2018年九年级物理12.4机械能与内能的相互转化课上练习新版苏科版

机械能与内能的相互转化
图12－4－1
一改变物体内能的另一种方式——做功
1．做功可以改变物体的内能
例如当我们用铁锤敲打铁钉时，铁锤对铁钉做了功，铁钉的温度会________，内能________，由此可见做功也能改变物体的内能．做功改变内能实质上是内能和机械能之间的转化．
2．热传递和做功是改变物体内能的两种方式
二热机
1．热机：热力发动机的简称，它是将燃料燃烧产生的高温、高压燃气的________能转化为________能的装置．
2．内燃机：热机的种类很多，内燃机是热机的一种，汽油机和__________都是内燃机．
3．工作循环：包括________、________、________、________四个冲程．在一个工作循环中，活塞共来回往复________次，曲轴转动________周．在压缩冲程中，________能转
化为________能；在做功冲程中，________能转化为________能．
三燃料的热值
1．定义：燃料完全燃烧放出的________________________，叫作这种燃料的热值．2．物理意义：燃料的热值是反映燃料释放能量本领大小的物理量，是燃料的性能之一．
3．特性：燃料的热值只取决于燃料的________，而与燃料的多少、燃烧程度无关．对某种燃料来说，它是一个确定的数值．
4．单位：在国际单位制中，热值的单位是________．
[拓展] 许多情况下气体燃料以J/m3作为热值单位，例如通常情况下天然气的热值为8.7×107J/m3，表示1 m3天然气完全燃烧时放出8.7×107J的热量．
5．热量的计算：同种燃料完全燃烧时放出的热量与燃料的质量(或体积)成__________，可用公式____________________表示．
类型一改变内能的方式
例1 下列实例中，通过做功方式改变物体内能的是( )
A．阳光晒热棉被
B．锯木头时锯条变热
C．用热水袋取暖
D．冷气使房间内温度降低
[方法指导]判断内能改变方式的方法
类型二热机
例 2 如图12－4－2所示，工作中的四冲程汽油机正处于________冲程，该冲程将________转化为机械能．若该汽油机飞轮的转速为2400 r/min，则每秒飞轮转过________
圈，完成________个冲程，对外做功________次．
图12－4－2
[方法指导]识别热机冲程、计算做功次数的方法 (1)识别热机冲程的方法：
识别热机冲程⎩⎪⎨⎪⎧看气门―→两气门均关闭的是压缩或做功冲程，有一
个气门打开的是吸气或排气冲程
看活塞―→活塞向上运动的是压缩或排气冲程，向下
运动的是做功或吸气冲程看火花塞―→火花塞点火的是做功冲程
看能量转化―→将机械能转化为内能的是压缩冲程，将内能转化为机械能的是做功冲程
(2)做功次数的计算方法：先将每分钟的转数转化为每秒钟的转数，再利用“轮轴转动一圈完成两个冲程”“一个工作循环的四个冲程中只有一个做功冲程”进行计算．
类型三 燃料的热值
例3 对于燃料的热值，下列说法中正确的是( )
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
[易错警示](1)热值等于燃料完全燃烧放出的热量与燃料质量的比值，但燃料的热值是燃料的一种属性，其大小与燃料的种类有关，而与燃料的质量、燃烧程度、放出热量的多少均无关．
(2)热值反映的是燃料燃烧放热的本领，并不表示放热的多少．燃料燃烧放热的多少不仅与燃料的热值有关，还与燃料的质量、燃料燃烧的程度有关．
类型四 热值与比热容综合的热量的计算
例4 某学习小组同学想研究酒精灯烧水时的热效率．他们用酒精灯给100 g水加热，经过一段时间测得水温升高了60 ℃，消耗了 4.2 g酒精．已知：水的比热容为 4.2×103J/(kg·℃)，酒精的热值为3×107J/kg.则此过程中水吸收的热量为________，4.2 g酒精完全燃烧放出的热量为__________，酒精灯烧水时的热效率为________．
[易混辨析]区分不同的热量事件，使用对应的热量计算公式．物体升温吸热或降温放热对应公式为Q ＝cm△t，燃料燃烧放热对应的公式为Q ＝mq.
课堂反馈(九)A
[改变物体的内能热机]
1．图C12－4－1甲说明：__________可以改变物体的内能；图乙说明：__________可以改变物体的内能．
图C12－4－1
2．下列实例中，属于内能转化为机械能的是( )
A．冬天，人们常常搓手取暖
B．烧开水时，水蒸气将壶盖顶起
C．钻木取火
D．用打气筒给篮球打气时筒壁温度升高
3．如图C12－4－2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，盒盖被打出去．这是因为酒精燃烧产生的燃气对外________，燃气的________
能转化为盒盖的________能，这与四冲程汽油机的________冲程的能量转化相同．
图C12－4－2
4．汽车已经走进很多现代家庭，图C12－4－3所示为四冲程汽油机汽缸的工作示意图，按吸气、压缩、做功、排气的顺序排列，下列排序正确的是( )
图C12－4－3
A．乙、丙、甲、丁B．甲、丁、乙、丙
C．丁、甲、丙、乙D．丙、丁、甲、乙
课堂反馈(九)B
[热值的概念及计算]
1．如图C12－4－4所示的实验中，通过观察比较______________________来间接比较质量相同的不同燃料充分燃烧时放出的热量．烧杯中所装的液体种类应________，质量应________(以上两空均选填“相同”或“不同”)．
图C12－4－4
2．焦炭的热值为3.0×107J/ kg，表示的物理意义是____________________________．用去一半，则剩下的一半热值是________．完全燃烧2 kg焦炭放出的热量为________．
3．燃料的燃烧是一种________变化，在燃料燃烧的过程中，燃料的________能转化为________能，也就是通常所说的释放出________．
4．下列关于热值的描述，正确的是( )
A．使燃料燃烧更充分，可以增大热值
B．增加燃料的质量，可以增大热值
C．燃料燃烧释放的热量越多，热值越大
D．燃料的热值与燃料的质量和燃料状况无关
5．天然气是一种清洁能源，完全燃烧1 m3的天然气放出的热量相当于完全燃烧多少千克的焦炭放出的热量？(天然气的热值约为8.7×107J/m3，焦炭的热值为3.0×107J/kg)
详解详析
【新知梳理】
一、1.升高增加
二、1.内机械 2.柴油机 3.吸气压缩做功排气两两机械内内机械
三、1.热量与燃料的质量之比 3.种类 4.J/kg(或J/m3) 5.正比Q＝mq(或Q＝Vq)
【应用示例】
例1B[解析]阳光晒热棉被，属于热传递改变物体的内能，A不符合题意；锯木头时锯条变热，是因克服摩擦力做功而发热，属于做功改变物体的内能，B符合题意；用热水袋取暖，属于热传递改变物体的内能，C不符合题意；冷气使房间内温度降低，属于热传递改变物体的内能，D不符合题意．
例2做功内能40 80 20
[解析]火花塞点火，说明是做功冲程．做功冲程是将内能转化为机械能；2400 r/min ＝40 r/s；飞轮每转动一圈，完成两个冲程，所以40圈完成80个冲程．每四个冲程为一个工作循环，其中只有一个冲程对外做功，所以80个冲程中对外做功20次．
例3 C [解析]燃料的热值是燃料的一种属性，只取决于燃料的种类，与燃料的质量和燃烧情况等无关，A 、B 、D 不符合题意，C 正确．
例4 2.52×104
J 1.26×105
J 20% [解析]水吸收的热量为Q
吸
＝c
水
m(t －t 0)＝4.2×103
J /(kg ·℃)×0.1 kg ×60 ℃＝
2.52×104
J ．4.2 g 酒精完全燃烧放出的热量为Q
放
＝mq ＝4.2×10－3kg ×3×107
J /kg ＝
1.26×105
J ．酒精灯烧水时的热效率：η＝Q 吸Q 放＝2.52×104
J
1.26×105J
＝20%.
【课堂反馈】A 1．热传递 做功 2．B
3．做功 内 机械 做功 4．C
【课堂反馈】B
1．温度计示数升高的值 相同 相同
2．1 kg 的焦炭完全燃烧放出的热量是3.0×107
J 3．0×107
J / kg 6×107
J 3．能量 化学 内 热量 4．D 5.2.9 kg。