，剩下煤油的燃燒值為果將瓶中的煤油倒去一半，剩下煤

20、油的燃燒值為 。1 1千克煤油完全燃燒能放出千克煤油完全燃燒能放出4.64.610107 7焦的熱量焦的熱量4.64.610107 7焦焦/千克千克北京四中網校北京四中網校etiantian北京四中網校北京四中網校etiantian舉一反三舉一反三: : 兩部汽油機兩部汽油機A A和和B B，若，若A A的功率較大，的功率較大，A A的的效率也較高，使效率也較高，使A A、B B完成相等的有用功，則完成相等的有用功，則( ( ) )(A)A(A)A汽油機消耗的汽油較少，用的時間較短汽油機消耗的汽油較少，用的時間較短(B)B(B)B汽油機消耗的汽油較少，用的時間較短汽油機消耗的汽油較少，用的時間

21、較短(C)A(C)A、B B二汽油機消耗的汽油一樣多，用的時間一樣長二汽油機消耗的汽油一樣多，用的時間一樣長(D)(D)無法確定無法確定解析解析：A A、B B二汽油機完成的有用功相同的情況下，二汽油機完成的有用功相同的情況下，因因AA汽油機效率較高則必然消耗較少的汽油，又因汽油機效率較高則必然消耗較少的汽油，又因它功率較大做功所用的時間比較短。它功率較大做功所用的時間比較短。A A北京四中網校北京四中網校etiantian北京四中網校北京四中網校etiantian類型類型三三：能量守恒定律：能量守恒定律例例7指出下列現象中能量的轉化或轉移情況：指出下列現象中能量的轉化或轉移情況：（1）植物的光合作用；植物的光合作用；（2）雨天時發生雷電；雨天時發生雷電；（3）人在跑步時，身體發熱出汗；人在跑步時，身體發熱出汗；（4）手搖發電機發電使燈泡發光；手搖發電機發電使燈泡發光；（5）風吹動帆船前進。風吹動帆船前進。北京四中網校北京四中網校etiantian北京四中網校北京四中網校etiantian(1)(1)植物利用太陽光進行化學合成，是光能轉化為化植物利用太陽光進行化學合成，是光能轉化為化學能。學能。(2)(2)雷電是把電能變為聲能和光能。雷電是把電能變為聲能和光能。(3)