第十四章 內能的利用 生活中的物理（類型題） 人教版 九年級物理

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內能的利用 九年級物理章節(jié)復習 生活中的物理（類型題） 第一：考點解讀 考點1 內能的利用 1. 內能的利用方式 （1）利用內能來加熱：實質是熱傳遞。 （2）利用內能來做功：實質是內能轉化為機械能。 考點2 熱機 1. 熱機： 定義：熱機是利用內能來做功，把內能轉化為機械能的機器。 熱機的種類：蒸汽機、內燃機（汽油機和柴油機）、汽輪機、噴氣發(fā)動機等 2. 內燃機： 內燃機活塞在汽缸內往復運動時，從氣缸的一端運動到另一端的過程，叫做一個沖程。 四沖程內燃機包括四個沖程：吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程。 在單缸四沖程內燃機中，吸氣、壓縮、做功、排氣四個沖程為一個工作循環(huán)，每個工作循環(huán)曲軸轉2周，活塞上下往復2次，做功1次。 在這四個沖程中只有做功沖程是燃氣對活塞做功，而其它三個沖程（吸氣沖程、壓縮沖程和排氣沖程）是依靠飛輪的慣性來完成的。 壓縮沖程將機械能轉化為內能。 做功沖程是由內能轉化為機械能。 3. 汽油機和柴油機的比較： （1）汽油機的氣缸頂部是火花塞；柴油機的氣缸頂部是噴油嘴。 （2）汽油機吸氣沖程吸入氣缸的是汽油和空氣組成的燃料混合物；柴油機吸氣沖程吸入氣缸的是空氣。 （3）汽油機做功沖程的點火方式是點燃式；柴油機做功沖程的點火方式是壓燃式。 （4）柴油機比汽油及效率高，比較經(jīng)濟，但笨重。 （5）汽油機和柴油機在運轉之前都要靠外力輔助啟動。 4. 熱值 燃料燃燒，使燃料的化學能轉化為內能。 （1）定義：1kg某種燃料完全燃燒放出的熱量，叫做這種燃料的熱值。用符號q表示。 單位：固體燃料的熱值的單位是焦耳每千克（J/kg）、氣體燃料的熱值的單位是焦耳每立方米（J/m3）。 熱值是燃料本身的一種特性，只與燃料的種類有關，與燃料的形態(tài)、質量、體積、是否完全燃燒等無關。 （2）公式： ①Q＝qm m= eq \f(Q, q)  q=  eq \f(Q, m)  Q—放出的熱量—焦耳（J）；q—熱值—焦耳每千克（J/kg）；m—燃料質量—千克（kg）。 ②Q＝qV V= eq \f(Q, q)  q= eq \f(Q, V)  Q—放出的熱量—焦耳（J）；q—熱值—焦耳每立方米（J/m3）；V—燃料體積—立方米（m3）。 （3）物理意義： 酒精的熱值是3.0×107J/kg，它表示：1kg酒精完全燃燒放出的熱量是3.0×107J。 煤氣的熱值是3.9×107J/m3，它表示：1m3煤氣完全燃燒放出的熱量是3.9×107J。 考點3 熱機效率 1. 影響燃料有效利用的因素：一是燃料很難完全燃燒，二是燃料燃燒放出的熱量散失很多，只有一小部分被有效利用。 2. 有效利用燃料的一些方法：把煤磨成粉末狀、用空氣吹進爐膛（提高燃燒的完全程度）；以較強的氣流，將煤粉在爐膛里吹起來燃燒（減少煙氣帶走的熱量）。 3. 熱機的效率：熱機用來做有用功的那部分能量和完全燃燒放出的能量之比叫做熱機的效率。熱機的效率是熱機性能的一個重要標志，與熱機的功率無關。 4. 公式： Q總= eq \f(Q有用,η)  Q有用= Q總η 由于熱機在工作過程中總有能量損失，所以熱機的效率總小于1。 5. 熱機能量損失的主要途徑：廢氣內內、散熱損失、機器損失。 6. 提高熱機效率的途徑： （1）使燃料充分燃燒，盡量減小各種熱量損失； （2）機件間保持良好的潤滑，減小摩擦。 （3）在熱機的各種能量損失中，廢氣帶走的能量最多，設法利用廢氣的能量，是提高燃料利用率的重要措施。 7. 常見熱機的效率：蒸汽機6%～15%、汽油機20%～30%、柴油機30%～45% 內燃機的效率比蒸汽機高，柴油機的效率比汽油機高。 考點4 能量轉換和守恒 1. 能量：能量存在多種形式，如機械能、內能、電能、化學能、光能、核能等. 2. 能量的轉化：在一定條件下，各種形式的能量是可以相互轉化的(如圖). 3. 能量守恒定律：能量既不會憑空消失，也不會憑空產(chǎn)生，它只會從一種形式轉化為其他形式，或者從一個物體轉移到其他物體，而在轉化和轉移的過程中，能量的總量保持不變. 4. 能量轉移、轉化的特點：具有方向性． 第二：自主練習 1、如圖所示，是小普同學跟爺爺學習氣功的四個基本動作，由此他聯(lián)想到熱機的四個沖程，以下與做功沖程最相似的是（　?。?A． 鼻孔吸氣 B． 氣沉丹田 C． 排山倒海 D． 打完收工 2、目前長沙城區(qū)的老居民小區(qū)正在進行水路改造，改造中用到了一種打孔工具﹣沖擊鉆，沖擊鉆工作時，鉆頭在電動機的帶動下不斷地沖擊墻壁，打出圓孔，如圖所示，沖擊鉆在工作過程中，其能量轉化關系是（　?。? A．內能轉化為機械能 B．內能轉化為電能 C．只有機械能和內能的轉化 D．有電能、機械能和內能的轉化 3、如圖所示，用熱水壺燒水至沸騰時，水蒸氣會頂開壺蓋。熱機工作中，與此能量轉化相同的沖程是（　　） A．吸氣沖程 B．壓縮沖程 C．做功沖程 D．排氣沖程 4、如圖所示是“風能太陽能互補”節(jié)能燈，它“頭頂”小風扇，“肩扛”太陽能電池板，“腰插”蓄電池。關于節(jié)能燈的設計解釋合理的是（　?。? A．太陽能電池板是將太陽能轉化電能 B．蓄電池儲存能量的過程是將機械能和太陽能轉化成電能 C．節(jié)能燈工作時是將電能轉化成光能和內能 D．小風扇工作時將機械能轉化為電能 5、小美的奶奶在冬天遇寒會肩痛，于是她就購買如圖所示的暖寶寶，讓奶奶貼用，暖寶寶主要是由鐵粉、活性炭、蛭石、無機鹽和水等合成的聚合物，撕開明膠層，可立即與空氣中的氧氣作用從而放出熱量。所以，它的工作原理是將化學能轉化成 ___________能，再通過 ___________的方式讓肩膀升溫。 6、如圖是小芳家新買的轎車，該車部分參數(shù)如下表。求 （1）該車靜止在水平地面上時，對地面的壓強多大？（輪胎與地面接觸的總面積為0.12m2，g=10N/kg） （2）若該車以最大輸出功率行駛10min，需要消耗多少千克汽油？（q汽油=4.6×107J/kg） 7、小虎家使用的是燃氣熱水器，已知燃氣的熱值為4.0×107J/m3，水的比熱容為4.2×103J/(kg·℃)。在一個標準大氣壓下，小虎用熱水器給初溫為15℃的水加熱到45℃，共獲得40L的熱水，用去0.2m3燃氣。計算： （1）這些燃氣完全燃燒放出的熱量； （2）40L水升溫吸收的熱量； （3）小虎家熱水器的熱效率。 8、某太陽能熱水器裝有100kg, 20℃的冷水，經(jīng)過一天，水溫升高到60℃，若用效率為20%的燃氣灶對這些水加熱，達到同樣的效果需要2kg的燃氣.求: (1)水吸收的熱量; (2)燃氣的熱值. 9、用煤氣灶燒水時，把2kg的水從25℃加熱到75℃，燃燒了0．03m3的煤氣．設煤氣完全燃燒．水的比熱容為4．2×103J/（kg?℃），煤氣的熱值約為4．0×107J/m3．試求： （1）水吸收的熱量是多少？ （2）煤氣燃燒放出的熱量是多少？ （3）煤氣灶燒水時的效率是多少？ 10、2022年北京冬奧會舉行期間，將有600輛左右氫燃料新能源公交車投放使用。氫燃料是具有清潔無污染、效率高等優(yōu)點的理想能源。[ ； ]求： （1）質量為0.3kg的氫燃料完全燃燒放出的熱量； （2）若這些熱量全部被質量為400kg、溫度為20℃的水吸收，求水升高的溫度； （3）如果氫燃料公交車以150kW恒定功率勻速直線行駛，其效率為50%，則燃燒0.3kg的氫燃料可使公交車行駛多少時間？ 11、天然氣是興城市民常用的一種能源。某用戶用燃氣熱水器將20L的水從20℃加熱到70℃時消耗的燃氣為0.25m3。已知水的比熱容c水＝4.2×103J/（kg?℃），天然氣的熱值q＝4.0×107J/m3。求： （1）這些水吸收的熱量是多少？ （2）加熱這些水所需要的天然氣完全燃燒放出的熱量是多少？ （3）該燃氣熱水器的效率為多少？ 12、如圖這是世界上第一款能容納兩名飛行員的隱形戰(zhàn)斗機殲-20的雙座版。若殲-20在高空中飛行時在恒定的水平推力F作用下，以720km/h的速度沿水平方向勻速航行30min，需要燃燒航空煤油3t。已知飛機發(fā)動機提供的機械功率是3.2×107W，（q油=4×107J/kg、g=10N/kg）試求： （1）如果殲-20質量為25t，靜止在水平地面上時與地面的接觸面積為1m2，對水平地面的壓強p； （2）殲-20在上述航行30min的過程中獲得的水平推力F； （3）殲-20發(fā)動機的熱機效率η。 13、近幾年來，我國大力推廣新能源汽車，如圖是某款電動汽車，以60km/h的速度勻速行駛了80km，所受的牽引力為720N，耗電，請解答下列問題： （1）我國大力推行電動汽車，主要是為了減少__； （2）牽引力所做的功是多少______？ （3）上述行駛過程中，電動車的效率是多少______？ （4）有一款與它外形，質量均相同的汽油車，在相同路面上以60km/h的速度勻速行駛80km，若該汽車的效率為25%，需要消耗多少汽油______？（汽油的熱值取4.5×107J/kg） 整車質量1.8t最大輸出功率9.2kw汽油機效率30%