内能的利用、热机 人教版 1

内能的利用、热机

一. 本周教学内容：内能的利用、热机

二. 重、难点：

知道燃料的燃烧值及其单位并能根据燃烧值的概念进行简单的计算，知道内能的两种重要应用：加热和做功，常识性了解热机中的能量转化：四冲程内燃机的构造和工作原理，能识别内燃机的四个冲程，了解热机的效率。三. 知识点分析：1. 燃料的燃烧值：

（1）1千克的某种燃料完全燃烧时放出的热量，叫做这种燃料的燃烧值。

（2）燃烧值的单位是焦/千克，气体燃料的燃烧值单位有时使用焦/米3。

（3）燃料在燃烧过程中，燃料的化学能转化为内能。

（4）燃烧的计算：一定质量的燃料完全燃烧时，理论上可放出的热量等于燃烧值乘以燃料的质量。

（5）有效利用燃料：有效利用燃料的途径是，使燃料比较完全或更充分地燃烧，加大受热面，使放出的热量得到充分有效的利用。

2. 内能的利用（1）利用内能加热物体

利用内能加热物体的过程，实质就是热传递的过程，内能并没有转化成其他形式的能量，只是内能从一个物体转移到另一个物体上。

例如：烧水做饭，生火取暖。

（2）利用内能来对物体做功

利用内能来对物体做功，它是能量的转化过程，实质是不同形式能量之间的转化，通过做功的方式把内能转化为可以直接利用的机械能。

例如：蒸汽机、内燃机。

3. 内燃机（1）内燃机的工作特点：

燃料在汽缸内燃烧，生成高温高压的燃气，使燃气推动活塞做功。

（2）四冲程内燃机的工作过程是由吸气、压缩、做功。

排气四个冲程组成的，这四个冲程叫做一个工作循环，在每个工作循环中，气缸内的活塞往复两次，曲轴转动两周，在四个冲程中，只有做功冲程是燃气对外做功，其他三个冲程是辅助冲程，要靠安装在曲轴上的飞轮的惯性来完成。

（3）汽油机和柴油机的比较

【典型例题】

[例1] 把2千克10-℃的冰加热到刚开始融化，需燃烧 千克的木炭，再继续加热到冰刚好融化完成，

水的温度可达 ℃。（不计热损失，木炭的燃烧值7

104.3⨯焦/千克）

分析：10-℃的冰加热完成0℃的冰，物态没有发生变化，此过程为吸热升温过程。

解答：冰在0℃时将开始融化，把2千克10-℃的冰加热到0℃需吸收的热量为t m c Q ∆⋅⋅=冰冰吸，此时供给的热量是完全燃烧m 千克的木炭供热m q Q ⋅=放，不计热损失时，放吸Q Q =，即t m c q m ∆⋅⋅=⋅冰冰木炭的质量

7

310

4.3)]10(0[2101.2⨯--⨯⨯⨯=∆⋅⋅=

q t

m c m 冰冰3

1024.1-⨯=千克 冰在融化过程中，吸热温度保持不变，所以继续加热到冰完全熔解时，水的温度可达到0℃。 [例2] 一台单缸四冲程柴油机的飞轮转速是1200转/分 ，则柴油机每秒钟内（ ）

A. 完成20个冲程，做功20次

B. 完成40个冲程，做功40次

C. 完成40个冲程，做功10次

D. 完成80个冲程，做功20次

分析：每秒钟的转速1200转/分=20转/秒，飞轮转一周完成两个冲程，所以每秒20转完成40个冲程，同时每4个冲程中只有1个冲程对外做功，即1个做功冲程，所以每秒只有10个做功冲程即做功10次。

解答：选C 项。

说明：内燃机的一个工作循环，飞轮与曲轴转2周，连杆带动活塞往复2次，完成4个冲程：吸气、压缩、做功、排气，所以完成一个冲程所用时间是整个周期的

4

1

，请注意以上是很重要的一组数据，解此类题常会用到。 [例3] 如图所示，在试管内装些水，用软木塞堵住，拿到酒精灯上加热，使水沸腾起来，水蒸气会把木塞冲出去，从能量转化和转移的角度，可用下面三句话来概括：甲：水和水蒸气吸热、内能增加。乙：酒精燃烧，酒精的化学能转化为内能，传给水和水蒸气。丙：水蒸气对木塞做功，内能转化为木塞的机械能，以上三句话正确的顺序是（ ）

A. 甲乙丙

B. 乙丙甲

分析：木塞的机械能。

解答：选C 项。

说明：现象，将这些复杂的现象细分为几个过程来分析能量的转换情况，这样思路较清晰。

【模拟试题】

一. 填空题：

1. 木炭的燃烧值是7104.3⨯J/kg ，完全燃烧（ ）g 木炭，可得到7

107.1⨯J 的热量。 2. 完全燃烧5kg 某种燃料时，放出的热量为7

106⨯J ，则该种燃料的燃烧值为（ ）J/kg 。

3. 天然气的燃烧值是7

103.8⨯J/m 3，它的物理意义是（ ），完全燃烧（ ）kg 的汽油放出的热量等于完全燃烧1m 3天然气放出的热量（汽油的燃烧值是7

106.4⨯J/kg ）

4. 内能的一个重要应用就是直接用来（ ）它的实质是内能的（ ），内能的另一个重要应用是用它来（ ）它的实质是内能的（ ）。

5. 热机是将（ ）能转化为（ ）能的机器。

6. 现代的火电站和热电站，是靠热机把（ ）能转化为（ ）能，然后再带动发电机发电。

7. 汽油机是内燃机的一种，是在气缸内燃烧汽油，生成（ ）燃气，使燃气推动活塞而（ ）的，汽油机的四个冲程是（ ）冲程（ ）冲程（ ）冲程和（ ）冲程。

二. 选择题：

1. 汽油的燃烧值是7

106.4⨯J/kg 它的意思是（ ） A. 燃烧1kg 的汽油能放出7

106.4⨯J 的热量 B. 完全燃烧1kg 汽油能放出7

106.4⨯J 的热量 C. 完全燃烧1kg 汽油能放出7

106.4⨯J/kg 的热量 D. 1kg 汽油含7

106.4⨯J 的热量

2. 下列说法中正确的是（ ）

A. 燃料的燃烧值越大，完全燃烧时放出的热量越多

B. 燃料的燃烧值越大，完全燃烧时放出的热量越少

C. 燃料的燃烧值越小，完全燃烧时，单位质量的燃料放出热量越多

D. 燃料的燃烧值越小，完全燃烧时，单位质量的燃料放出的热量越少 3. 关于燃料的燃烧值，下列说法中正确的是（ ） A. 燃料燃烧时放出的热量越多，其燃烧值就越大 B. 燃料燃烧不完全，其燃烧值要变小 C. 燃料不燃烧，其燃烧值不为零

D. 燃料的燃烧值与燃料燃烧情况无关

4. 1kg 酒精完全燃烧时放出的热量是7

100.3⨯J ，那么酒精燃烧值的正确写法是（ ） A. 7

100.3⨯)/(C kg J ⋅ B. J 7

100.3⨯ C. J kg /1000.37

⨯

D. kg J /100.37

⨯