《机械能与内能的相互转化》参考课件

四 、 机 械 能 与 内 能 的 相 互 转 化 情 景 引 入为 什 么 汽 车 高 速 行 驶 时 ， 轮 胎 的 温 度 会 升 得 很 高 ？ 一 、 做 功 改 变 物 体 内 能 的另 一 种 方 法活 动 12.6 研 究 做 功 能 否 改 变 物 体 的 内 能做 一 做 小心烫手 看 一 看 ： 空 气 压 缩 引 火 仪改 变 内 能 的 方 式 ： 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 。 做 功 改 变 内 能 的 实 例 思 考做 功 改 变 内 能 的 实 质 是 什 么 ?能 的 转 化 关 系 :对 物 体 做 功物 体 对 外 做 功 外 界 消 耗 机 械 能机 械 能 转 化 为 内 能外 界 获 得 机 械 能内 能 转 化 为 机 械 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 对 改 变 物 体 的 内能 是 等 效 性 。 想 一 想 小 结 1.用 做 功 的 方 法 可 以 改 变 物 体 的 内 能 。如 ： 克 服 摩 擦 做 功 、 压 缩 气 体 做 功 ， 都 是 对 物体 做 功 ， 使 物 体 的 温 度 升 高 ， 内 能 增 加 ， 机 械能 转 化 成 内 能 的 过 程 。对 物 体 做 功 ， 物 体 的 内 能 增 加 。物 体 对 外 做 功 ， 物 体 的 内 能 减 少 。如 ： 气 体 膨 胀 ， 对 外 做 功 ， 物 体 的 温 度 降 低 ，内 能 减 少 ， 内 能 转 化 为 机 械 能 。2.做 功 与 热 传 递 对 改 变 物 体 的 内 能 是 等效 的 机 械 能 可 以 转 化 为 内 能 ， 那么 内 能 能 不 能 转 化 为 机 械 能 呢 ?想 一 想 燃 料 是 怎 样 使 汽 车 发 动 机 工 作 的 ？ 活 动 12.7 观 察 点 火 爆 炸 现 象您 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 .内 机 械 二 、 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 由 哪 些 主 要 部 件 组 成 ？ 进 气 门 排 气 门火 花 塞汽 缸活 塞连 杆曲 轴 进 气排 气点 火燃 料 在 里 面 燃 烧压 缩 气 体连 接 活 塞 与 曲 轴把 直 线 运 动 变 为 圆 周 运 动汽 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 一 端 的 过 程 叫 做 一 个 冲 程 . 汽 油 机 的 一 个 工 作 循 环 吸 气 冲 程 ： 进 气 门 （ ） ， 排 气 门 （ ） ， 活 塞（ ） 运 动 ， （ ） 被 吸 入 汽 缸压 缩 冲 程 ： 进 气 门 （ ） ， 排 气 门 （ ） ， 活 塞（ ） 运 动 ， （ ） 被 压 缩 ，温 度 （ ） ， （ ） 能 转 化 （ ） 能做 功 冲 程 ： 当 活 塞 快 到 汽 缸 顶 端 时 ， （ ） 打 火 ，点 燃 （ ） ， 气 体 燃 烧 ， 产 生 （ ） 的 燃 气 ，推 动 活 塞 （ ） 运 动 ， （ ） 能 转 化 （ ） 能排 气 冲 程 ： 进 气 门 （ ） ， 排 气 门 （ ） ， 活 塞（ ） 运 动 ， 将 （ ） 排 出 汽 缸打 开 关 闭向 下 燃 料 和 空 气 的 混 合 气 体关 闭 关 闭向 上 燃 料 和 空 气 的 混 合 气 体 升 高 机 械 内 火 花 塞混 合 气 体 高 温 高 压向 下 内 机 械关 闭 打 开向 上 废 气 想 一 想汽 油 机 完 成 一 个 循 环 1.汽 油 机 各 主 要 部 件 的 作 用 是 什 么 ?2.曲 轴 旋 转 圈 ,活 塞 往 复 次 .3.活 塞 经 历 四 个 冲 程 , 分 别 为 冲 程 冲 程 冲 程 冲 程 。 其 中 冲 程 时 燃 气 对 外 做 功 .4.压 缩 冲 程 和 做 功 冲 程 中 能 量 是 怎 样 转 化 的 ?两 两 吸 气 压 缩 做 功 排 气做 功 阅 读 信 息 库 柴 油 机 内 燃 机项 目 汽 油 机 柴 油 机 构 造 吸 入 物 质 点 火 方 式 效 率 应 用 汽 油 机 与 柴 油 机 的 区 别火 花 塞 喷 油 嘴汽 油 和 空 气 空 气点 燃 式 压 燃 式效 率 低 20%-30% 效 率 高 30%-45%汽 车 飞 机 摩 托 车 载 重 汽 车 火 车 轮 船 生 活 物 理 社 会热 机 的 发 展 历 程蒸 汽 驱 动 三 轮 车内 燃 机涡 轮 喷 气 发 动 机火 箭 发 动 机 1. 什 么 样 的 装 置 叫 热 机 ？ 燃 料 燃 烧 过程 中 能 量 是 如 何 转 化 的 ？ 2. 汽 油 机 的 一 个 工 作 循 环 包 括 哪 几 个冲 程 ？ 其 中 压 缩 冲 程 和 做 功 冲 程 中 能量 是 怎 样 转 化 ？ 复 习3. 汽 油 机 的 一 个 工 作 循 环 中 ， 曲 轴 旋 转几 周 ， 活 塞 往 复 几 次 ？ 活 动 12.8 比 较 质 量 相 同 的 不 同 燃 料 完 全燃 烧 时 放 出 的 热 量 议 一 议 ： 质 量 相 同 的 不 同 燃 料 完 全 燃烧 时 放 出 的 热 量 的 多 少 不 便 直 接 测 量 ，你 打 算 怎 么 处 理 这 一 问 题 ？ 需 要 哪 些器 材 ？ 三 、 燃 料 的 热 值 温 度燃 料 加 热 前 的水 温 / 燃 料 燃 尽 后的 水 温 / 水 温 的变 化 / 10克 酒 精10 克 碎 纸 片 想 一 想 质 量 相 同 的 不 同 燃 料 完 全 燃 烧 后 ， 烧杯 中 水 温 的 变 化 一 样 吗 ？ 这 说 明 了 什 么 ？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 ). 多 不 相 同 热 值 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 q表 示 。燃 料 热 值 单 位 ： 国 际 单 位 焦 /千 克 J/kg常 用 单 位 焦 /米 3 J/m3完 全 燃 烧 即 燃 烧 时 化 学 能 全 部 转 化 为 内能 煤 油 4.6X107木 炭 3.4X107 汽 油 4.6X107无 烟 煤 3.4X107 氢 气 14.3X107石 油 4.4X107焦 碳 3.0X107 天 然 气 4.4X107柴 油 3.3X107烟 煤 2.9X107 煤 气 4.2X107酒 精 3.0X107干 木 柴 1.2X107 气 体 液 体 固 体一 些 燃 料 的 热 值 （ J/kg） 不 同 的 燃 料 的 热 值 不 同1Kg无 烟 煤 完 全 燃 烧 放 出 的 热 量 是 3.4X107J天 然 气 的 热 值 是 4.4X107J/m3, 表 示1m3天 然 气 完 全 燃 烧 放 出 的 热 量 是 4.4X107J质 量 为 m的 燃 料 完 全 燃 烧 所 放 出 的 热 量 为 : Q = m q或 Q = V q无 烟 煤 的 热 值 是 3.4X107J/kg,表 示 例 题 热 值 是 燃 料 的 一 种 属 性 ， 小 华 学 习 后总 结 了 一 些 知 识 ， 其 中 错 误 的 是 （ ）A、 1kg焦 炭 的 热 值 与 1t的 热 值 一 样 大B、 1g酒 精 的 热 值 比 1kg干 木 材 的 热 值 大C、 煤 气 的 热 值 比 煤 高 ， 所 以 燃 烧 煤 气 放 出 的 热 量 多D、 燃 料 的 开 发 与 使 用 加 快 了 人 类 的 发 展 ， 但 也 给 人 类 带 来 了 危 害 C 例 题 天 然 气 是 当 今 家 庭 中 使 用 较 普 通 的 一种 能 源 ， 现 用 天 然 气 来 烧 水（ 1） 为 使 2kg水 从 20 升 高 到 100 水 需 要吸 收 多 少 热 量 ？ 吸 =cm(t-t0)=4.2X103J/(kg ) 2kg (100 - 20 )= 6.72X105J （ 2） 天 然 气 完 全 燃 烧 放 出 的 热 量 有 40 被 水吸 收 ， 则 需 要 完 全 燃 烧 多 少 立 方 米 的 天 然 气 ？天 然 气 的 热 值 是 8.4X107J/M3 吸 = 40 放 = 40 V q 吸 6.72X105JV = = 40 q 40 X 8.4X107J/m3 = 0.02m3 (3)使 用 天 然 气 、 液 化 石 油 气 与 过 去 烧 稻草 、 树 枝 等 相 比 ， 有 哪 些 优 点 ？热 值 大 污 染 小更 容 易 完 全 燃 烧热 效 率 高 读 一 读 化 石 燃 料 的 燃 烧 和 环 境 保护 （ 1） 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 q表 示 。 （ 2） 燃 料 热 值 单 位 ： 国 际 单 位 焦 /千 克 J/kg； 常 用 单 位 焦 /米 3 J/m3（ 3） 质 量 为 m的 燃 料 完 全 燃 烧 所 放 出 的热 量 为 : Q =mq或 Q =Vq（ 4） 燃 料 的 燃 烧 和 环 境 保 护小 结 课 堂 练 习1.改 变 物 体 内 能 的 方 式 有 和 .热 传 递 做 功2.物 体 内 部 和 的 总 和 叫 做 物 体 的内 能 .物 体 温 度 升 高 必 定增 加 ,因 而 这 个 物 体 的 内 能 .所 有 分 子 作 无 规 则 运 动 的 动 能分 子 相 互 作 用 的 势 能所 有 分 子 的 动 能 总 和增 加3.冬 天 ,用 嘴 对 手 呵 气 ,手 会 暖 和 ,这 是 用 的方 法 增 加 了 手 的 内 能 ,而 它 的 实 质 是 内 能 在 物 体之 间 .两 手 摩 擦 也 能 使 手 暖 和 ,这 是用 的 方 法 增 加 手 的 内 能 ,在 这 过 程中 , 能 转 化 为 内 能 .转 移 热 传 递做 功机 械 能 4 .用 打 气 筒 打 气 时 ， 过 一 会 筒 壁 会 热 起 来 ， 为什 么 ？ 打 气 时 活 塞 压 缩 空 气 做 功 ， 使 筒 内 空 气 内能 增 加 ， 温 度 升 高 ； 客 服 活 塞 与 筒 壁 间 的 摩 擦做 功 也 使 筒 壁 内 能 增 加 ， 所 以 筒 壁 就 会 热 起 来 。 5 .汽 车 急 刹 车 时 ， 车 轮 停 止 转 动 ， 但 由 于（ ） 汽 车 还 要 向 前 运 动 ， 使 车 轮 与 地 面 的摩 擦 增 大 ， 轮 胎 表 面 温 度 急 剧 升 高 ， 此 过 程 中发 生 了 机 械 能 向 （ ） 的 转 化 惯 性 内 能6 .从 滑 梯 匀 速 下 滑 过 程 中 ， 动 能 （ ） ，机 械 能 总 量 （ ） ； 臀 部 有 灼 热 感 ， 这 是通 过 （ ） 方 式 来 改 变 内 能 的 。 不 变减 少做 功 7 .下 列 实 例 中 ， 通 过 做 功 改 变 物 体 内 能 的 是( )A、 将 沸 水 倒 入 茶 杯 后 ， 茶 杯 变 得 烫 手B、 超 载 货 车 的 刹 车 片 经 常 处 于 高 温 状 态 而 炭 化 ，容 易 造 成 刹 车 失 灵C、 冬 天 ， 晒 太 阳 取 暖D、 将 冰 冻 食 物 放 入 温 水 中 解 冻B8 .以 下 四 种 情 形 ， 通 过 热 传 递 方 式 改 变 物 体 内能 的 是 （ ）A.钻 木 取 火 B.烧 水 水 变 热 C.锯 木 头 木 头 发 热 D.两 手 摩 擦 发 热B 9 .在 如 图 所 示 的 滚 摆 实 验 中 ， 发 现 滚 摆 每 次 上 升的 高 度 逐 渐 减 小 ， 此 过 程 中 能 量 的 变 化 情 况 为( )A 机 械 能 增 加 ， 内 能 减 小 B 机 械 能 减 小 ， 内 能 增 加C 机 械 能 减 小 ， 内 能 不 变 D 机 械 能 不 变 ， 内 能 增 加10 .下 列 过 程 中 内 能 转 化 为 机 械 能 的 是 ( )A 石 头 被 太 阳 晒 热B 陨 石 坠 落 大 气 中C 火 箭 发 射 升 空 的 过 程 中 D 放 在 冰 箱 里 的 食 物 温 度 降 低B C 11 .下 列 与 内 能 有 关 的 说 法 ， 正 确 的 是 ( )A.内 能 的 改 变 必 须 通 过 做 功 才 能 实 现B.同 一 物 体 的 机 械 能 增 加 ， 其 内 能 也 增 加C.内 能 可 以 通 过 做 功 转 变 为 机 械 能D.热 传 递 一 定 是 从 内 能 多 的 物 体 传 到 内 能 少 的物 体 C