机械能与内能的相互转化

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第三节、机械能与内能的相互转化,1,通过活动，认识到做功是改变物体内能的一种方式，是其他形式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现象，知道热机的工作原理；,3,借助模型或挂图等媒体，了解四冲程汽油机的基本结构及其工作过程；,4,通过阅读“热机的发展历程”，了解内能的利用在人类社会发展史上的重要意义；,5,通过探究，知道不同燃料的热值不同，会查热值表，会进行燃料燃烧放热的简单计算，能从能量转化的角度认识燃料的热值；,6,通过阅读“化石燃料的燃烧和环境保护”一文，认识燃烧排放物对环境的影响，培养环保意识，初步认识能源与人类生存和社会发展的关系。,【教学目标】,同学们采用哪些办法可以使铁丝温度升高内能增大？,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。,热传递,方式是内能的转移过程，能的形式没有变；而,做功,方式是机械能向内能的转化过程，能的形式已经发生改变。,把图钉按在铅笔的一端，手握铅笔使图钉在粗糙的硬纸板（或毛巾）上来回摩擦，图钉的温度有什么变化？,小实验,答：图钉的温度上升。,这一现象说明：在克服摩擦做功时，物体的内能增加，而机械能减少，即,机械能,转化,为,内能,。,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？,做功与热传递的等效性。,看一看,空气压缩引火仪,由上述活动可知,:,是改变物体内能的另外一种方式,.,演示点火爆炸,-,将内能转化为机械能,您观察到什么现象,?,在此过程中,酒精燃烧后的燃气对外做功,燃气,的,能减少,转化为,能,.,例,1.,在下图中，各种做功的形式中，能量是怎样转化或转移的？综合你的表述，总结一下从能量的角度看，各种形式做功的实质。,A B C,以下的日常生活事例，通过做功来增加物体内能的是（）,A,给自行车车胎打气，气筒发烫,B,放进太阳能热水器中的水,温度升高,C,点燃的爆竹腾空而起,D,用水壶烧水，水蒸气将壶盖顶起,例：,2,热机,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,.,汽油机在工作时,活塞在汽缸里做往复运动,活塞从汽缸的一端运动到另外一端的过程,叫做,一个,冲程,.,信息快递,吸气冲程,压缩冲程,做功冲程,排气冲程,汽油机的工作过程,汽油机完成一个循环,:,1.,活塞经历四个冲程,分别为,:,、,、,、,。其中,冲程时燃气对外做功,.,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,?,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？,中国航空,航空梦想,三,.,燃料的热值,探究质量相同的物体燃烧时放出的热量,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,).,煤油,4.6X10,7,木炭,3.4X10,7,汽油,4.6X10,7,无烟煤,3.4X10,7,氢气,14.3X10,7,石油,4.4X10,7,焦碳,3.0X10,7,天然气,4.4X10,7,柴油,3.3X10,7,烟煤,2.9X10,7,煤气,4.2X10,7,酒精,3.0X10,7,干木柴,1.2X10,7,气体,液体,固体,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,）,能量与环境,1.,内燃机在做功冲程中，高温气体迅速膨胀而做功，此时这些气体的温度和内能变化的情况是,A,内能减少，温度降低,B,内能增加，温度升高,C,内能减少，温度升高,D,内能增加，温度降低,练习,2.,如图所示，此图是汽油机的,冲程。在此冲程中，气缸中的气体体积,，压强,。（填“变大”、“变小”或“不变”）,3.,冬天双手捧着热水袋会感到暖和，这是利用,方式增加了手的内能；双手反复摩擦也会感到暖和，这是利用,的方式增加了手的内能。,4.,改变物体内能的方式有做功和热传递两种，在汽油机的压缩冲程中，活塞压缩燃料混合物使它的温度升高，是通过,方式增加了燃料混合物的内能；为了不让汽油机在工作时温度升得太高，在设计制造时，汽缸外有一个水套，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）,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,汽缸数 汽缸直径 额定功率 转速 燃油消耗率 冷却方式,1,95mm 8.8kW 2000R/min 0.27kg/(kWh),蒸发水冷,其中，“额定功率”是指柴油机正常工作时对外所做机械功的功率；“燃油消耗率”是指柴油机正常工作时，每输出,1kWh,的能量柴油机所消耗柴油的千克数，已知柴油的热值为,3.310,7,J,kg,，水的比热容,4.210,3,J,(kg),则,(1),若柴油机的水箱中贮有,10kg,冷却水，当水的温度由,20,上升到,40,时，这些水所吸收的热量是,_J,。,(2),已知柴油机的效率,=W/Q100,(,式中,W,为柴油机在某段时间内对外所做的功，,Q,为它在这段时间内所消耗的柴油完全燃烧所产生的热量,),，则该柴油机正常工作时的效率约为,_,。,