《能量的转化和守恒》内能的利用PPT

1、汽油机的四个冲程特点

汽油机和柴油机的异同比较

一、内能的获得： 

通过燃料的燃烧，将燃料内部的化学能转化为内能。

二、内能的利用： 

现象：水沸腾后会怎样？

推动塞子的能量来自哪里？

... ... ...

演示实验:

现象:软木塞冲出;管口有“白气”产生.

水蒸气对木塞做功,内能减少,它的温度下降,水蒸汽液化成小水珠.

工作时：内能转化为机械能

应用：热机

3、做功冲程、做功冲程、压缩冲程

汽油机和柴油机的区别（3个）：

构造上：汽油机有火花塞，柴油机有喷油嘴；

吸入物质：汽油机吸入空气和汽油的混合物。柴油机吸入纯空气；

点火方式：汽油机是点火式（引燃式），柴油机是压燃式.

... ... ...

《热机的效率》内能的利用PPT教学课件 第一部分内容：A知识要点分类练 知识点 1 燃料的热值 1．某种燃料________燃烧时放出的热量与其质量之比，叫做这种燃料的热值。汽油的热值是4.6..

《热机的效率》内能的利用PPT下载 第一部分内容：导学设计 学点1 燃料的热值 信息1：在现代社会，人类所用能量的绝大部分依然是从燃料的燃烧中获得的。燃料的种类很多，固体燃料有木..

《热机的效率》内能的利用PPT 第一部分内容：知识要点基础 知识点1 燃料的热值 1.2018年9月19日22时07分,我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭,以一箭双星的方式成功发射第三..

知识目标：

1、了解四冲程汽油机的基本工作原理。

2、从能量转化的角度认识燃料的热值。

3、了解内能的利用在人类发展史上的重要意义。

4、通过能量的转化和转移认识效率。

一、内能的获得： 

从能量转化的角度分析：

通过燃料的燃烧，将燃料内部的______能转化为_______能。

水沸腾后：

现象:软木塞______; ______有“白气”产生.

分析:________  对木塞做功,内能  ____,  温度_________成小水珠.

能量转化：_______转化为______。

... ... ...

第一冲程：________  。进气门________ ，排气门________ ，活塞由汽缸最________ 向________ 运动，________ 和________ 的混合物从________ 被吸入汽缸。当活塞运动到汽缸的最下端，________ 关闭， 曲轴转动________圈。

第二冲程：________  .进气门 和排气门________ ，活塞由汽缸最________ 向________ 运动，燃料的混合物被________ ，汽缸内温度________ ，气压________  。曲轴转动________ 圈。在此过程中，________ 转化________ 。

... ... ...

汽油机工作原理

1. 在四个冲程中，哪些冲程发生能量的转化？

压缩冲程：机械能  内能

做功冲程：内能   机械能

2. 哪个冲程获得动力？

做功冲程。（其它三个冲程又叫做辅助冲程。）

3、一个工作循环由四个冲程组成，每个工作循环活塞往复运动__次，曲轴和飞轮转动___周，对外做___次功。辅助冲程是靠飞轮的___性完成的。

... ... ...

1.热机.

2.内燃机分为汽油机和柴油机.

3.汽油机和柴油机的相同点和不同点.

1.四冲程汽油机的工作过程由(    ).(    ).(    ).(     )四个冲程组成的.

2.四冲程汽油机,由机械能转化为内能的是(     )冲程,做功冲程是(    )能转化为(        )能. 

3.汽油机吸入汽缸的是(   ),点火方式是(    ).柴油机吸入汽缸的是(   ),点火方式是(    ).       

... ... ...

1.单缸四冲程内燃机完成40个冲程,关于做功和飞轮转动的情况,下列说法正确的是(    )

A.做功10次,飞轮转40周

B.做功40次,飞轮转20周

C.做功10次,飞轮转20周

D.做功20次,飞轮转10周 

2某四冲程汽油机,曲轴转速1200转/分,则该汽油机每秒做功___次,有___个冲程,飞轮转___周.

... ... ...

一、燃料的分类：

固体燃料、液体燃料和气体燃料。

柴、煤炭、煤油、煤气、天然气；　

二、 燃料燃烧的化学反应：

能量转化：化学能-内能/热能；

作用：给人类提供绝大部分能量，来加热或做功；

猜测：相同质量的不同燃料，完全燃烧时放出的热量相同吗 ？

燃料的燃烧是一种化学反应，燃烧过程中，储存在燃料中的化学能被释放，转变为内能。相同质量的不同燃料完全燃烧放出的热量是不同的。

1、定义：指单位质量的某种物质完全燃烧所放出的热量。其符号是q。

2、单位，符号：J/kg, (J/m3)（类比：速度或密度的单位 ）

四、计算热量公式：

1，公式：Q放=mq(即质量乘以热值)

2，例题：Q=mq

小明某次用火炉烧水时，共消耗了1.5kg的烟煤，试计算这些烟煤完全燃烧放出多少焦的热量（烟煤的热值q=2.7×107J/kg)?

解：Q=mq=1.5kg×2.7×107J/kg =4.05×107J

答：这些煤完全燃烧放出的热量为4.05×107J

五、燃料的利用率： 

上例中小明烧水用了1.5kg的烟煤，这些煤完全燃烧放出的热量为4.05×107J，实际放出的热量是4.05×107J吗？为什么？水实际吸收的热量呢？

水实际吸收的热量，称为有效利用的热量。

... ... ...

热机中的能量损耗：

废气带走的热量；

气缸部件吸热后的热量散失；

克服摩擦做功而消耗的能量；

燃料的不完全燃烧；

都是引起能量损失的原因。因此，提高热机效率，可提高燃料的利用率。 

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知识回顾：如图所示在一个试管中装一些水，用软木塞塞紧。对试管加热使水沸腾，会看到什么现象，说明了什么问题？

现象：软木塞冲出；管口有“白气”产生。

说明：水蒸汽对木塞做功，内能减少，它的温度下降，水蒸汽液化成小水珠。

工作时：内能转化为机械能

应用：热机

... ... ...

1、汽油机的构造；观察图回答汽油机的主要构造有：

主体是____，内有____、它通过____与____相连。上部有____和____，顶部有____。

2、工作原理：燃料的化学能通过燃烧转化为内能，又通过做功，把内能转变成机械能。从而使机械获得动力。

两个名词：

1、一个冲程：

活塞在汽缸内往复运动时，从汽缸的一端运动到另一端的过程。

2、一个工作循环：

把这四个冲程称为发动机的一个工作循环。

... ... ...

开始工作前，活塞位于汽缸上端，进、排气门均关闭。工作时，活塞由上向下运动，进气门打开，排气门仍关闭。由于缸内体积增大，压强减小，空气和汽油的混合气体被吸入汽缸。

活塞运动到最下端，就开始转为向上运动。这时进气门、排气门都关闭，混合气体被强行压缩，使气体的温度升高，压强增大。机械能转化为内能。

压缩结束时虽然温度较高，但未能达到燃料的燃点。在压缩冲程结束的瞬间，火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧，产生高温高压气体，高温高压燃气推动活塞由上向下运动，通过连杆带动曲轴转动。高温燃烧气体的内能转化为活塞的机械能。

... ... ...

想想议议：

1、在四个冲程中，哪些冲程发生了能量的转化？如何转化？

2、哪个冲程使汽车获得动力？

3、哪个冲程排出了汽车的尾气？

1.四冲程汽油机的工作过程由(    ).(    ).(    ).(     )四个冲程组成的。

2.四冲程汽油机，由机械能转化为内能的是(    )冲程，做功冲程是(    )能转化为(    )能。

3.汽油机吸入汽缸的是(    )，点火方式是(     )。

4.四冲程汽油机的三个辅助冲程靠飞轮的(    )来完成。

5.某四冲程汽油机飞轮的转速是3600R/min，则它每秒钟对外做功(    )次。

... ... ...

课堂检测:

1、某四冲程汽油机，曲轴转速1200r/min，则该汽油机每秒做功__次，有__个冲程,  飞轮转__周。

2、热机是将内能转化成__能的机器；热机一个工作循环由__个冲程组成，其中图中所示是热机的__冲程。

3、关于四冲程汽油机的工作过程有以下几种说法：

①在做功冲程中，是机械能转化为内能  

②在做功冲程中，是内能转化为机械能  

③只有做功冲程是燃气对外做功   

④汽油机在吸气冲程中吸入汽缸的是汽油。以上说法正确的是（    ）

A.只有②③  B.只有①③  C.只有②④  D.只有②③④

... ... ...

想想议议：

汽油机和柴油机的工作过程有什么相同点，有什么不同点？

1．基本构造和主要部件的作用相似。

2．每个工件循环都经历四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。

3．四个冲程中，只有做功冲程对外做功，其余三个冲程靠飞轮惯性完成。

4．一个工作冲程中，活塞往复两次，飞轮转动两周，做功一次。

1．构造不同：汽油机气缸顶有火花塞，而柴油机气缸顶部有喷油嘴。

2．燃料不同：汽油机的燃料是汽油，而柴油机的燃料是柴油。

3．吸气不同：汽油机吸进汽油和空气的混合气体，柴油机只吸进空气。

4．点火不同：汽油机属点燃式点火，柴油机属压燃式点火。

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内燃机的定义与分类。

内燃机的四个冲程以及各个冲程的能量是如何转化的。

在四个冲程中你认为有哪些热量损失？

燃料的种类

常见的燃料有煤、石油（加工炼制成汽油、煤油、柴油和液化气等）、天燃气等，农村还用草木等植物的秸杆作燃料。

燃料的热值

质量相等的不同燃料,燃烧时所放出的热量是不是相同？

质量相等的不同燃料在完全燃烧时所放出的热量是不同的。

在物理学中，把某种燃料完全燃烧时所放出的热量与其质量之比叫做这种燃料的热值。

... ... ...

讨论交流：热机工作时，能不能将燃料所蕴藏的化学能全部用来对外做有用功呢？

怎样提高热机的效率？

使燃料充分燃烧;

尽量减少各种热量损失；

在热机的设计和制造上采用先进的技术；

注意保养，保证良好的润滑，减少因克服摩擦阻力而额外消耗的能量。

... ... ...

当堂检测反馈

1、四口这家分别单独使用不同种类的燃料时的平均月消耗分别为：木柴约200千克，烟煤约80千克，液化石油气约30千克，煤气约60千克。这四种燃料中的热值最高的是(      )

A、液化石油气　　B、煤气

C、烟煤　　　　　D、木柴

2、航天工业中的火箭是用液态氢作为燃料的，这是因为液态氢具有（　　　）

A、较小的质量　B、较小的密度　

C、较大的比热容　D、较大的热值

3、柴油机是工农业生产中常用的热机，已知某型号柴油机的效率是30%，在柴油机内完全燃烧2千克柴油能放热 _______J，这些热通过柴油机的转化能对外做有用功_______J。（柴油的热值为3.3×107J/kg

4、完全燃烧140克焦炭（焦炭的热值为3.0×107J/kg)能放出多少热量？若这些热量的30%被水吸收，则能使30kg 、20℃的水温度升高到多少度？

... ... ...

酸雨的危害

1.对人体健康的直接危害,硫酸雾和硫酸盐雾的毒性比二氧化硫大得多,可以侵入肺的深部组织,引起肺水肿等疾病而使人致死.

2.引起河流、湖泊的水体酸化,严重影响水生动植物的生长.

3.破坏土壤、植被、森林.

4.腐蚀金属、油漆、皮革、纺织品及建筑材料.

5.渗入地下,使水中铝、铜、锌、镉的含量比中性地下水中高很多倍.

如何保护我们的环境？

1.改进燃烧设备，加装消烟除尘装置;

2.集中供热；

3.改用气体燃料，普及煤气和天然气；

4.充分开发利用污染少和无污染的新能源。

... ... ...

课后作业：

发射卫星的火箭燃料要体积小，重量轻，但发出的热量要大，这样才能减轻火箭的重量，使卫星快速地送上轨道。液体燃料放出的能量大，产生的推力也大；而且这种燃料比较容易控制，燃烧时间较长，因此，发射卫星的火箭大都采用液体燃料。 

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一、燃料的热值　

不同燃料的放热本领相同吗？怎么比较它们谁的放热本领强呢？

燃料的燃烧是一种化学反应，燃烧过程中，储存在燃料中的化学能被释放，转变为内能。

经验告诉我们，等质量的煤和干木柴，充分燃烧，煤放出的热量要比柴多得多。我们用热值这个概念来表示燃料放出热量的本领。

（1）定义

某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比，叫做这种燃料的热值。

（2）物理意义  

热值在数值上等于1 kg某种燃料完全燃烧放出的热量。

（3）单位

国际单位：焦每千克；符号：J/kg。

气体燃料的单位：焦每立方米；符号：J/m3。

... ... ...

热值单位：J/kg, (J/m3)

P139一些燃料的热值。

木炭: 3.4×107J/kg

物理意义:1千克木炭完全燃烧时放出的热量是3.4×107J

煤气: 3.9×107J/m3

物理意义:1立方米煤气完全燃烧时放出的热量是3.9×107J

根据热值表，计算一下10吨氢完全燃烧放出多少焦耳的热量？

氢的热值是1.4×108 J/kg

放出热量Q = 热值×质量=1.4×108 J/kg× 10×103 kg=1.4×1012 J

再算算，若用干木柴完全燃烧来获得这些热量，需要多少吨干木柴？

干木柴的热值1.2×107 J/kg

... ... ...

二、热机的效率　

在内燃机中燃料是否能够完全燃烧？燃料燃烧释放的能量都到哪里去了？

1．用来做有用功的那部分能量，与燃料完全燃烧放出的能量之比，叫做热机的效率。

2．提高热机效率，节约能源，减少污染

（1）热机的效率是热机性能的重要指标

（2）提高效率的途径

提高燃料利用率，使燃料充分燃烧；

改进热机，减少各种能量损失；

利用废气的能量。

... ... ...

1．对于燃料的热值，下列说法中，属于正确理解的是 (　　 ) 

A．燃料的热值跟燃料燃烧时放出的热量成正比 

B．燃料没燃烧时就没有热值

C．就某种确定的燃料而言，它的热值是一个确定的值， 跟燃料的质量及燃料燃烧放出的热量无关

D．容易燃烧的燃料热值一定大

2．已知干木柴的热值是1.2×107 J/kg，完全燃烧0.7 kg干木柴能放出多少热量？假设这些热量全部被水吸收，能使多少千克水的温度由20 ℃升高到70 ℃？已知水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)。

3.   关于热机效率，下列说法正确的是：(　　    ) 

A．热机效率越高，即热机做的有用功多 

B．热机效率越高，即热机的功率越大 

C．要提高热机效率，就要尽量减少各种能量损失，并且要保证良好的涧滑 

D．提高热机效率，有利于环保减排 

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掌握燃料热值的定义以及物理意义。

理解热机的机械效率。

学会分析热量的散失和如何提高热量的利用率。

一、燃料的热值　

烧开一壶水，你会选择什么燃料？为什么？

经验告诉我们，烧开同样一壶水，消耗的木柴和煤或其他燃料的质量不同。消耗等质量的煤和木柴或其他燃料，可以烧开的水的质量不同，也就是放出的热量不同。

由此可知不同的燃料放热本领不同。我们用热值这个概念来表示燃料放出热量的本领。

阅读课本22-24页内容，明确：

1.燃料燃烧过程中的能量转化。

2.热值：定义、单位、物理意义。

... ... ...

提高热机的效率的途径：

使燃料充分燃烧;

尽量减少各种热量损失；

在热机的设计和制造上采用先进的技术；

注意保养，保证良好的润滑，减少因克服摩擦阻力而额外消耗的能量。

各种热机的效率:

蒸汽机:6~15

汽油机：20~30

柴油机：30~40

飞机上的喷气式发动机：50~60

... ... ...

当堂检测反馈

1、四口人家分别单独使用不同种类的燃料时的平均月消耗分别为：木柴约200千克，烟煤约80千克，液化石油气约30千克，煤气约60千克。这四种燃料中的热值最高的是（   ）

A、液化石油气　B、 煤气

C、烟煤　　　　D、木柴

2、航天工业中的火箭是用液态氢作为燃料的，这是因为液态氢具有（　）

A、较小的质量　   B、较小的密度　

C、较大的比热容　D、较大的热值

3．对于燃料的热值，下列说法中，属于正确理解的是 (　　 ) 

A．燃料的热值跟燃料燃烧时放出的热量成正比 

B．燃料没燃烧时就没有热值

C．某种确定的燃料，它的热值是一个确定的值， 跟燃料的质量及燃料燃烧放出的热量无关

D．容易燃烧的燃料热值一定大

4、下面说法不正确的是（        ）

A．燃料燃烧时，将化学能转化为内能

B．人类使用的能量绝大部分是从燃料的燃烧中获得的

C．l kg的某种燃料燃烧时放出的热量叫做这种燃料的热值

D．提高燃料的利用率是节约能源的重要措施

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1什么是热机？

2汽油机一般有几个冲程，分别是什么？

3一循环分别有几个冲程,对应做几次功，飞轮转几圈？

4在热传递过程中，传递能量的多少叫做什么？

5什么是机械效率？

一、燃料的热值

1、定义：某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比叫做这种燃料的热值。

2、符号:q

3、单位：J/kg    J/m3

4、意义：表示燃料燃烧时放热本领的物理量。

5、热值在数值上等于

1kg某种燃料完全燃烧放出的热量

质量相等的不同燃料在完全燃烧时所放出的热量是不同的。

在物理学中，某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量或体积之比。

热值是反映燃料燃烧时化学能转化为内能的本领的大小的物理量，同种燃料的热值与燃料的质量或体积无关。

... ... ...

1.不同物质的热值一般相同吗？

2有没有不同物质热值相同的？

3哪种物质的热值最大？它是多少？表示的物理意义是什么？

热值的物理意义

木炭: 3.4×107J/kg

物理意义:1千克木炭完全燃烧时放出的热量是3.4×107J

煤气: 3.9×107J/m3

物理意义:1立方米煤气完全燃烧时放出的热量是3.9×107J

火箭为什么用液态氢做原料？

因为氢气的热值很大

... ... ...

能量损失、热机效率不高的原因:

1)燃料的不完全燃烧

2)燃烧产生的热量被机器散发（热量直接散失）

3)克服摩擦做功而消耗的能量

4)废气带走的热量

三.热机对环境的影响

1.热机对大气的影响（大气污染）。

（1）产生有毒气体。

（2）产生大量二氧化碳，造成温室效应。

（3）产生粉尘。

2.热机产生噪声（噪声污染）。

四、内能的利用和环境保护

煤、石油、天然气等燃料的利用，使人们获得大量内能，给人类文明带来进步。同时也造成环境污染，给人们带来危害。

造成污染的主要物质有：燃料里含有杂质，致使燃烧生成的气体中含有二氧化硫、氮氧化物等，燃烧不完全还会产生一氧化碳和粉尘。

... ... ...

一、燃料的热值

定义：1kg(m3)某种燃料完全燃烧放出的热量

单位：焦每千克，符号：J/kg

二、热量的计算

Q放=mq      Q=Vq     (气体)

三、热机效率（ η ）：

我们把用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧后放出的能量之比叫做热机效率。

四、提高热机的效率的方法

1.关于燃料的热值正确的是（   ）

A．燃料的热值与燃料的燃烧程度有关  

B．燃料的热值与燃料的种类有关

C．燃料的热值与燃料的多少有关     

D．燃料的热值与上面三个因素都有关

2.下面说法不正确的是（    ）

A．燃料燃烧时，将化学能转化为内能

B．人类使用的能量绝大部分是从燃料的燃烧中获得的

C．l kg的某种燃料燃烧时放出的热量叫做这种燃料的热值

D．提高燃料的利用率是节约能源的重要措施

3.下列提高热机效率的方法中，不可行的是（    ）

A．减少各种热损失           

B．加润滑油减少机器各部件之间的摩擦

C．充分利用废气的能量，如建热电站   

D．采取少消耗总能量的办法

... ... ...

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自然界中，能量不仅可以从一个物体转移到另一个物体，形式多样的能量之间还可以相互转化。

一、能量的转化

食物具有化学能，我们的身体把这种化学能转化成为维持生命所必须的内能和机械能。

风能转化为电能

练习：指出下列各种现象中，能量是如何转化的？

电风扇工作          ____能转化为____能.

点燃的蜡烛          ____能转化为____能.

双手摩擦             ____能转化为____能.

白炽灯发光          ____能转化为____能

流星穿过大气层时会变得炽热    ____能转化为____能将一块冰放在地面上拖，冰会熔化 ____能转化为____能

反复弯折一根铁丝，弯折部分温度会升高 ____能转化为_  _能

擦燃火柴                  ____能转化为____能;

水电站发电               ____能转化为____能;

水蒸气对活塞做功     ____能转化为____能;

... ... ...

二、能量守恒定律

1.内容：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外一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。

导致能量守恒定律最后确立的两类重要事实是什么? 

确立了永动机的不可能性和发现了各种自然现象之间的相互联系与转化。 

历史上有很多人不相信能量守恒定律，挖空心思想发明一种不消耗能量，却能不断对外做功的机器—永动机。你认为它一旦转动起来就能永远转动下去吗？

17～18世纪许多机械专家就已经论证了永动机是不可能的。

法国科学院在1775年就正式决定，不再研究和试验任何永动机。

能量转化和转移的方向性

例如：电能可以使电灯发光，同时产生内能散失在空气中，但这些内能却无法自动转化为电能。该现象说明能量的转化具有方向性。

例如：把炽热的铁放到水中，是水吸收了铁放出的热量，一会儿后铁的温度与水的温度相等，但此时水的热能不会再转化为铁的热能，使铁恢复原来的温度。这说明能量转化具有方向性。 

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1.市面上出售一种装有太阳能电扇的帽子（如图所示）。在阳光的照射下，小电扇快速转动，能给炎热的夏季带来一丝凉意。该装置的能量转化情况是（   ）

A.太阳能→电能→机械能

B.太阳能→机械能→电能

C.电能→太阳能→机械能

D.机械能→太阳能→电能

2.水电站用拦河坝提高上游水位,被提高了水位的水流下来时,冲击水轮机的叶轮,带动发电机发电。在这个过程中,能量的转化顺序正确的是  （  ）

A.势能、动能、电能      B.动能、势能、电能

C.内能、电能、动能      D.动能、电能、势能

3.小王同学分析了四个常见事例中的能量转化，其中不正确的是（   ）

A.在汽油机的做功冲程中，内能转化为机械能

B.摩擦生热，机械能主要转化为内能

C.电热水器工作过程中，电能转化为内能

D.跳水运动员在空中下落的过程中,动能转化为重力势能

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