机械能与内能的相互转化

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1、1通过活动，认识到做功是改变物体内能的一种方式，是其通过活动，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；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；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；其工作过程；4通过阅读通过阅读“热机的发展历程热机的发展历程”，了解内能的利用在人类社，了解内能的利用在人类社会发展史上的重要意义；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，会进通过探究

2、，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；的热值；6通过阅读通过阅读“化石燃料的燃烧和环境保护化石燃料的燃烧和环境保护”一文，认识燃烧一文，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。生存和社会发展的关系。归类归类:一种是通一种是通过过热传递热传递的方式，的方式，而另一种是通过而另一种是通过做功做功的方式来实的方式来实现的。现的。热传递热传递方式是内能的转移过程，能的形式没方式是内能的转移过程，

3、能的形式没有变；而有变；而做功做功方式是机械能向内能的转化过方式是机械能向内能的转化过程，能的形式已经发生改变。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，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？图钉的温度有什么变化？答：图钉的温度上升。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，即内能增加，而机械能减少，即机械能机械能转化转化为为内能内能。仅凭铁丝温度升高内能增大这一现象，能仅凭铁丝温度升高内能增大这一现象，

4、能否断定是通过热传递方式还是做功方式来实否断定是通过热传递方式还是做功方式来实现的？现的？ 做功与热传递的等效性。做功与热传递的等效性。空气压缩引火仪由上述活动可知: 是改变物体内能的另是改变物体内能的另外一种方式外一种方式.-将内能转化为机械能您观察到什么现象您观察到什么现象?在此过程中在此过程中,酒精燃烧后的燃气对外做功酒精燃烧后的燃气对外做功,燃气燃气的的 能减少能减少,转化为转化为 能能. 例例1. 在下图中，各种做功的形式中，能量在下图中，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。一下从能

5、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以下的日常生活事例，通过做功来增加物体内能的是（是（ ）A给自行车车胎打气，气筒发烫给自行车车胎打气，气筒发烫 B放进太阳能热水器中的水放进太阳能热水器中的水,温度升高温度升高C点燃的爆竹腾空而起点燃的爆竹腾空而起 D用水壶烧水，水蒸气将壶盖顶起用水壶烧水，水蒸气将壶盖顶起例：例：2热机是将燃料燃烧产生的高温高压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燃气的内能转化为机械能的装置.汽油机在工作时汽油机在工作时,活塞在汽缸里做往复运动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

6、活塞从汽缸的一端运动到另外一端的过程叫做一个叫做一个冲程冲程.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汽油机完成一个循环:1.活塞经历四个冲程活塞经历四个冲程,分别分别为为: 、 、 、 。其中。其中, 冲程时燃气对外做功冲程时燃气对外做功.2.曲轴旋转曲轴旋转 圈圈,活塞往复活塞往复 次次.3.汽油机各主要部件的作用是什么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压缩冲程和做功冲程中能量是怎样转化的? 例例3.下图为我国成功发射的长征三下图为我国成功发射的长征三号火箭升空的情景，请你试着分析一号火箭升空的情景，请你试着分析一下，它在工作过程中

7、能量转化的过程，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？你是否知道它利用了哪种类型的热机？三三.燃料的热值燃料的热值探究质量相同的物体燃烧时放出的热量探究质量相同的物体燃烧时放出的热量实验表明实验表明:相同质量的酒精与碎纸片燃烧后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酒精比碎纸片放出的热量 .更多的实验表明更多的实验表明:质量相等的不同燃料质量相等的不同燃料,完全完全燃烧所放出的热量一般是燃烧所放出的热量一般是 (相同相同/不相同不相同).煤油煤油 4.6X107木炭木炭 3.4X107汽油汽油 4.6X107无烟煤无烟煤 3.4X107氢气氢气 14

8、.3X107石油石油 4.4X107焦碳焦碳 3.0X107天然气天然气4.4X107柴油柴油 3.3X107烟煤烟煤 2.9X107煤气煤气 4.2X107酒精酒精 3.0X107干木柴干木柴 1.2X107气体气体液体液体固体固体定义：定义：1kg某种燃料某种燃料完全燃烧完全燃烧放出的放出的热量热量叫叫做这种燃料的做这种燃料的热值热值(heat value).用符号用符号“q”表示，单位是：表示，单位是：J/kg。公式：公式：Q=mq常用燃料的热值（单位：常用燃料的热值（单位：J/kg）1. 内燃机在做功冲程中，高温气体迅速膨胀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

9、和内能变化的而做功，此时这些气体的温度和内能变化的情况是情况是 A内能减少，温度降低内能减少，温度降低 B内能增加，温度升高内能增加，温度升高 C内能减少，温度升高内能减少，温度升高 D内能增加，温度降低内能增加，温度降低2. 如图所示，此图是汽油机的如图所示，此图是汽油机的 冲程。冲程。在此冲程中，气缸中的气体体积在此冲程中，气缸中的气体体积 ，压，压强强 。（填。（填“变大变大”、“变小变小”或或“不不变变”）3.冬天双手捧着热水袋会感到暖和，这是利冬天双手捧着热水袋会感到暖和，这是利用用 方式增加了手的内能；双手反复摩擦方式增加了手的内能；双手反复摩擦也会感到暖和，这是利用也会感到暖和，

10、这是利用 的方式增加了的方式增加了手的内能。手的内能。4.改变物体内能的方式有做功和热传递两种，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，是通过物使它的温度升高，是通过 方式增加了燃方式增加了燃料混合物的内能；为了不让汽油机在工作时料混合物的内能；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，这样就可以通个水套，让汽缸被水包围着，这样就可以通过过 得方式降低汽缸的温度（减少汽缸的得方式降低汽缸的温度（减少汽缸的内能）内能）5.柴

11、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3.3107Jkg，水的比热容4.2103J(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_。