机械能和内能的相互转化
上课用机械能与内能的相互转化
在压缩气体时，需要注意控制压缩比和压缩速度，以避免气体温度过高引发危险。同时， 对于易燃易爆的气体，需要采取特殊的安全措施。
蒸汽机工作原理介绍
蒸汽机的基本构造：蒸汽机主要由锅 炉、汽缸、活塞、连杆、曲轴等部件 组成。锅炉用于加热水产生蒸汽，汽 缸内充满蒸汽推动活塞运动，从而通 过连杆和曲轴将活塞的往复运动转化 为旋转运动。
碰撞实验演示及数据分析
实验步骤 1. 准备两个相同质量的碰撞球，分别标记为A和B。
2. 使用测力计测量碰撞前的速度大小及方向，记录数据。
碰撞实验演示及数据分析
• 让球A以一定速度撞击静止的球B，同时测量碰撞后的速度大小及方向，记录数据。 • 在碰撞过程中，使用温度计和热量计分别测量碰撞球的温度变化和热量传递情况，记录数据。 • 分析实验数据，计算机械能向内能的转化效率，并比较不同类型碰撞的转化效率。 • 数据分析：根据实验数据，可以观察到在碰撞过程中，碰撞球的温度升高，表明机械能正在向内能转化。通过
比较不同类型碰撞的转化效率，可以发现完全弹性碰撞的转化效率最低，而完全非弹性碰撞的转化效率最高。 这表明在完全非弹性碰撞中，更多的机械能被转化为内能。
热传导实验演示及数据分析
实验目的
通过热传导实验，演示内能向机械能的转化过程，并探究不 同材料对热传导效率的影响。
实验器材
热源、不同材料制成的导热棒（如金属、塑料等）、温度计 、热量计等。
数据分析：根据实验数据，可以观察到在重物上 升过程中，滑轮组的温度升高，表明机械能正在 向内能转化。通过计算转化效率，可以评估该过 程的能量损失情况。
碰撞实验演示及数据分析
实验目的
通过碰撞实验，演示机械能向内能的转化过程，并探究不同碰撞类型对转化效率 的影响。
机械能和内能的转化
机械能和内能的转化1. 机械能的定义在物理学中，机械能是指物体由于其位置和运动而具有的能量形式。
它包括了物体的动能和势能两个方面。
•动能：物体由于运动而具有的能量。
动能的计算公式是$E_k = \\frac{1}{2}mv^2$，其中m为物体的质量，v为物体的速度。
动能与物体的质量和速度的平方成正比，当质量或速度增大时，动能也会增大。
•势能：物体由于其位置而具有的能量。
势能的计算公式根据不同的情况而有所不同：–重力势能：对于静止在某一高度上的物体，其重力势能可以表示为E p=mgℎ，其中m为物体的质量，g为重力加速度，ℎ为物体的高度。
重力势能与物体的质量和高度成正比，当质量或高度增大时，重力势能也会增大。
–弹性势能：对于弹簧或弹性体系，其弹性势能可以表示为$E_p = \\frac{1}{2}kx^2$，其中k为弹簧的弹性系数，x为弹簧的形变量。
弹性势能与弹簧的弹性系数和形变量的平方成正比，当弹性系数或形变量增大时，弹性势能也会增大。
机械能的守恒原理指出，在不受外力的情况下，物体的机械能保持不变。
这意味着，一个物体的动能增加时，其势能会减少；而势能增加时，动能会减少。
2. 机械能和内能的关系机械能和内能都属于能量的不同形式，但它们之间可以发生转化。
内能是指物体由于其分子之间的相互作用所具有的能量。
它包括了分子的动能和势能这两个方面，并且与物体的温度有关。
内能的计算公式可以表示为$E_{\\text{内}} = \\frac{3}{2}nkT$，其中n为物体的摩尔数，k为玻尔兹曼常量，T为物体的温度。
当机械能转化为内能时，意味着物体失去了一部分的动能和势能，并将其转化为分子间的相互作用。
这一转化过程通常发生在摩擦、碰撞等情况下，比如一个滑动的物体在与表面摩擦时会产生热量，使得物体的机械能转化为内能。
相反地，当内能转化为机械能时，意味着物体吸收了外界的热量，使得分子间的相互作用减弱，从而具有更多的动能和势能。
机械能与内能的相互转化ppt课件
116.昨天是张退票的支票，明天是张信用卡，只有今天才是现金；要善加利用。――[凯·里昂] 117.所有的财富都是建立在健康之上。浪费金钱是愚蠢的事，浪费健康则是二级的谋杀罪。――[B·C·福比斯] 118.明知不可而为之的干劲可能会加速走向油尽灯枯的境地，努力挑战自己的极限固然是令人激奋的经验，但适度的休息绝不可少，否则迟早会崩溃。――[迈可·汉默] 119.进步不是一条笔直的过程，而是螺旋形的路径，时而前进，时而折回，停滞后又前进，有失有得，有付出也有收获。――[奥古斯汀] 120.无论那个时代，能量之所以能够带来奇迹，主要源于一股活力，而活力的核心元素乃是意志。无论何处，活力皆是所谓“人格力量”的原动力，也是让一切伟大行动得以持续的力量。――[史迈尔斯] 121.有两种人是没有什么价值可言的：一种人无法做被吩咐去做的事，另一种人只能做被吩咐去做的事。――[C·H·K·寇蒂斯] 122.对于不会利用机会的人而言，机会就像波浪般奔向茫茫的大海，或是成为不会孵化的蛋。――[乔治桑] 123.未来不是固定在那里等你趋近的，而是要靠你创造。未来的路不会静待被发现，而是需要开拓，开路的过程，便同时改变了你和未来。――[约翰·夏尔] 124.一个人的年纪就像他的鞋子的大小那样不重要。如果他对生活的兴趣不受到伤害，如果他很慈悲，如果时间使他成熟而没有了偏见。――[道格拉斯·米尔多] 125.大凡宇宙万物，都存在着正、反两面，所以要养成由后面.里面，甚至是由相反的一面，来观看事物的态度――。[老子]
汽油机和柴油机的异同表
燃料
结构
不
同
吸气冲程Βιβλιοθήκη 点 压缩冲程点火方式
机械能与内能的相互转化
实验：烧开的水冲开软木塞
现象： 软木塞被冲开， 管口有白气。 水蒸气的内能 木塞的机械能
一、做功——改变物体内能的另一种方式 １、实质： 机械能与内能的相互转化 ２、外界对物体做功，物体的内能增大。 物体对外界做功，物体的内能减小。
zxxkw
３、举例： ①擦火柴 ②钻木取火 ③钻木板时，锯条发热 ④神六返回舱下落时，舱体与空气摩擦热
机械能与内能的相互转化
看一看
（视频）
空气压缩引火仪
现象：你看到 棉絮燃烧起来了
分析： 1、这个现象说明了什么?
答:筒内空气的温度升高了
；
筒内空气内能增大了
2、筒内空气增加的内能从何而来？ 答：活塞对空气做了功,使空气的内能增加.
活塞对空气做功 空气的内能 棉絮燃烧 空气的温度
达到棉絮的着火点
３、能量是如何转化？ 机械能转化为内能
机械能转化为内能。
做功 冲程： 进气门 关闭 ， 排气门 关闭 ， 活塞 向下 运动。 内能转化为机械能。
排气 冲程： 进气门 关闭 ， 排气门 打开 ， 活塞 向上 运动。
想一想：
1. 压缩冲程和做功冲程中的能量是怎样转化的？ 压缩冲程：机械能转化为内能
做功冲程：内能转化为机械能
4 个冲程，曲 2. 汽油机的一个工作循环活塞经历____ 2 圈，活塞往复运动_____ 2 次，燃气对外 轴旋转_____ 1 次功。 做______
⑤给自行车车胎打气，筒壁发烫
⑥流星雨
流星雨的产生是流星 体与地球大气层相摩擦 的结果。
⑦用水壶烧水，水蒸 气将壶盖顶起
⑧燃放鞭炮
⑨古代火箭
火药燃烧时的内能转化为机械能 ⑩蒸汽机 点燃的火药燃烧 时内能转化为机械能 使爆竹腾空而起 蒸汽机
机械能与内能的相互转化
还有哪些事例也能说明做功可以改 变物体的内能呢？
现象：棉絮被点燃
结论： 对物体做功，可 以使物体的内能增大
此时：机械能转化为内能
.
5
.
6
想一想：要使铁丝的温度升高，你还有哪些 方法？仅凭铁丝温度升高，你能判断出是用 哪种方式改变铁丝的内能的吗？
做功和热传递在改变物体的 内能上是等效的
做功的实质是： 能量的转化
热传递的实质是：能量的转移
.
7
活动：演示点火爆炸
现象：盖子飞出去 解释：酒精蒸汽燃烧后产生的 高温高压的燃气，推动盖子做 功，将内能转化为机械能
热机（热力发动机）
.
8
热机:将燃料燃烧后产生的高温、高 压的燃气的内能转化为机械能的装置
汽
柴
油
油
机
机
蒸 汽 机
.
9
活塞从气缸的一端移动到另一端 的过程叫做冲程
，推动活塞向下运动，并通
过连杆带动曲轴转动,将内能
转化为机械能。 .
13
排气冲程
进气门关闭，排气 门打开，活塞向上运动 ，把废气排出气缸。
.
废燃 气烧
后 的
14
汽油机工作原理小结
１．汽油机完成一个循环:
活塞经历四个冲程,分别 为: 吸气、冲程_____压_缩__冲程 _ 做功冲、程______排_气冲程 其 中, 做功冲程冲程时燃气对 外做功，______内转能化为 ____机__械_能_。
3.内燃机工作一个循环包括：吸气、压缩、 做功、排气四个冲程。其中做功冲程将内能转 化为机械能对外做功，其余三个辅助冲程靠飞 轮的惯性完成。
.
17
课堂练习
1、下列现象中，是用做功的方法来减小物 体内能的是（ DD）
机械能与内能的相互转化
§12.4 机械能与内能的相互转化
教学目标：
1．知识与技能：
（1）通过活动，认识到做功是改变物体内能的一种方式，是机械能能向内能的转化过程；
（2）通过观察、分析内能转化为机械能的过程，知道热机的工作原理。
2．方法与过程：
（1）通过观察和分析，知道做功是改变内能的方式之一；
（2）通过观察演示，认识热机的工作原理。
3．情感、态度、价值观：
（1）有应用科学原理解决实际问题的意识和积极性；
（2）通过探究或体验探究的过程，激发主动学习的兴趣。
教学设计思路：
本节教材主要介绍了：做功可以改变内能，机械能与内能的相互转化。
就课堂教学而言，主要分为两个活动组成：
活动一:研究做功能否改变物体的内能；
活动二:演示点火爆炸——将内能转化为机械能。
教材首先从做功能改变物体的内能入手，与上一节若传递改变物体内能的内容相呼应，有助于学生认识这两种改变物体内能方式之间的异同。
接着介绍了内能转化为机械能，为下面进行热机的教学进行了铺垫。
教学重点：做功可以改变物体的内能，内能和机械能可以相互转化。
教学难点：做功可以改变物体的内能。
教学器材：铁丝、空气压缩引火仪，点火爆炸实验演示装置等。
机械能和内能的相互转化
学习目标：
（1）通过活动，认识到做功是改变物体 内能的一种方式，是机械能能向内能的 转化过程。 （2）通过观察、分析内能转化为机械能 的过程，知道热机的工作原理。 （3）借助多媒体，了解四冲程汽油机的 基本结构及其工作过程。
飞轮
被高速飞轮磨下来的铁屑为什么会火花四溅？
行驶的汽车
汽车加了汽油或柴油燃料后是怎样使发动机工作的？
一、机械能转化为内能
1、做功是以将机械能转化为内能
二、内能转化为机械能
做功可以将机械能转化为内能，那么能否 逆过来，通过做功将内能转化为机械能？
在此过程中，酒精燃烧后的燃气对外做功， 机械 能。 内 能减少，转化为_____ 燃气的_____
对比空气压缩引火仪和发射盖子这两个试验， 你能得出什么结论？
3、汽油机完成一个工作循环 吸气冲程 、 1）、活塞经历四个冲程，分别为______ 压缩冲程 、 ______ 做功冲程 、 ______ 排气冲程 四个冲程循环 ______ 做功 往复，周而复始。______ 冲程是燃气对外做 功的过程。 两 周，活塞往复__ 两 次。 2）、曲轴旋转__ 3）、压缩冲程和做功冲程的能量转化 机械能转化为内能 压缩冲程： __________________ 内能转化为机械能 做功冲程： __________________
三、机械能与内能的相互转化
1、做功是改变物体内能的另一种方式 2、机械能与内能之间可以相互转化 对物体做功可以将机械能转化为内能 物体对外做功可以将内能转化为机械能
酒精燃烧后的高温高压燃气对外做功，燃气的内 能减少，转化为机械能。
这种转化有什么应用价值呢？
根据这个原理，可以制造出一种将内能转 化为机械能的机器——热机。
观察生活中两个常见的情景
机械能和内能的相互转化
热力学研究
机械能和内能的转化是热力学研 究的基础，有助于深入探究热力 学定律。
机械能和内能转化过程中的能量守恒
1 法则
根据能量守恒定律，能量在转化过程中不会消失或增加，只会从一种形式转化为另一种 形式。
2 公式
机械能转化为内能的公式为Q＝W＋ΔE，其中Q为热量，W为功，ΔE为内能增量。
机械能和内能转化在实际应用中的意义
工业生产
汽轮机、热机等利用能量转化实 现工业生产。
能源开发
形式
机械能一般以动能和势能的形式存在，而内能则以热能、化学能等形式存在。
转化关系
机械能和内能之间可以相互转化，但转化过程中并不完全，会有部分损失。
机械能和内能的转化关系
1
转化式
机械能可以通过摩擦、弹性碰撞等方式转化
转化比例
2
为内能。
转化过程中会有能量损失，机械能转化为内
能的比例会小于1。
3
内能转机械能
内能可以通过膨胀、变形等方式转化为机械 能，但同样会有部分能量损失。
机械能转化为内能的例子
车辆刹车
刹车过程中，机械能转化为内能，即摩擦热。
瀑布
水从高处落下时，机械能转化为内能和声能。
内能转化为机械能的例子
汽轮机
燃烧后的燃料，将水加热生成蒸汽驱动汽轮机转动，内 能转化为机械能。
弹簧
弹簧被挤压后，内能转化为机械能。
机械能和内能的相互转化
机械能和内能是物理学中非常重要的概念。本次演示将探讨这两种能量如何 相互转化，并展示转化过程中能量守恒的原理。
机械能和内能的定义
机械能
物体的机械能等于其动能和势能之和。
机械能与内能的相互转化
机械能与内能的相互转化机械能与内能的相互转化主要涉及热机和热泵的工作原理。
1. 热机：机械能可以通过燃料的燃烧或其他能源形式的消耗转化为热能，然后通过热能的流动将部分热能转化为机械能。
例如，内燃机中，燃料燃烧产生高温高压的气体，气体膨胀驱动活塞运动，进而通过连杆和曲轴将其机械能转化为机械功。
2. 热泵：热泵则是将外界低温热源的热能转化为机械能。
热泵的工作原理类似于制冷机，通过循环工质的循环流动，从低温热源吸收热能，通过压缩提高其温度，然后释放到高温热源，同时将一部分热能转化为机械能。
在这两种情况下，机械能和热能之间的转化是通过工作物质（例如气体）的热力学循环进行的。
多数热力循环都违背了热力学第二定律，无法将完全的热能转化为机械能，一部分热能会被排放或者耗散掉，因而无法实现百分之百的能量转化效率。
在机械能与内能的相互转化中，还有其他一些现象和机制需要考虑：1. 摩擦热：当两个物体之间发生摩擦时，由于摩擦力的作用，机械能转化为内能，导致物体温度升高。
这是因为摩擦形成了微观层面的不规则运动，使得物体的内部分子或原子运动增加，从而增加了其内部能量。
2. 热传导：当热量从一个物体传导到另一个物体时，会伴随着内能的转化。
例如，当一个热源与一个冷体接触时，热量会通过热传导的方式从热源传递到冷体，导致冷体温度升高。
这种过程中，一部分机械能也转化为了内能。
总之，机械能和内能的相互转化是通过能量的传递和相互作用来实现的，其中热能的传递和热力学循环是重要的机制。
不同的情况和系统会有不同的机械能和内能转化方式，例如燃烧释放热能产生机械能，或者在热泵中通过压缩工质将热能转化为机械能。
机械能和内能的相互转化
机械能和内能的相互转化引言在物理学中，机械能和内能是两个重要的概念，它们描述了系统中储存的能量以及能量的转化过程。
机械能是指系统的动能和势能之和，而内能则是指系统分子及组成部分的能量。
在一定条件下，机械能和内能可以相互转化，这在工程和科学研究中具有重要的应用价值。
本文将重点讨论机械能和内能之间的相互转化过程及其相关原理。
机械能的表示和转化机械能是指系统的动能和势能之和。
动能是物体由于运动而具有的能量，其大小与物体的质量和速度平方成正比。
势能是物体由于位置而具有的能量，其大小与物体的质量、重力加速度和高度成正比。
在任何给定的系统中，机械能的总量保持不变。
当系统中的动能增加时，势能相应减少；反之，当势能增加时，动能相应减少。
机械能可以通过各种方式进行转化，最常见的是由动能转化为势能或者由势能转化为动能。
例如，当抛出一个物体时，物体的动能随着速度的增加而增加，而势能随着高度的增加而增加。
当物体下落回到地面时，动能减少，势能转化为动能，最终化为热能散失。
机械能的转化也可以通过杠杆、滑轮等简单机械装置实现。
例如，在一个杠杆上施加力可以使一个物体随着杠杆的旋转而提高位置，从而增加物体的势能。
同样地，利用滑轮和绳子可以改变物体的高度，实现机械能的转化。
内能的表示和转化内能是指系统中分子和组成部分的能量。
它包括分子的热运动、旋转和振动以及分子之间的相互作用。
内能的大小取决于系统的温度、压力和组成成分。
内能可以通过吸热或放热的方式进行转化，也可以通过化学反应或核反应进行能量的转化。
在系统的热力学平衡状态下，内能是一个守恒量，即内能的总量保持不变。
当系统吸收热量时，内能增加；反之，当系统放出热量时，内能减少。
内能的转化可以通过传导、对流和辐射等方式进行。
例如，当我们加热水时，热能通过传导从加热源传递给水，使水分子的热运动增强，从而增加了水的内能。
机械能和内能的相互转化在一定条件下，机械能和内能可以相互转化。
最常见的情况是机械能转化为内能或内能转化为机械能。
机械能和内能相互转换的物理实质
机械能和内能相互转换的物理实质机械能和内能是物质的两种基本能量形式，它们之间存在着相互转换的物理实质。
本文将从机械能和内能的基本概念入手，探讨它们相互转换的物理实质。
首先介绍机械能和内能的概念，然后探讨它们之间的相互转换。
最后通过具体的例子，展示机械能和内能相互转换的物理实质。
一、机械能和内能的基本概念机械能是物体由于运动或者位置而具有的能量。
它由动能和势能两部分组成。
动能是物体由于运动而具有的能量，与物体的质量和速度有关。
动能的公式为：K=1/2mv^2，其中K为动能，m为物体的质量，v为物体的速度。
势能是物体由于位置而具有的能量，与物体的位置和外力有关。
势能的公式为：U=mgh，其中U为势能，m为物体的质量，g 为重力加速度，h为物体的高度。
内能是物体分子和原子内部的能量。
它包括了物体的热能、化学能和核能。
热能是物体由于分子和原子的热运动而具有的能量。
化学能是物体由于分子和原子之间的化学结合而具有的能量。
核能是物体由于核反应而具有的能量。
二、机械能和内能的相互转换机械能和内能之间存在着相互转换的物理实质。
这种相互转换可以通过以下几种方式实现。
1.机械能转化为内能当物体受到外力作用，发生形变或运动时，它的机械能会发生相应的变化。
这时，机械能会转化为内能。
例如，当一个物体受到外力挤压时，它的形变会使得其中的分子和原子发生热运动，从而产生热能。
这样，物体的机械能就转化为了内能。
2.内能转化为机械能反过来，内能也可以转化为机械能。
当一个物体内部的分子和原子发生热运动时，它的内能会发生相应的变化。
这时，内能会转化为机械能。
例如，蒸汽机利用水的内能产生蒸汽，蒸汽推动活塞做功，最终将内能转化为了机械能。
3.机械能和内能的相互转化在一些情况下，机械能和内能可以相互转化。
例如，在机械摩擦中，机械能会转化为内能，使得物体的温度升高；而在热机中，热能会转化为机械能，实现功的输出。
三、机械能和内能相互转换的物理实质机械能和内能相互转换的物理实质可以通过能量守恒定律来解释。
机械能与内能的相互转化
2.曲轴旋转 圈,活塞往复 次.
3.汽油机各主要部件的作用是什么?
压缩冲程和做功冲程中能量是怎样转化的?
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例3.下图为我国成功发射的长征三 号火箭升空的情景，请你试着分析一 下，它在工作过程中能量转化的过程， 你是否知道它利用了哪种类型的热机？
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三.燃料的热值 探究质量相同的物体燃烧时放出的热量
个水套，让汽缸被水包围着，这样就可以通
过 得方式降低汽缸的温度（减少汽缸的
内能）
23
5.柴油机是工农业生产中常用的热机，已知某型号柴油机得效率是
30%，在柴油机内完全燃烧2Kg柴油能放热 J，这些热通过柴油
机得转化能对外做有用功 J，（柴油的热值是3.3X107J/Kg）
苏州S195型柴曲机的部分技术规格如表所示
实验表明:相同质量的酒精与碎纸片燃烧后, 酒精比碎纸片放出的热量 .
更多的实验表明:质量相等的不同燃料,完全 燃烧所放出的热量一般是 (相同/不相同).
18
定义：1kg某种燃料完全燃烧放出的热量叫 做这种燃料的热值(heat value).用符号“q” 表示，单位是：J/kg。
公式：Q=mq
常用燃料的热值（单位：J/kg）
固体
液体
气体
干木柴 1.2X107 烟煤 2.9X107 焦碳 3ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ0X107 无烟煤 3.4X107 木炭 3.4X107
酒精 3.0X107 柴油 3.3X107 石油 4.4X107 汽油 4.6X107 煤油 4.6X107
煤气 4.2X107 天然气4.4X107 氢气 14.3X107
19
1
归类:一种是通 过热传递的方式， 而另一种是通过 做功的方式来实 现的。
机械能与内能的相互转化
机械能与内能的相互转化1. 引言在物理学中，机械能和内能是两个重要的概念。
机械能是指物体在运动或位置改变过程中所具有的能量，而内能则是物体内部微观粒子（如分子和原子）的动能和势能的总和。
机械能和内能在物体的能量转化过程中相互转化，本文将详细讨论这一转化过程的原理和应用。
2. 机械能的概念和公式机械能是指物体的动能和重力势能的总和。
动能是物体由于运动而具有的能量，可以用公式表示为：$$ E_k = \\frac{1}{2} m v^2 $$其中，E k表示动能，m表示物体的质量，v表示物体的速度。
重力势能是物体由于距离地面的高度而具有的能量，可以用公式表示为：E p=mgℎ其中，E p表示重力势能，g表示重力加速度，ℎ表示物体的高度。
因此，机械能可以表示为：$$ E_m = E_k + E_p = \\frac{1}{2} m v^2 + m g h $$3. 内能的概念和公式内能是物体内部微观粒子的动能和势能的总和。
微观粒子的动能包括粒子的热运动和分子振动的能量，势能包括粒子之间的相互吸引或排斥的能量。
内能无法直接测量，但可以通过测量温度变化和转化热量来间接推算。
内能的公式可以表示为：$$ E_i = \\sum \\frac{1}{2} m_i v_i^2 + \\sum U_i $$其中，E i表示内能，m i表示微观粒子的质量，v i表示微观粒子的速度，U i表示微观粒子的势能。
4. 机械能与内能的相互转化机械能和内能之间存在相互转化的关系。
当物体发生机械运动时，其机械能将转化为内能。
例如，当一个物体从高处下落时，其重力势能逐渐减小，而速度则逐渐增大，这意味着机械能转化为了动能。
同时，由于气体分子受到挤压和碰撞等作用，分子的动能增加，内能也随之增加。
另一方面，当物体受到外部作用力时，其内能可以转化为机械能。
例如，当一个物体被拉伸或被压缩时，其内能增加，而机械能则减小。
这是因为通过外力对物体施加压力或拉力，微观粒子的势能增加，而动能减小。
机械能与内能的相互转化
汽车轮胎与地面高速摩擦
活动1. 将铁丝快速反复弯折七八次，触 摸弯折处，你有什么感觉？ 弯折铁丝时，人对 铁丝做功，铁丝弯 折处温度 升高 ， 内能 增加 。此 过程中 机械 能转 化为 内 能。
活动2. 在玻璃筒中放入一小撮干燥的棉絮， 用力迅速下压活塞，你看到什么现象？ 迅速下压活塞时，活塞对 筒内空气做功，使筒内空气内 能 增加 ，温度 升高 ，达到 棉絮的着火点，起火燃烧。此
这两个实验，你能得出什么结论？
改变物体内能的另一种方式: 做功
对物体做功——内能增大 做 机械能转化为内能
功
物体对外做功——内能减小 内能转化为机械能
(实质:能量的转化)
酒精燃烧后产生的高温高压燃
气对外做功，燃气的内能转化为机 械能。这种转化有什么应用价值呢？
信息快递
汽 油 机 实 物 图
2.热机（原理）：将燃料燃烧产生高温、 高压燃气的内能转化为机械能的机器。 汽油机就是一种内燃式热机。
3.此图是汽油机的 压缩 冲程。 能量如何转化？ 机械能→内能
4.某汽油机飞轮转速为3000r/min，那么， 每秒钟内完成 25 个工作循环, 100 个冲 程，燃气推动活塞做功的次数为 25 次。
如果仅凭铁丝温度升高、内能
增大这一现象，能否断定是通过热
传递方式还是做功方式来实现的？
做功和转
移，而做功是能量的转化。
巩固练习： 例：火柴可以通 过点燃也可以通过擦 燃，前者通 热传递 的 方法使它燃烧；后者 用 做功 的方法使它 燃烧。
做功可以将机械能转化为内
过程中 机械 能转化为 内 能。
1.做功是改变物体内能的另一种方式
对物体做功可以将机械能转化为内能， 使物体的内能增加。
机械能与内能的相互转化知识点
机械能与内能的相互转化知识点
1. 嘿，你知道吗，摩擦生热就是机械能转化为内能的典型例子呀！就像冬天我们搓手，搓着搓着就热乎了，这就是我们通过摩擦，让手的机械能变成了热能。
2. 还有啊，汽车刹车的时候，那刹车片会变得很热，这也是机械能向内能的转化呢！想想看，那么快运动的车子突然停下，动能不就变成热能啦。
3. 压缩气体也能让机械能转化为内能哦！比如说给自行车打气，打气筒会变热，这就好像我们用力把机械能“塞”进了气体里，变成了内能，神奇吧？
4. 反过来，内能也能转化为机械能呀！蒸汽机不就是嘛。
水被加热变成蒸汽，有了很大的能量，就能推动机器转动，这就是内能变成机械能啦，就像是内在的力量爆发出来了一样。
5. 燃烧燃料也是这样，燃料的内能转化为了推动机器的机械能呢。
就像火箭发射，燃料燃烧的能量让火箭嗖地飞起来，这多厉害呀！
6. 热胀冷缩也包含着机械能与内能的转化呢。
比如一个烧热的铁球，会膨胀，这里边不就有内能让它的机械能也发生了变化嘛。
7. 哎呀呀，生活中有这么多机械能与内能相互转化的例子呢，我们天天都能看到感受到呀！
结论：机械能和内能的相互转化真的无处不在，非常有趣又很重要呢！。
机械能及内能的相互转化
2.某单缸四冲程汽油机飞轮转速为1800r/min，则在1s 内曲轴转 30 圈，活塞往复 30 次，有 15 个工 作循环，活塞对外做 15 次功，有 60 个冲程，。
飞轮1s内转
一个工作循环
对外做1次功
？
曲轴、飞轮转2圈 ？ 30圈
活塞往复2次 ？
4个冲程 ？
你知道吗？
常用的内燃机有汽油机和柴油机
例如：用锅炉来烧水
节约燃料的 措 施:
1、供氧不足，造成燃料不 1）改善燃烧的条件，
能做到完全燃烧。
使燃料尽可能充分燃烧。
2、炉壁会传走一部分热量。 3、一部分热量传递给水。 2）尽可能减少各种热量
损失。
炉子的效率：有效利用的热量与燃料完全燃烧放出的
热量之比，叫做炉子的效率。
η=
Q吸 Q放
100%
热值燃料的一种物理属性。只与燃料的种类有关，与燃 料的质量、体积、是否完全燃烧无关。
4、燃料完全燃烧放热计算公式：
Q放= m q（或Q放= Vq）
例题： 1、500 g 的汽油完全燃烧时，可以放出多少热量？
2、完全燃烧10千克的焦碳所放出的热量相当于完全 燃烧多少千克的干木材放出的热量？
5、影响燃料的有效利用因素:
物体对—外— 做功内能减小 内能转化为机械能
实质:内能和机械能（其他形式的能）的相 互转化 内能转化的量度：做多少功
改变物体内能的两种方式 做功 和 热传递。
热传递的实质： 是内能的转移. 内能改变多少的量度： 吸收或放出的热量多少
做功的实质： 是内能的转化。
内能改变多少的量度： 做功的多少
思考：如果仅凭铁丝温度升高、内能增大这一 现象，能否断定是通过热传递方式还是做功方 式来实现的？ 表明：做功和热传递在改变内能上是等效的。
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加强交通建设管理，确保工程建设质 量。09:32:5109:32:5109:32Saturday, October 24, 2020
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安全在于心细，事故出在麻痹。20.10.2420.10.2409:32:5109:32:51October 24, 2020
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踏实肯干，努力奋斗。2020年10月24日上午9时32分 20.10.2420.10.24
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相信相信得力量。20.10.242020年10月 24日星 期六9时32分51秒20.10.24
谢谢大家！
度升高
• C、把搭在弓上的箭射出去 • D、冬天用热水袋取暖
2、下列过程中，将内能转化为 机械能的是 ( D ) A．流星在大气层中穿行 B．用热水泡脚．脚感觉暖和 C．汽油机的压缩冲程 D．水沸腾时水蒸气顶起水壶盖
热机的定义：
热机是热力发动机的简称。热 机是将燃料燃烧产生的高温、高压 燃气的内能转化为机械能的装置。
由于国际原煤价格上涨，少数不法商人 把一种黑色石头掺在优质煤中高价出售， 客户为了不上当受骗，辨别煤中是否掺杂 的最恰当方法是检测下面哪一个物理量( ) A. 热值 B.内能 C. 温度 D.比热容
关于燃料和热值，以下说法正确的是( ) A 燃料的热值与燃料的燃烧情况无关 B 容易燃烧的燃料，热值一定大 C 煤的热值大于干木柴的热值， 燃烧煤放出的热量一定比燃烧干木柴
热机的发展历程：
第一台带活塞的蒸汽机由法国工程师巴本制成, 经英国工程师纽可门和瓦特改进,在工业生产上得 到了广泛应用,使人类进入了工业时代.
瓦特改良的蒸气机模型
最早的蒸汽机车
吸气 冲程：
进气门 打开 ， 排气门 关闭 ， 活塞向下 运动。
压缩 冲程： 进气门 关闭 ， 排气门 关闭 ， 活塞向上 运动。
古人钻木取火
_水__蒸_气__对_塞_子___做功 水蒸气内能_减__少__， 温度_降__低__
内能 转化 机械能
活动12.6： 演示点火爆炸
现象：我们看到 塑料盒盖飞出去了！； 分析：盒盖的机械能如何变化？
能量是如何转化的？ 燃气的内能如何变化？
结论：1. 物体对外做功自身内 能会 减少；
提示：汽油机的一个工作循环活塞 经历 4 个冲程，曲轴（飞轮）旋 转 2 圈，活塞往复运动 2 次，燃 气对外做 1 次功。
双燃料汽车以天然气或汽油作为燃料， 以下说法正确的是( ) A． 燃料的热值越大，燃烧时放出的热 量越多
B． 以天然气为燃料，汽车发动机的效 率可以达到100% C． 在压缩冲程中，燃料混合物的温度 升高，内能增大
机械能转化为内能。
做功 冲程： 进气门 关闭 ， 排气门 关闭 ， 活塞向下 运动。
内能转化为机械能。
排气 冲程：
进气门 关闭 ， 排气门 打开 ， 活塞 向上运动。
想一想：
2. 汽油机的一个工作循环活塞经 历__4__个冲程，曲轴旋转__2___ 圈，活塞往复运动__2___次，燃 气对外做___1___次功。
放出的热量多
D 为了提高锅炉效率，要用热值高的燃 料
一辆汽车以72km／h的速度匀速行驶10 min， 消耗的汽油为1.2Kg。汽车匀速行驶时受到 的牵引力F=1.2x103N，汽油的 热值q=4.6 x107J／Kg。问： (1)汽车在这段时间内消耗的功率 (即1秒时间内汽油完全燃烧放出的热量)是多少 (2)这段时间内汽车牵引力做功的功率是多少? (3)比较(1)和(2)的结果，你有什么发现? 简要分析原因(写出两条即可)。
转化
机械能：动能 +
势能
？转化
内能： 物体内所有分子作无规 则运动的动能和分子势 能的总和
12.4 机械能与内能的相互转化
将铁丝弯折几次，弯折处有何感觉？
做功是改变物体内能的另一种方式
活动12.5 研究做功能否改变物体内能
活塞 空气 棉絮
空气压缩引火仪
说一说，想一想
现象：你看到 棉絮燃烧起来了 ；
分析：所看到的现象说明了什么?
筒内空气的温度升高了 内能增大了 结论：1. 对物体做功,物体的内能 会 增加 ；
筒内空气增加的内能从何而来？能量 是如何转化？
答：活塞对空气做功,使空气内能增加, 活塞的机械能转化为空气的内能；
结论：2. 机械能可以转化为内能 3.做功改变内能的实质是能量 的转化
机械能转化为内能的应用：
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树立质量法制观念、提高全员质量意 识。20.10.2420.10.24Saturday, October 24, 2020
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人生得意须尽欢，莫使金樽空对月。09:32:5109:32:5109:3210/24/2020 9:32:51 AM
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安全象只弓，不拉它就松，要想保安 全，常 把弓弦 绷。20.10.2409:32:5109:32Oc t-2024- Oct-20
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追求至善凭技术开拓市场，凭管理增 创效益 ，凭服 务树立 形象。2020年10月24日星期 六上午9时32分 51秒09:32:5120.10.24
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严格把控质量关，让生产更加有保障 。2020年10月 上午9时 32分20.10.2409:32Oc tober 24, 2020
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作业标准记得牢，驾轻就熟除烦恼。2020年10月24日星期 六9时32分51秒 09:32:5124 October 2020
D．汽油与天然气相比，燃烧时汽油对 环境的污染较小
如图所示，礼仪小姐手持的广州亚运会
火炬“潮流”使用的燃料为丙烷，常温下
呈气态的丙是通过加压液化后储存在较
小的罐内。若丙烷的热值为
8.0×107J/kg，罐内装有的450g丙烷
完全燃烧可以放出的热量是
J
下列关于热机和环境保护的说法中， 正确的是( ) Ａ．热机排出的尾气没有内能 Ｂ．热机的效率能达到100% Ｃ．热机都是利用汽油作燃料 Ｄ．热机的大量使用会造成环境污染
上是__等_效__的___。
3、有一汽油机，曲轴的转速为1800r/min 每分钟几个工作循环9_0_0___ 每分钟对外做功几次_9_0_0__ 每分钟做了多少个冲程_3_6_0_0_
4、练一练：
一台单缸四冲程汽油机的飞轮转 速1200r/min，则汽油机每秒钟内 完成 40 个冲程，做功 10 次。
பைடு நூலகம்
想一想：
3. 在汽油机的四冲程中，只有做 功冲程是燃气对外做功，那么其 他3个冲程是靠什么完成的？
飞轮的惯性
你知道吗？
练一练：
为什么打气时气筒的筒壁会发烫？
因为在打气过程中，一方 面，打气筒的活塞与筒壁上下 摩擦，机械能转化为内能，使 气筒外壁变热；另一方面，活 塞也压缩气体做功，使气体的 内能增大，温度升高，通过热 传递也使气筒外壁变热。
2. 内能可以转化为机械能
内能转化为机械能的应用：
点燃的火药燃烧时内 能转化为机械能使爆
竹腾空而起
现代的枪炮
内能转化为机械能的应用：
火药燃烧时的 内能转化为机
械能
燃料燃烧时将大量 的内能转化为机械
能推动火箭升空
1、下列过程中，通过做功改变 物体的内能的是（ B ）
• A、把铁片放在火上加热 • B、拉锯子锯木头使锯条的温
1、下列过程中，通过做功改变物体的内能 的是（ B ）
• A、把铁片放在火上加热 • B、拉锯子锯木头使锯条的温度升高 • C、把搭在弓上的箭射出去 • D、冬天用热水袋取暖
2、把两块冰相互搓擦，冰会熔化，这表明通 过__做__功___的方式可以改变物体的内能；将 冰块放在温水中也能熔化，这是通过 热__传__递___的方式改变物体的内能，实验表明 这两种方式在改变物体的内能
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好的事情马上就会到来，一切都是最 好的安 排。上 午9时32分51秒 上午9时32分09:32:5120.10.24
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一马当先，全员举绩，梅开二度，业 绩保底 。20.10.2420.10.2409:3209:32:5109:32:51Oc t-20
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牢记安全之责，善谋安全之策，力务 安全之 实。2020年10月24日 星期六9时32分 51秒Saturday, October 24, 2020