模拟备战中考物理 专题14 内能及其利用(解析版)

专题14 内能及其利用

本专题中考考点和要求（“▲”表示该标准要求属于评价水平这一层次）

评价目标和评价水平

标准要求知识性

目标

技能性

目标

体验性

目标

了

解

认

识

理

解

独立

操作

经

历

认

同

内

化

1.从能量转化的角度认识燃料的热值。▲

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。

▲

3.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。

▲▲

4.从能量的转化和转移的角度认识效率。▲

5.知道能量的转化和转移有一定的方向性。▲

规律总结1：对汽油机和柴油机的认识及其相关问题的处理

1.热机定义：热机是利用内能来做功，把内能转化为机械能的机器。

2.热机的种类：蒸汽机、内燃机（汽油机和柴油机）、汽轮机、喷气发动机等

内燃机活塞在汽缸内往复运动时，从气缸的一端运动到另一端的过程，叫做一个冲程。

四冲程内燃机包括四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。

在单缸四冲程内燃机中，吸气、压缩、做功、排气四个冲程为一个工作循环，每个工作循环曲轴转2周，活塞上下往复2次，做功1次。

在这四个冲程中只有做功冲程是燃气对活塞做功，而其它三个冲程（吸气冲程、压缩冲程和排气冲程）是依靠飞轮的惯性来完成的。

压缩冲程将机械能转化为内能。

做功冲程是由内能转化为机械能。

①汽油机工作过程：

②柴油机工作过程：

3.汽油机和柴油机的比较：

①汽油机的气缸顶部是火花塞；柴油机的气缸顶部是喷油嘴。

②汽油机吸气冲程吸入气缸的是汽油和空气组成的燃料混合物；柴油机吸气冲程吸入气缸的是空气。

③汽油机做功冲程的点火方式是点燃式；柴油机做功冲程的点火方式是压燃式。

④柴油机比汽油及效率高，比较经济，但笨重。

⑤汽油机和柴油机在运转之前都要靠外力辅助启动。

规律总结2：解决热值与热效率问题思维方法与技巧

1.燃料完全燃烧放出热量

（1）燃料完全燃烧释放出的热量公式为：Q放=mq。

（2）气体燃料完全燃烧释放出的热量公式也可为：Q放=qV。推导过程如下：

说明：①中的公式对固体、液体、气体、均适用。②只对气体适用。两个公式的得出都是根据热值的定义式得到的。

其中，Q 放表示燃料完全燃烧放出的热量，单位是J ；q 表示燃料的热值，单位是J/kg ；m 表示质量，单位是kg 。V 表示体积，单位是ｍ3。 2.热效率公式

（1）热机的效率：用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之比。热机的效率是热机性能的一个重要指标。汽车发动机的效率、飞机发动机的效率、轮船发动机的效率均属于热机的效率，其公式为：η=

放

吸

Q Q 。 （2）炉具的热效率：天然气燃烧放出的热量是炉具提供的总热量，Q 总=Q 放，水吸收的热量是有用的热量Q

有=Q 吸，则η=总

有

Q Q 。 （3）电热水器的效率：电热丝所产生热量为Q 总，总=Q 放，水需要吸收热量为Q 有，有=Q 吸， 则η=

总

有

Q Q 。 规律总结3：用能量守恒定律解决问题思路 1.要理解能量守恒定律

（1）能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到其他物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。

（2）能量守恒定律是自然界最重要、最普遍的基本定律。大到天体，小到原子核，也无论是物理学问题还是化学、生物学、地理学、天文学的问题，所有能量转化的过程，都遵从能量守恒定律。 （3）“第一类永动机”永远不可能实现，因为它违背了能量守恒定律。 2.试论述能量的转化、转移和守恒问题。

（1）在一定条件下各种形式的能都可以相互转化。能量转化反映了各种现象之间的联系，如摩擦生热说明了机械运动和热现象之间存在的联系；电风扇转动说明了电现象和机械运动之间存在的联系。

（2）不同形式的能量通过做功可以相互转化，同种形式的能量之间通过热传递可以进行转移，能量可以从一个物体转移到另一个物体，也可以从物体的一部分转移到另一部分。

（3）能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从 一个物体转移到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。

（4）根据能量守恒定律，在分析自然现象时，如果发现某种形式的能量减少，一定能找到另一种形式的能量增加;反之，当某种形式的能量增大时，也一定可以找到另一种形式的能量减少。

【例题1】（2018成都）如图所示是内燃机工作循环中的一个冲程，它是（）

A.压缩冲程，将化学能转化为内能

B.压缩冲程，将机械能转化为内能

C.做功冲程，将内能转化为机械能

D.做功冲程，将机械能转化为内能

【答案】C

【解析】图中进气门和排气门均闭合，活塞向下运动，且火花塞放电，所以是内燃机的做功冲程，此冲程将内能转化为机械能.故选C.

【例题2】（2019武汉）甲图中，迅速向下压活塞，能量的转化情况是。乙图内燃机的工作过程中与甲图能转化情况相同的是 (选填图中的代号)。

【答案】机械能转化为内能；B。

【解析】（1）对物体做功，是机械能转化为内能；

（2）由进气门和排气门的关闭和打开情况、活塞的上行和下行情况来判断是哪个冲程；四个冲程中压缩冲程是机械能转化为内能，做功冲程是内能转化为机械能，排气和吸气冲程没有能的转化。

图甲中，迅速向下压活塞，活塞的机械能转化为筒内空气的内能；

图乙中：

A.进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，是吸气冲程，没有能量转化；