第14課時(shí)　內(nèi)能的利用 物理課件PPT

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一、熱機(jī)1.能量轉(zhuǎn)化內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。2.內(nèi)燃機(jī)
二、熱機(jī)的效率1.燃料的熱值(1)意義:表示燃料燃燒時(shí)放熱本領(lǐng)的物理量。(2)概念:某種燃料完全燃燒時(shí)放出的熱量與其質(zhì)量之比。2.熱機(jī)效率用來做有用功的那部分能量與燃料完全燃燒放出的能量之比。3.能量的轉(zhuǎn)化與守恒(1)普遍性:在一定條件下,各種形式的能是可以相互轉(zhuǎn)化的。(2)能量守恒定律:能量既不會憑空消滅,也不會憑空產(chǎn)生,它只會從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式,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,能量的總量保持不變。
1.下圖是汽油機(jī)上工作的四個沖程的示意圖,其中表示做功沖程的是(　　)答案:C解析:A中進(jìn)氣門開啟,活塞下行,氣體流入汽缸,是吸氣沖程,不符合題意;B中兩氣門都關(guān)閉,活塞上行,汽缸容積變小,是壓縮沖程,不符合題意;C中兩氣門都關(guān)閉,活塞下行,汽缸容積變大,火花塞噴出電火花,是做功沖程,符合題意;D中排氣門開啟,活塞上行,氣體流出汽缸,是排氣沖程,不符合題意。
2.下列說法正確的是(　　)A.內(nèi)燃機(jī)是利用電能做功的機(jī)械B.內(nèi)燃機(jī)在做功沖程把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能C.內(nèi)燃機(jī)在壓縮沖程把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能D.隨著技術(shù)的進(jìn)步,內(nèi)燃機(jī)的效率能達(dá)到100%答案:B解析:內(nèi)燃機(jī)是利用內(nèi)能來做功的機(jī)器,故A錯誤;做功沖程是高溫高壓燃?xì)馔苿踊钊蛳逻\(yùn)動,將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,故B正確;壓縮沖程活塞向上運(yùn)動,壓縮氣體對氣體做功,將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,故C錯誤;內(nèi)燃機(jī)在工作時(shí),廢氣會帶走一部分熱量,燃料不可能完全燃燒,克服部件之間的摩擦?xí)哪芰康?所以熱機(jī)的效率不可能達(dá)到100%,故D錯誤。
3.下圖是四沖程汽油機(jī)工作過程的一個沖程,該沖程將　　　　能轉(zhuǎn)化為　　　能。?答案:內(nèi)　機(jī)械解析:從題圖中可以看出,氣門都關(guān)閉、火花塞點(diǎn)火和活塞向下移動的特點(diǎn),可以判斷這個沖程是做功沖程,此沖程是將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。
4.某燃?xì)鉄崴鞴ぷ鲿r(shí),燃燒產(chǎn)生熱量的功率為20 kW,水溫升高25 ℃時(shí),每分鐘出水量為10 L。已知c水=4.2×103 J/(kg·℃),ρ水=1.0×103 kg/m3。求:(1)1 min內(nèi)水吸收的熱量;(2)熱水器的效率。答案:(1)1.05×106 J　(2)87.5%
1.正確理解熱值的概念燃料的熱值表示某種燃料完全燃燒時(shí)放出的熱量與質(zhì)量之比。理解熱值的概念,要抓住其中兩個關(guān)鍵詞:“某種燃料”“完全燃燒”?！澳撤N燃料”表明熱值是燃料的一種特性,大小只與燃料的種類有關(guān),與燃料的質(zhì)量、燃燒的程度、放熱的多少均無關(guān)。“完全燃燒”就是燃料完全燃盡,即全部參與化學(xué)反應(yīng)后,生成不能再燃燒的物質(zhì)。
【例1】 關(guān)于燃料的熱值,以下說法正確的是(　　)A.燃料的熱值與燃料的種類有關(guān)系,與燃料的質(zhì)量和燃燒狀況無關(guān)B.燃燒1 kg某種燃料放出的熱量叫這種燃料的熱值C.燃料燃燒時(shí),質(zhì)量越大,熱值越大D.燃料不完全燃燒時(shí)的熱值比完全燃燒時(shí)的熱值小解析:燃料的熱值是燃料本身的一種性質(zhì),與燃料是否燃燒、是否完全燃燒、燃料的質(zhì)量等無關(guān),只與燃料的種類有關(guān),故選項(xiàng)A正確,選項(xiàng)C、D錯誤;熱值在數(shù)值上等于1 kg某種燃料完全燃燒放出的熱量,故選項(xiàng)B錯誤。答案:A
已知甲種燃料的熱值大于乙種燃料的熱值,下列說法正確的是(　　)A.甲種燃料含有的熱量比乙種燃料多B.完全燃燒一定質(zhì)量的甲種燃料,剛好燒開一壺水,那么用同樣質(zhì)量的乙種燃料就不能燒開這壺水C.燃燒相同質(zhì)量的兩種燃料,甲種放出的熱量多D.只要通風(fēng)條件好,供氧充足,乙的熱值可能大于甲的熱值答案:B
解析:熱量只存在于熱傳遞的過程中,不能說含有熱量,所以選項(xiàng)A錯;由于甲種燃料的熱值大于乙種燃料的熱值,所以完全燃燒一定質(zhì)量的甲種燃料放出的熱量比完全燃燒相同質(zhì)量的乙種燃料放出的熱量要多,所以選項(xiàng)B對;甲的熱值雖然大,但如果燃燒不充分,它放出的熱量也未必多,所以選項(xiàng)C不對;熱值與燃料的種類有關(guān),跟通風(fēng)條件和供氧情況無關(guān),所以選項(xiàng)D不對。
2.關(guān)于熱值和熱量綜合計(jì)算問題對于熱值和熱量的綜合計(jì)算問題,主要有兩種情況:(1)燃料燃燒時(shí)放出的熱量只有一部分被有效利用,在不計(jì)熱量損失時(shí),燃料完全燃燒放出的熱量與物體吸收的熱量相等;(2)以內(nèi)燃機(jī)為載體的力、熱綜合計(jì)算。
【例2】 全世界石油、煤炭消耗量的迅速增長,導(dǎo)致全球能源危機(jī)加劇。因此,開發(fā)和利用新能源,成為全世界最為關(guān)注的問題之一。張浩家的太陽能熱水器內(nèi)裝有100 kg、25 ℃的水,經(jīng)過一天的照射后,溫度升高了50 ℃,則水升溫吸收的熱量為　　　　J,至少可以節(jié)約煤的質(zhì)量為　　　　kg。〔假設(shè)用煤燒水時(shí)有效利用的熱量占煤炭完全燃燒放出熱量的10%,且已知水的比熱容為4.2×103 J/(kg·℃),煤炭的熱值是3.0×107 J/kg〕?
解析:水吸收的熱量為Q吸=cmΔt=4.2×103 J/(kg·℃)×100 kg×50 ℃=2.1×107 J而用煤燒水時(shí)有效利用的熱量占煤炭完全燃燒放出熱量的10%,答案:2.1×107　7
某物理興趣小組的同學(xué),用煤爐給10 kg的水加熱,同時(shí)他們繪制了如圖所示的加熱過程中水溫隨時(shí)間變化的圖線。若在6 min內(nèi)完全燃燒了2 kg的煤,水的比熱容為4.2×103 J/(kg·℃),煤的熱值約為3×107 J/kg。求:(1)2 kg的煤完全燃燒產(chǎn)生的熱量。(2)經(jīng)過6 min時(shí)間加熱,水所吸收的熱量。(3)煤爐燒水時(shí)的熱效率。答案:(1)6×107 J　(2)2.52×106 J　(3)4.2%