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人教版本物理九年16.2(内能)学案3.doc

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人教版本物理九年16.2(内能)学案3.doc

7C 学科网,最大最全的中小学教育资源网站,教学资料详细分类下载欢迎加入 7C 学科网,请记住我们的域名 热机学案一.复习引入㈠、热机1、定义把内能转化为机械能的机器。深化升华热机的基本原理是燃料的化学能通过燃烧转化为内能,又通过做功把内能转化为机械能。热机的种类很多,这些热机在人类社会的工业化进程中起到了举足轻重的作用,而且在现代社会中还发挥着巨大作用。2、种类热机常见有蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等。3、内燃机(1)分为汽油机和柴油机两大类。(2)内燃机一个工作循环由四个冲程组成吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。其中,每完成一个工作循环,活塞往复两次,飞轮转动两周,只有做功冲程实现内能向机械能的转化。要点提示在四个冲程中,压缩冲程和做功冲程中发生了能量转化,压缩冲程中活塞运动的机械能转化为汽油和空气混合物的内能。做功冲程中,燃料燃烧把燃料的化学能转化为燃气的内能,然后通过做功把燃气的内能转化为活塞的机械能。㈡、燃料的热值1、定义1 千克的某种燃料完全燃烧而放出的热量。2、物理意义表示燃料燃烧时放热本领的物理量,燃烧相同质量的不同燃料,放出的热量是不同的,就是说,不同燃料在燃烧时放热的本领不同,物理学中用热值来表示燃料的这种特性。3、单位热值的单位是焦/千克,读做焦每千克,用符号 J/kg。如酒精的热值为3.0107J/kg,表示 1 kg 酒精完全燃烧放出的热量是 3.0107J。4、实质燃料燃烧过程中,燃料储藏的化学能转化为内能。深化升华内能的主要来源是燃料,燃料燃烧时化学能转化为内能释放出来,不同燃料在燃烧过程中化学能转化为内能的本领大小不同,这就是燃料的一种性质,用燃料的热值来表示。同种燃料的热值相同,与燃料的质量大小、形状及放出热量的大小都没有关系。5、热值是描述燃料性质的物理量,它反映的是 1 kg 的某种燃料完全燃烧放出的热量。热值的单位为 J/kg。难点剖析对于热值的理解应抓住三个关键词语1kg、某种燃料、完全燃烧。(1)“1 kg”是指热值针对 1 kg 的燃料而言,如果不是 1 kg 的燃料,完全燃烧放出的热量值与热值不同。(2)“某种燃料”是指热值与燃料的种类有关,确定了燃料才能确定热值,不同燃料的热值一般不同。由此可见热值反映了燃料的燃烧特性,热值大的 1kg 燃料完全燃烧放出的热量多。(3)“完全燃烧”是由指燃料在燃烧时必须烧完、烧尽,只有 1 kg 的燃料完全燃烧时放出的热值才是这种燃料的热值,通常情况下燃料往往不能完全燃烧,致使燃料燃烧放出的热量比用热值算出的结果小。㈢、热机的效率7C 学科网,最大最全的中小学教育资源网站,教学资料详细分类下载欢迎加入 7C 学科网,请记住我们的域名 1、定义热机工作时,用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧放出的能量之比。2、提高热机效率的途径尽量减小各种热量损失;保持良好的润滑,尽量减小摩擦;尽可能使燃料充分燃烧等等。3、热机造成的环境污染包括燃料燃烧过程中会产生有害气体,燃料的不完全燃烧还会产生大量的粉尘、飞灰,这些都会污染大气,危害人体健康,影响植物正常生长,要减小污染可改进燃烧设备,采取集中供热,提高燃烧效率,减少有害气体的排放量,采用污染小的气体燃料,加装消烟除尘装置等。要点提示在利用燃料燃烧产生内能时,主要存在两大问题一是提高效率,尽可能增加可利用的能量,减少浪费,节约能源,是缓解能源危急的重要途径;二是减少有害气体的排放,减少污染,保护人类及所有生命的生存环境。㈣、能量守恒定律1、内容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,而在转化或转移的过程中,能量的总量保持不变。难点剖析定律的内容分为两部分第一部分指出能是可以“转移”或“转化”的,“转移”指同一种形式的能可以从一个物体转移到另一个物体上;“转化”指能从一种形式转化为另一种形式;第二部分是能的“守恒”,明确指出在能的转移或转化过程中,能既不会创生、也不会消灭,能的总量保持不变。在各种能量发生转化和转移的事例中,能量都是守恒的,例如(1)在热机中,利用内能做功的过程就是内能转化为其他形式能量的过程,消耗多少内能,就会产生多少其他形式的能量,能的总量是守恒的;(2)在摩擦生热现象中,机械能转化为内能,消耗多少机械能,就产生多少内能,能的总量是守恒的;(3)在燃料燃烧的过程中,化学能转化为内能,消耗多少燃料中蕴含的化学能,就会产生多少内能,能的总量是守恒的;(4)在热传递过程中,是内能由高温物体转移到低温物体的过程,例如,一杯热水与一杯冷水混合,热水减少多少内能,冷水就增加多少内能,能的总量是守恒的;(5)电动机工作时,电能转化为机械能和内能(因为电动机转动的同时还要发热),消耗多少电能,就会产生多少机械能和内能,能的总量是守恒的;(6)用电炉加热物体,电能转化为内能,消耗多少电能,就产生多少内能,能的总量是守恒的。深化升华自然界中所有的变化,不管是大到天体、小到原子核内部,也不管是物理学的(比如物态变化),还是化学的(比如物质发生化学反应)、生物学的(比如动物的呼吸)、地理学的(比如火山爆发)、天文学(比如星球的运动)的问题,都存在能量的转化或转移,而且在转化与转移的过程中,能的总量是守恒的。所以说能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一。2、意义由做功和热传递的等效作用说明,机械能之间是可以转化的.其实自然界里,能量和转化是普遍的,都是通过做功这种形式来完成。自然界为什么形形色色,为什么这样奇妙丰富,都离不开能量的转化,地球从太阳那里获得光能,出现了风、水的流动,繁茂的植物和多种多样的动物,人类的活动,机器轰鸣,家电的使用,哪一样都离不开能的转化,可以说离开了能量的转化,就不再成为世界,可见能的转化是普遍的。3、理解能量守恒定律应注意以下几点(1)每一种运动形式都可以用一种形式的能来量度,如机械能、内能、化学能、电能,能量的单位都是焦耳;7C 学科网,最大最全的中小学教育资源网站,教学资料详细分类下载欢迎加入 7C 学科网,请记住我们的域名 (2)各种运动形式可以在一定条件下互相转化,而运动形式的转化过程必然伴随着能量的转化和守恒;(3)能量也可以以同种形式从一个物体转移到另一个物体,热传递过程实质上就是内能从一个物体转移到另一个物体的过程.转移能量的多少用热量来度量;辨析比较在能量守恒中,“转化”和“转移”是有区别的,“转化”是指一种形式的能量在一定条件下转化为另一种形式的能量,“转移”是指一种能量在一定条件下从一个物体转移到另一个物体,而能的形式没有变化。(4)要对外做功,必须消耗能量,不消耗能量就无法对外做功,能量永远不会消失,也不会创生。二.引导学习例 1. 如图所示为内燃机工作的四个冲程示意图,其中表示压缩冲程的是( )A、甲 B、乙 C、丙 D、丁例 2. 一台四冲程内燃机转速为 600 转/分,则( )A、每分钟内做功 100 次,共有 400 个冲程 B、每分钟内做功 200 次,共有200 个冲程C、每秒内做功 20 次,共有 10 个冲程 D、每秒内做功 5 次,共有 20 个冲程例 3. 关于燃料的热值,以下说法中正确的量( )A、燃料的热值与燃料的燃烧情况无关B、容易燃烧的燃料,热值一定大C、煤的热值大于干木柴的热值,燃烧煤放出的热量比燃烧干木柴放出的热量一定多D、为了提高锅炉中燃料的利用率,一定要用热值高的燃料例 4. 酒精的热值是 3.0107J/kg,一瓶酒精用去一半后,剩下的半瓶酒精的热值是( )7C 学科网,最大最全的中小学教育资源网站,教学资料详细分类下载欢迎加入 7C 学科网,请记住我们的域名 A、1.510 7J/kg B、3.010 7J/kg C、6.010 7J/kg D、9.010 7J/kg例 5. 如果干木柴燃烧产生的热量只有 30被水吸收,要把 5kg 40℃的水烧开,至少需要燃烧多少千克干木柴(已知干木柴的热值为 1.2107J/kg,外界空气压强为标准大气压)例 6. 研究表明生活垃圾的平均热值为 6.27l06J/kg。利用垃圾作为燃料建立发电厂,每燃烧 1 吨生活垃圾可以发电 8.64108J 兴建一座规模为 2 台 1.2104kW 发电机的垃圾处理发电厂,问(1)1 t 垃圾完全燃烧产生的热量是多少焦(2)燃烧垃圾发电的效率是多少(3)请你从环保、节能、经济等角度简述兴建垃圾发电厂的意义。例 7. 小明学习了热学的有关知识后,知道水的比热容是 4.2103J/(kg℃),他想估算一下自己家每天烧水做饭需要的热量,于是小明仔细记录了他家每天烧水、煮饭、炒菜需要的时间,并把它折算成烧水时间,相当于每天将 30kg 20℃的水烧开。(1)小明家每天烧水做饭需要多少热量(2)如果普通煤的热值为 3l07J/kg,从理论上讲小明家每天烧水做饭需要多少 kg普通煤7C 学科网,最大最全的中小学教育资源网站,教学资料详细分类下载欢迎加入 7C 学科网,请记住我们的域名 例 8. 某电动机消耗 1000 J 电能,可以产生 800J 的机械能,求产生的内能是多少该电动机的效率是多少三.巩固练习 1. 燃料燃烧的过程中,储存在燃料中的_________能转化为________能释放出来,木炭的热值是 3.4107J/kg,表示__________________________________________;若完全燃烧0.5 kg 木炭,则放出____________热量。2、在汽油机工作的四个冲程中,将机械能转化为内能的是________冲程,将内能转化为机械能的是________冲程。3、在内燃机工作的四个冲程中,机械能转化为内能的是( )A、吸气冲程 B、压缩冲程 C、做功冲程 D、排气冲程4、关于燃料的热值,下列说法中正确的是( )A、某种燃料燃烧放出的热量叫做这种燃料的热值B、甲燃料完全燃烧放出的热量比乙燃料完全燃烧放出的热量多,则甲燃料的热值一定比乙燃料的热值大C、燃料的热值越大,则燃料燃烧时放出的热量越多7C 学科网,最大最全的中小学教育资源网站,教学资料详细分类下载欢迎加入 7C 学科网,请记住我们的域名 D、烟煤的热值是 2.9107J/kg,则完全燃烧 1kg 的烟煤能放出 2.9107J 的热量5、两台汽油机,甲的效率为 35,乙的效率为 25,这两个数据表示( )A、甲机做的功比乙机多 B、甲机的功率比乙机的大C、在相同时间内甲机燃烧的汽油比乙机的多 D、在消耗相同汽油时,甲机做的有用功比乙机的多6、把一瓶酒精倒去一半,则剩下的酒精( )A、比热容和热值均变为原来的一半 B、比热容变为原来的一半,热值不变C、热值变为原来的一半,比热容不变 D、比热容和热值均不变7、下列关于热机和环境保护的说法中正确的是( )A、热机的大量使用会造成环境污染 B、所有的热机都是用汽油作燃料C、汽车排出的尾气都是有毒气体 D、热机所产生的噪声,可以被热机上的消声器完全消除8、关于四冲程汽油机的工作过程有以下几种说法① 在做功冲程中,是机械能转化为内能;② 在做功冲程中,是内能转化为机械能;③ 只有做功冲程是燃气对外做功;④ 汽油机在一个工作循环中,只有一个冲程发生能量变化。以上说法中正确的是( )A、只有②③ B、只有①③ C、只有②④ D、只有②③④9、一箱汽油用掉一半后,关于它的说法下列正确的是( )A、它的密度变为原来的一半 B、它的比热容变为原来的一半C、它的热值变为原来的一半 D、它的质量变为原来的一半10、小丽家去年冬天的供暖比往年好很多,这是因为热网改造后,由原来的小锅炉房供暖变为热电站余热供暖,从能源利用的角度来看热电站,这种既供电又供热的热电站与一般的火力发电站相比,提高了____________,能较好地控制了污染。11、2004 月年 5 月,天然气伴随着“西气东输”的步伐开始走进了江城芜湖的千家万户,传统燃料也随之被逐步取代,天然气燃烧时可以将____________能转化为____________能。与传统燃料相比,天然气的优点是____________________________________(写出一条即可)。12、某单缸四冲程汽油机的气缸活塞面积为 30cm2,一个冲程活塞在气缸中移动的距离是50mm,满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为 9.0105Pa,飞轮 1min 转动 1800 周,当汽油机满负荷工作时(不计摩擦),求(1)做功冲程中燃气对活塞的平均压力;(2)一个做功冲程中燃气对活塞做的功;(3)汽油机的功率。13、指出下列现象中能量转化或转移的情况。(1)煤炭燃烧________________________;(2)植物进行光合作用______________________________;(3)电热毯发热________________________;7C 学科网,最大最全的中小学教育资源网站,教学资料详细分类下载欢迎加入 7C 学科网,请记住我们的域名 (4)用热水袋暖手________________________;(5)火箭点火后腾空而起________________________;(6)飞驰的流星拖着一条发光的尾巴________________________;14、下列过程中,只有能的转移而不发生能的转化的是( )A、水蒸气会把壶盖顶起来 B、洗衣机工作C、冬天用手摸户外的东西时感到冷 D、用锤子打击铁件,铁件发热15、下列说法中错误的是( )A、能量守恒定律只适用于物体内能的变化 B、只要有能的转化和转移,就一定遵守能量守恒定律C、能的转化和守恒定律是人们认识自然和利用自然的重要理论依据D、任何一种形式的能在转化为其他形式的能的过程中,消耗多少某种形式的能量,就能得到多少其他形式的能量,而能的总量是保持不变的16、下列说法中正确的是( )A、发电机可以创造电能 B、电动机消灭了电能C、发电机和电动机都是能量转化的机器 D、宇宙中的能量不断地进行相互转化,但总能量会增加17、以下几种说法中,表述不正确的是( )A、煤炭燃烧时化学能转化为内能 B、向蓄电池充电时,电能转化为化学能C、汽油机的做功冲程是机械能转化为内能 D、火箭升空时,燃料燃烧释放的内能转化为机械能18、某校师生在学习了能量的转化与守恒以后,组织兴趣小组调查学校几种炉灶的能量利用效率,他们发现学校的一个老式锅炉烧水时,经常冒出大量的黑烟,且烧水时锅炉周围的温度很高,锅炉的效率很低。请你根据调查中发现的现象分析此锅炉效率低的原因,并提出相应的改进措施。四.归纳小结7C 学科网,最大最全的中小学教育资源网站,教学资料详细分类下载欢迎加入 7C 学科网,请记住我们的域名 五.课后练习1.热机是把____________能转化为____________能的机器。2、汽油机工作时,活塞在气缸内做往复运动,活塞从气缸的__________________,叫一个冲程,汽油机工作时分四个冲程,依次是____________、____________、____________、____________。3、热机在工作过程中,压缩冲程将______能转化为______能;做功冲程将______能转化为______能。4、1kg 某种燃料____________放出的热量叫做这种燃料的热值,热值的单位是____________,符号是______。干木柴的热值是 1.2107______,它表示 1kg 干木柴________________________________________________。5、在热机里,用来做______的那部分能量与燃料____________放出的热量____________叫做热机的效率。6、在一定条件下,各种形式的能都可以____________。摩擦生热,______能转化为______能;电动机带动水泵把水送到高处,______能转化为______能;植物吸收太阳光进行光合作用,______能转化为______能;燃料燃烧时发光发热,化学能转化为______。7、能量既不会______,也不会______,它只会从一种形式______为其他形式,或 者从一个物体______到另一个物体,而在______和______过程中,能量的______保持不变,这就是__________________。8、在密闭的房间里有一个开着门的电冰箱,给电冰箱通电,过一段时间,房间的温度将( )A、升高 B、降低 C、不变 D、无法确定9.一工厂每天消耗无烟煤 25t,这些煤完全燃烧能放出多少热量(无烟煤的热值是3.4107J /kg)10、完全燃烧 1kg 焦炭放出的热量,如果全部被水吸收,可以把多少千克 20℃的水加热到100℃(焦炭的热值是 3107J /kg)7C 学科网,最大最全的中小学教育资源网站,教学资料详细分类下载欢迎加入 7C 学科网,请记住我们的域名 学习时的苦痛是暂时的,未学到的痛苦是终生的

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