1、第一部分 基础知识梳理第十四章 内能的利用考点1.了解内能和热量.从能量转化的角度认识燃料的热值.考点2.了解热机的工作原理.知道内能的利用在人类社会发展史上的重要意义.考点3.了解能量及其存在的不同形式.描述各种各样的能量和生产、生活的联系.中考导航 课程标准考点4.通过实验，认识能量可以从一个物体转移到另一个物体，不同形式的能量可以互相转化.考点5.知道做功的过程就是能量转化或转移的过程.考点6.知道能量守恒定律.列举日常生活中能量守恒的实例.有用能量转化与守恒的观点分析问题的意识.考点7.从能量的转化和转移的角度认识效率.考点8.知道能量的转化和转移有一定的方向性.近年来广东中考主要考查
2、热机的工作过程、热机效率；能量转化及守恒定律.由于这部分内容与生活实际联系比较密切，在各类考试中多出现联系生活实际、社会热点、环境保护等方面的问题，应引起足够的重视.题型以填空题、选择题、计算题为主.考情分析 知识结构考点梳理1 1定义定义：是把 转化为 的机器.2 2种类种类：如：蒸汽机、汽轮机、喷气机等；是最常见的热机.一、热机一、热机（10年2考，2019、2016年考）内能内能 机械能机械能 内燃机内燃机 内燃机内燃机 1 1.定义定义：燃料直接在发动机 内燃烧产生动力的热机，叫做内燃机.2 2.工作原理工作原理：燃料在汽缸内燃烧，产生高温高压的燃气，把 能转化为 能；然后燃气推动活塞
3、做功，把 能转化为 能.3 3.分类分类：内燃机分为：和 两大类，它们分别用 和 作为燃料.二、内燃机二、内燃机（10年3考，2019、2016、2013年考）汽缸汽缸化学化学 内内 内内 机械机械汽油机汽油机柴油机柴油机汽油汽油 柴油柴油 4 4内燃机的四个冲程的特点内燃机的四个冲程的特点：（1）冲程定义：活塞在汽缸内往复运动时，从汽缸的一端运动到 的过程.四个冲程：、.一个工作循环，曲轴和飞轮转动 周，活塞往复 次，对外做功 次.另一端另一端 吸气冲程吸气冲程 压缩冲程压缩冲程做功冲程做功冲程排气冲程排气冲程22 1（2）汽油机四个冲程工作原理：吸气冲程：打开，关闭，活塞向 运动.吸进的是
4、 和 混合物.压缩冲程：、都关闭，活塞向 运动，能转化为 能.进气门进气门 排气门排气门下下汽油汽油空气空气 进气门进气门 排气门排气门 上上机械机械 内内 做功冲程：、都关闭，火花塞点火，活塞向运动.带动曲轴转动，对外做功.能转化为 能.（只有做功冲程是唯一对外做功的）排气冲程：关闭，打开，活塞向 运动，排出废气.吸气冲程、压缩冲程和排气冲程是依靠飞轮的 来完成的.进气门进气门排气门排气门 下下 内内 机械机械进气门进气门 排气门排气门 上上惯性惯性（3）柴油机和汽油机的区别：2211火花塞火花塞喷油嘴喷油嘴汽油和空气汽油和空气空气空气较较 高高1.1.定义定义：把某种燃料 燃烧放出的热量与
5、其 之比，叫做这种燃料的热值.（比值定义法）2.2.单位符号单位符号：（或J/m3）.3.3.计算公式计算公式：（1）固体和液体：Q放=；（2）气体：Q放=.热值只与燃料的种类有关，与燃料的形态、质量、体积等均无关.三、燃料的热值三、燃料的热值（10年考，、2017、2016、2014、2013、2011年考）完全完全 质量或体积质量或体积J/kg qm qV1.1.概念概念：用来做 的那部分能量，与燃料 放出的能量之比.2 2.热机效率低的原因热机效率低的原因：燃料并未完全燃烧；排出废气和散热；热机的各部分零件之间有摩擦，要克服摩擦做功而消耗部分能量；曲轴获得的机械能也未完全用来对外做功.3
6、.3.提高热机效率的途径提高热机效率的途径：一是让燃料尽可能地 ；二是要减少热量的 ；三是设法利用 的能量；四是机件间保持良好的润滑、减小摩擦.有用功有用功四、热机的效率四、热机的效率完全燃烧完全燃烧 充分燃烧充分燃烧 损失损失废气废气4 4.热机对环境造成的污染主要是热机对环境造成的污染主要是：大气污染；噪声污染.5 5.人类保护环境的重要措施是人类保护环境的重要措施是：减少热机废气中的有害物质，控制废气排放的总量.具体方面是：推广使用无铅汽油；安装电子控制燃油喷射发动机（EFI系统）；推广新能源汽车，如天然气汽车、太阳能汽车、电动汽车等.1.1.能量的转化能量的转化：各种形式的能量都可以在
7、一定条件下相互 .2.2.能量守恒定律能量守恒定律：能量既不会凭空，也不会凭空 ，它只会从一种形式 为其他形式，或者从一个物体 到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量 .转化转化 五、能量的转化和守恒五、能量的转化和守恒（10年考，2019、2018年考）消失消失 产生产生 转化转化 转移转移 保持不变保持不变 3同种能量的变化叫做 ，不同种能量的变化叫做 .范围：能量守恒定律是自然界最重要、最普遍的基本定律，适用于各领域.4反面证明：永动机永远 实现，因为它 了能量守恒定律，这从反面证明了能量守恒定律的正确.转移转移转化转化 不可能不可能 违背违背例题例题 某同学学习了燃料的热值后
8、，自己设计了一个实验来探究煤油和菜籽油的热值大小.他实验时组装了如图1所示的两套规格完全相同的装置，并每隔1min记录了杯中水的温度（见下表）.剖析重点实验 探究不同燃料的热值大小（1）为保证实验的可靠性，实验时应控制两套装置中相同的量有 .（2）通过表中记录的数据，你认为煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是 .质量、水的初温质量、水的初温煤油煤油（3）该同学实验前用天平测出了烧杯中水的质量及两油灯中燃料的质量并记录了数据，利用公式Q吸=cm（t-t0）计算出了水吸收的热量，他认为通过这些数据能准确地计算出煤油和菜籽油的热值.你认为他的计算结果可靠吗？.为什么？.不可靠不可靠 燃料燃烧产生的热
9、量不能完全被水燃料燃烧产生的热量不能完全被水吸收、存在热损失吸收、存在热损失 重难点突破一、认识燃料的热值一、认识燃料的热值例例1 1（2018益阳）下列关于热值的说法正确的是（）A.2kg煤的热值大于1kg煤的热值B.燃料热值越大，燃烧放出的热量越多C.热量燃烧不完全时热值变小D.燃料的热值是燃料本身的特性，与其他因素无关D【点拨1】热值是燃料的一种特性，它只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧程度等均无关.变式拓展变式拓展1 1：（2017白银）2016年8月，我国发射了全球首颗量子卫星，为了纪念墨子，这个全球首颗量子卫星被命名为“墨子号”.发射卫星的火箭常使用液态氢作为燃料，主要是因为液
10、态氢具有（）A.较小的密度B.较大的比热容C.较低的沸点D.较高的热值D二、内燃机的工作过程二、内燃机的工作过程例例2 2 （2019枣庄）如图2所示是内燃机工作循环中的一个冲程，它是（）A.压缩冲程，将化学能转化成内能B.压缩冲程，将机械能转化成内能C.做功冲程，将内能转化成机械能D.做功冲程，将机械能转化成内能C【点拨2】判断是哪个冲程：看两个门的开、闭情况.看活塞的运动方向.变式拓展变式拓展2 2：（2019广东改编）某汽油机工作过程有吸气、压缩、做功和排气四个冲裎.如图3为 冲程工作示意图，活塞向 运动，燃料混合物被压缩，在这个过程中机械能转化为 .若该汽油机飞轮转动的速度是3600r
11、evs/min，则汽油机每秒对外做功 次.压缩压缩 上上内能内能 30三、热机效率的计算三、热机效率的计算例例3 3（2019盐城）用天然气灶将一壶质量为2kg、初温为30的水加热到80，消耗了16g天然气.已知水的比热容为4.2103J/（kg），天然气的热值为4.2107J/kg，则天然气完全燃烧放出的热量为 J，水吸收的热量为 J，天然气灶烧水的效率为%.6.72105 4.2105 62.5【点拨3】水吸收的热量为Q吸cm（tt0），煤气完全燃烧放出的热量Q放qm，则煤气灶的效率Q吸/Q放100%可求.变式拓展变式拓展3 3：（2018十堰）小天收集了一些数据填在下表中.如果该车满载货
12、物后在平直的公路上匀速行驶100m，货车受到的阻力是车重的1/10，那么在此过程中：（g取10N/kg）（1）该货车牵引力是多少？牵引力所做的功是多少？（2）燃油完全燃烧放出的热量是多少？（3）该货车发动机的效率是多少？解：（解：（1）满载货物时货车的总质量：）满载货物时货车的总质量：m=m车车+m货货=1.5t+2.5t=4t=4103kg，货车的总重力：货车的总重力：G=mg=4103kg10N/kg=4104N，由题意知，货车受到的阻力：由题意知，货车受到的阻力：f=1/10G=1/104104N=4103N，因为该车满载货物后在平直的公路上匀速行驶，因为该车满载货物后在平直的公路上匀速
13、行驶，所以，根据二力平衡条件可知，该货车的牵引所以，根据二力平衡条件可知，该货车的牵引力：力：F=f=4 1 03N.牵 引 力 所 做 的 功：牵 引 力 所 做 的 功：W=Fs=4103N100m=4105J.（2）由表格数据可知，货车满载百公里油耗为）由表格数据可知，货车满载百公里油耗为20L，则货车行驶则货车行驶100m=0.1km消耗燃油的体积：消耗燃油的体积：V=(0.1km)/(100km)20L=0.02L=210-5m3，由由=m/V得，消耗燃油的质量：得，消耗燃油的质量：m燃油燃油=燃油燃油V燃油燃油=0.8103kg/m3210-5m3=0.016kg，燃油完全燃烧放出
14、的热量：燃油完全燃烧放出的热量：Q放放=m燃油燃油q燃油燃油=0.016kg5107J/kg=8105J.（3）该货车发动机的效率：）该货车发动机的效率：=W/Q放放100%=(4105J)/(8105J)100%=50%.例例4 4（2019广安）下列关于能量的说法中，正确的是（）A.洗衣机工作时是将机械能转化为电能B.电水壶工作时是将内能转化为电能C.用热水泡脚，身体会感觉暖和，说明内能可以转移D.能量无论是转化还是转移，能量总和会逐渐减少四、四、能量的转化与守恒能量的转化与守恒C【点拨4】（1）一切物体都具有内能.（2）重力势能与物体的高度、质量有关，判断时一定要考虑物体的高度、质量是如
15、何变化.（3）在判断机械能是否守恒，看是否忽略“空气阻力和摩擦力”，如果忽略就守恒，否则不守恒.就会转化为其他形式的能.变式拓展变式拓展4 4：下列现象中，能量如何转化：（1）篮球加速下落时，_能转化为_能.（2）陨石坠入大气层剧烈燃烧的过程中，_能转化为_能.（3）电池放电，将_能转化为_能.（4）植物的光合作用，将_能转化为_能.（5）给蓄电池充电，将_能转化为_能.（6）电热水器烧水，将_能转化为_能.重力势重力势动动机械机械 内内化学化学 电电 太阳太阳化学化学 电电 化学化学电电内内 回归课本1.图4各图是课本上的一些插图，对各插图的说明正确的是（）A.甲图所示装置演示实验的现象是液
16、体界面变得模糊不清B.乙图所示装置演示的是固体的扩散C.丙图所示装置演示的是空气对外做功自身内能减小D.丁图所示装置演示的是机械能转化为内能A2.（2018达州）对于图5中所示的四幅图，下列说法正确的是（）A.甲图中软木塞飞出时，管内水蒸气的内能增加B.乙图中两个压紧的铅块能吊起钩码，主要是因为分子间存在引力C.丙图中活塞向上运动是内燃机的做功冲程D.丁图中小朋友下滑时，内能转化为机械能B3.（2017内蒙古改编）如图6所示是某研究小组精心设计的“永动机”，高处的水通过左侧的管道向下流动，水流冲击叶片，叶片的转动带动砂轮转动，就可以打磨需要的工件，同时带动右侧的抽水器将水从低处抽到高处，继续向
17、下流动，从而永不停歇.你认为“永动机”是否能够一直工作下去并说明原因.不能，此不能，此“永动机永动机”中，高处的水流冲击叶片中，高处的水流冲击叶片 转动对外做功时，因为摩擦等原因，有部分机械能转化转动对外做功时，因为摩擦等原因，有部分机械能转化为其他形式的能，从高处流下的水不可能全部被抽回原为其他形式的能，从高处流下的水不可能全部被抽回原高度，根本不会高度，根本不会“永动下去永动下去”课堂精练1.（2019武汉）如图7所示是四冲程汽油机的剖面图，关于其四个冲程的描述正确的是（）A.吸气冲程中，汽油和空气的混合物进入汽缸B.压缩冲程中，通过做功的方式使汽缸内气体的内能减小C.做功冲程中，燃料释放
18、的能量绝大部分转化为机械能D.排气冲程中，废气带走了燃料释放的能量的极少部分考点一考点一 热机热机A2.（2019淮安）如图8所示是演示点火爆炸的实验装置，按动电火花发生器的按钮，点燃盒内酒精.盒盖迅速飞出.这个过程与四冲程汽油机中的哪一个冲程的能量转化相同（）A.吸气冲程B.压缩冲程C.做功冲程D.排气冲程C3.（2019绥化）如图是汽油机一个工作循环的四个冲程，不是靠飞轮惯性完成的冲程是（）B4.（2016广东）如图9所示，图A、B、C、D是四冲程汽油机的工作示意图，图E、F是演示实验的示意图.C图是 冲程，与它原理相同的是 图所示的演示实验.汽油机的工作示意图中机械能转化为内能的冲程是
19、图.（后两空选填字母）做功做功FB5.（2018益阳）下列关于热值的说法正确的是（）A.2kg煤的热值大于1kg煤的热值B.燃料热值越大，燃烧放出的热量越多C.燃料燃烧不完全时热值变小D.燃料的热值是燃料本身的特性，与其他因素无关D考点二考点二 热值、热机效率及其计算热值、热机效率及其计算6.甲、乙两台汽油机，甲的效率比乙高，则（）A.甲每秒钟做的功比乙每秒钟做的功多B.甲消耗的汽油比乙消耗的汽油少C.消耗同样多的汽油，甲做的有用功比乙做的有用功多D.做同样多的有用功，甲消耗的汽油比乙消耗的汽油多C7.（2019海南）2019年6月5日，我国首次用固体燃料运载火箭把“文昌物联一号”卫星成功送上
20、太空.火箭发射时要选用热值_（选填“大”或“小”）的固体燃料，燃料的质量减少，热值_（选填“变小”或“不变”）.大大不变不变8.（2019绵阳）一个标准大气压下，将质量1.0kg的水从20加热到沸腾，水吸收的热量是 J.小明家天然气热水器的热效率是84%，他某次洗澡耗水40kg，自来水进热水器的温度是24，出热水器的 温 度 是 4 0 ，小 明 这 次 洗 澡 消 耗 天 然 气_m3.已知水的比热容是4.2103J/（kg），天然气的热值是3.2107J/m3 3.361050.1 9.（2019怀化）某种国产汽车，当它在某平直公路上以20m/s速度匀速行驶时，每百公里的油耗为 6L.当汽
21、车行驶500s，则汽车消耗的汽油是 L，假设汽车在运动过程中受到的平均阻力是495N，则汽油机的效率是 .（已知汽油的热值是3.3107J/L）0.6 25%10.（2019郴州）用液化气灶烧水，把1.5kg初温为20的水加热到100，需要吸收的热量为 J.若上述过程中完全燃烧了0.021kg液化气，且只有60%的热量被水吸收，则液化气的热值为 J/kg.c水4.2103J/（kg）5.041054107 11.（2019荆州）2018年4月25日上午，习近平总书记来到荆州港码头乘船，沿江察看荆江两岸生态环境和发展建设情况，强调长江经济带建设要“共抓大保护，不搞大开发”.合理分类和利用垃圾可以
22、保护环境、变废为宝.在一定条件下，1t生活垃圾能“榨”出140kg燃料油.若燃料油的热值为4.0107J/kg，某城镇每天产生50t生活垃圾，则这些垃圾“榨”出的燃料油完全燃烧释放出的热量为 J.在一个标准大气压下，这些热量的30%被500m3 30的水吸收，则水温能升高 .c水4.2103J/（kg），水1.0103kg/m32.81011 4012.（2018聊城）在“探究水沸腾时温度变化的特点”实验中，用酒精灯给烧杯中的水加热，烧杯中盛有20、质量为100g的水，在一个标准大气压下加热至沸腾，假如完全燃烧酒精3g.水的比热容为4.2103J/（kg），酒精的热值为3.0107J/kg 求
23、：（1）水吸收的热量是多少？（2）此过程中酒精灯烧水的热效率.（3）科学研究表明：1g 100的水汽化成同温度的水蒸气需要吸收2.26103J的热量.水开始沸腾后持续观察沸腾现象，同时发现水的质量减少了5g，求此过程水汽化成水蒸气所吸收的热量.解：（解：（1）一个标准大气压下水的沸点为）一个标准大气压下水的沸点为100，即需将水加热至即需将水加热至100，水吸收的热量：，水吸收的热量：Q吸吸=cm（t-t0）=4.2103J/（kg）0.1kg（100-20）=3.36104J.（2）3g酒精完全燃烧释放的热量：酒精完全燃烧释放的热量：Q放放=mq=310-3kg3.0107J/kg=9104
24、J；酒精灯烧水的热效率：酒精灯烧水的热效率：=Q吸吸/Q放放100%=(3.36104J)/(9104J)100%37.3%.（3）1g 100的水汽化成同温度的水蒸气需要的水汽化成同温度的水蒸气需要吸收吸收2.26103J的热量，则的热量，则5g 100的水汽化成的水汽化成同温度的水蒸气需要吸收的热量：同温度的水蒸气需要吸收的热量：Q=5g2.26103J/g=1.13104J.答：答：（1）水吸收的热量是）水吸收的热量是3.36104J.（2）此过程中酒精灯烧水的热效率为）此过程中酒精灯烧水的热效率为37.3%.（3）此过程水汽化成水蒸气所吸收的热量为）此过程水汽化成水蒸气所吸收的热量为1.13104J.13.（2019北京）下列说法不正确的是（）A.风力发电机可以将机械能转化为电能B.太阳能电池可以将太阳能转化为电能C.电暖气正常工作时，主要是将电能转化为机械能D.电风扇正常工作时，主要是将电能转化为机械能考点三考点三 能量的转化和守恒能量的转化和守恒C14.（2019郴州）现在流行一款鞋，穿上它走路时，鞋会发光，站着不动就不会发光.则这款鞋发光的原理，从能量转化的角度分析正确的是（）A.机械能转化为电能，再转化为光能B.电能转化为机械能，再转化为光能C.机械能转化为光能，再转化为电能D.光能转化为机械能，再转化为电能A
