主题14：内能的利用-2025年中考物理一轮复习课件（全国通用）

这是一份主题14：内能的利用-2025年中考物理一轮复习课件（全国通用），共36页。PPT课件主要包含了课标解读，单元概述，核心知识，链接中考，部编版七年级上册，火花塞，喷油嘴，压燃式，点燃式，能量的转化和守恒等内容，欢迎下载使用。
第1节 热机第2节 热机的效率第3节 能量的转化和守恒
2022年新课标解读
1.了解能量及其存在的不同形式。能描述不同形式的能量和生产生活的联系。2.通过实验，认识能量可以从一个物体转移到其他物体，不同形式的能量可以相互转化。3.从能量转化的角度认识燃料的热值。4.了解热机的工作原理。知道内能的利用在人类社会发展史中的重要意义。5.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。6.从能量转化和转移的角度认识效率。
本章首先从内能转化的角度，在上一章做功改变内能的基础上，展示了如何利用内能，从而引出了热机。之后，介绍了热机的分类详细地介绍了汽油机的基本工作原理，并通过对比介绍了柴油机。在此基础上，又结合热机的工作过程，讨论了燃料的热值和热机的效率，热机的效率一方面是对热机性能的评估，另一方面也为能量的转化和守恒进行了铺垫。最后，在结合各种实际例子的基础上介绍了能量的转化，并进而给出能量守恒定律，从而使热学部分的知识组成一个有机的整体。
1个理论——分子动理论2个方法——改变内能的两个方法3个公式——Q=cm∆t、Q放=qm、η=Q有/Q放4个冲程——内燃机的工作过程
热机（汽油机、柴油机）
燃料的热值、热机的效率
①把内能转化为机械能的机器叫热机。常见热机有： 蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等.②制造原理：利用内能做功，将内能转化为机械能.①内燃机：燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机.②内燃机工作的四冲程：吸气、压缩、做功、排气冲程.③能量转化：压缩冲程中，机械能转化为内能； 做功冲程中，内能转化为机械能.④汽油机与柴油机的区别： 汽油机吸入汽油与空气的混合物，柴油机只吸入空气. 汽油机是点燃式点火，柴油机点火方式为压燃式.
1、概念：把燃料燃烧时放出的内能转化为机械能的装置。种类：蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气机等。
2、制造原理：利用内做功。将内转化为机械能 。
3、内燃机的含义：燃料直接在发动机汽缸内燃烧产生动力的热机 。
（1）工作冲程：吸气、压缩、做功、排气。（能区分判断）
做功冲程：高温高压气体对活塞做功，气体的内能转化为活塞的机械能；例如：烧开水锅盖被顶起、暖壶塞子弹出、水沸腾时塞子弹出（图乙）等。
（3）四个冲程中，只有做功冲程对外做功，其余三个冲程靠飞轮惯性完成一个工作冲程中，活塞往复两次，飞轮转动两周，做功一次。
4. 内燃机的种类：汽油机、柴油机。
压缩冲程：活塞压缩气体做功，活塞的机械能转化为气体的内能；例如： 压缩硝化棉（图甲）、摩擦生热、搓手，滑滑梯、弯折铁丝等。
汽油机与柴油机的主要区别
例1.如图，甲为四冲程内燃机吸气冲程的示意图，图中画出了吸气冲程中进气门、排气门的开闭情况和曲轴的位置。请在图乙、丙中画出进气门、排气门的开闭情况和曲轴的位置。
在内燃机的做功冲程中，两个气门关闭，活塞下行；排气冲程中，进气门关闭、排气门打开，活塞上行，如图所示：
例2.根据汽油机和柴油机的区别，下列说法错误的是（　　）A．汽油机气缸顶部有一个火花塞，柴油机气缸顶部是一个喷油嘴B．汽油机吸入的是空气，柴油机吸入的是空气和柴油的混合物C．做功冲程是内能转化为机械能D．压缩冲程是机械能转化为内能
A．汽油机汽缸顶部有一个火花塞，柴油机汽缸顶部是一个喷油嘴，故A正确，不符合题意；B．工作过程中，汽油机吸入的是空气和汽油的混合物，柴油机吸入的是空气，故B错误，符合题意；C．做功冲程将内能转化为机械能，故C正确，不符合题意；D．压缩冲程将机械能转化为内能，故D正确，不符合题意。
由图可知，进气门和排气门均关闭，活塞向上运动，即为压缩冲程.
核心考点2——热机的效率
热机的效率 (1)定义：热机工作时，________的那部分能量与 _____________放出的热量之比，叫做热机的效率．用___表示．
(3)提高燃料利用率的措施：让燃料燃烧更充分；减少各种能量损失；设法利用废气的能量等．
【说明】热机工作时总是有能量的损失，因此热机效率总是小于1。
1.热机效率的实际意义：热机效率的高低是反映热机性能的一个标志，效率越高的热机，性能就越好。2.机械效率、热效率、热机效率的计算方法（1）机械效率： （2）热效率： 如果是炉子，则Q放为燃料完全燃烧放出的热量（Q放＝mq）；如果是太阳能热水器，则Q放为太阳照射的总能量；如果是电热器，则Q放为电流做功放出的热量（Q放＝W＝UIt）。（3）热机效率：
能量的转化：在一定条件下，各种形式的能量是可以相互_____的．能量守恒定律(1)定义：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只会从一种形式_____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__________． (2)永动机：不需要动力就能源源不断的对外做功的机器就是永动机，大量研究表明，永动机是不可能制造出来的．
例1.可燃冰清洁无污染，是一种理想的新型能源。若可燃冰的热值4.2×108J/m3，完全燃烧1m3的可燃冰可放出的热量是_______J，若这些热量的40%被水吸收，可把_______kg的水从20℃加热至60℃。[c水=4.2×103J/kg℃）]
例2.小明将质量为20kg的水从25℃加热到75℃，【水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，天然气的热值为3.5×107J/m3】。求：（1）这些水吸收的热量；（2）若天然气燃烧的热量中50%被这些水吸收，则需要多少m3天然气。
1．如图所示，用酒精灯加热试管里的水，产生的水蒸气将试管塞冲向空中。在这个过程中，能量转化的顺序为（ ）。A．内能﹣机械能﹣化学能B．化学能﹣内能﹣机械能C．机械能﹣内能﹣化学能D．内能﹣化学能﹣机械能
【解析】用酒精灯加热水的过程中，酒精的化学能转化为试管和水的内能；当水沸腾时产生大量的水蒸气，试管内的气体压强增大，大于外界大气压，就会将塞子冲出；此时试管内水蒸气对塞子做功，水蒸气的内能减小，转化为塞子的机械能，即能量转化的顺序为化学能→内能→机械能。
2．表格中列出了某些物质的热值，下列判断正确的是（　　）A．火箭利用液氢做燃料，是因为它的热值较大B．液态物质的热值比气态的大C．2kg焦炭的热值是1kg焦炭的两倍D．所有燃料的热值都是不相等的
①各种形式的能量：机械能、内能、电能、光能等.②能量的转化：由一种形式转化为另一种形式的能.③能量的转移：能量的形式不变，能量由一个物体转移 到其他物体，或从物体的一部分转移到其他部分.④能量守恒定律：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.⑤永动机的失败：是因为违背了能量守恒定律.
核心考点3——能量的转化和守恒
3.能量守恒定律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。这就是能量守恒定律。能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一。大到天体，小到原子核，无论是物理学的问题还是化学、生物学、地理学、天文学的问题，所有能量转化的过程，都遵守能量守恒定律。从日常生活到科学研究、工程技术，这一规律都发挥着重要的作用。
4. 永动机有人曾设想制造一种不消耗任何能量和燃料，却源源不断对外做功的机器，人们把这种机器叫永动机。如图所示，高处的水具有一定的机械能W总，在水向下流动时，对水轮机做功，水轮机转动，把低处的水抽到高处.由于水轮机转动的各部件间存在摩擦，会有部分机械能转化为内能W内能，只有一部分能量W抽水用来抽水做功.根据能量守恒定律可知： W总=W内能+W抽水，最后抽水的能量小于原来水的总能量，使流下的水不能全部抽回。由能量守恒定律知：无法制成永动机。
太阳能电池板，利用太阳能，将太阳能直接转化为电能。 能量守恒定律：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。 动摩擦消耗能量，而永动机又必须动，且不能完全消除摩擦，即动就要消耗，就不能守恒，所以永动机不能存，因为它违背了能量守恒定律。
例1.如图所示是一组太阳能电池板，太阳能电池板将太阳能转化为 _____能；能量在转化和转移的过程中，总量 _____（选填“变大”“变小”或“不变”）；永动机是不存在的，因为它违背了 __________定律。
太阳能电池板吸收太阳能将太阳能转化为电能，小电扇转动时消耗电能将电能转化机械能，故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。
例2.市面上出售一种装有太阳能电扇的帽子（如图所示）。在阳光的照射下，小电扇快速转动，该装置的能量转化情况是（　　）A．太阳能→ 电能 →机械能B．太阳能 →机械能 →电能C．电能 →太阳能 →机械能D．机械能 →太阳能 →电能
1. 关于能量转化，下列说法错误的是(　　)A.电风扇工作时主要将电能转化为机械能B.能量无论是转移还是转化，能量的总量会逐渐减少C.发电机工作时主要将机械能转化为电能D.自行车运动员蹬车时，人体内的部分化学能转化为内能
2.各种形式的能在一定的条件下可以相互转化,请你仿照图中给出的两个示例,写出电转化为机械能、化学能转化为电能、光能转化能的实例。1)电能转化为机械能: 电风扇2)化学能转化为电能:干电池3)光能转化为内能: 太阳能热水器
3.随着人们生活水平的日益提高，小汽车越来越多地走进了百姓人家。一辆以汽油为燃料的小汽车，以72 km/h的速度在水平路面上匀速直线行驶时，发动机的功率为20 kW。若小汽车行驶的路程为108 km，汽油的热值q＝4.6×107 J/kg，小汽车发动机的效率为25%。求小汽车在这段路程中：(1) 所受的阻力。(2) 消耗汽油的质量。
1.用酒精灯给试管加热，如图所示，试管口软木塞冲出的过程中，下列说法正确的是( ) A.水蒸气对软木塞做功，水蒸气内能增大 B.水蒸气的内能转化为软木塞的机械能 C.能量的转化与热机压缩冲程能量转化相同 D.试管口的“白气”是水蒸气汽化形2.一台单缸四冲程柴油机飞轮的转速是1 800 r/min，则柴油机每秒（ ）A．完成30个冲程，做功30次 B．完成60个冲程，做功60次C．完成60个冲程，做功15次 D．完成120个冲程，做功30次
3.关于热机的效率，下列说法中正确的是( )A.热机做的有用功越多，效率一定越高B.热机消耗的燃料越少，效率一定越高C.热机做一定的有用功，消耗的燃料越少，效率一定越高D.热机做功越快，效率一定越高4.下列过程中物理量发生改变的是（　　）A．一杯牛奶喝掉一半后的密度 B．一根导线剪掉一半后的电阻C．一桶汽油燃烧掉一半后的热值 D．一瓶水喝掉一半后的比热容
5.下列过程中物理量发生改变的是（　　）A．一杯牛奶喝掉一半后的密度 B．一根导线剪掉一半后的电阻C．一桶汽油燃烧掉一半后的热值 D．一瓶水喝掉一半后的比热容6.某品牌无人驾驶汽车在一段平直公路上匀速行驶6.9km，用时5min45s，消耗燃油1.5kg，已知汽车的牵引力是2000N，燃油的热值为4.6×107J/kg，假设燃油完全燃烧。通过计算可知，下列结果正确的是（　）①汽车行驶速度是20km/h ②消耗的燃油完全燃烧放出的热量是6.9×107J③汽车牵引力做功的功率是30kW ④汽车发动机的效率是20%A．只有①和② B．只有②和③ C．只有①和④ D． 只有②和④