《機(jī)械能與內(nèi)能的相互轉(zhuǎn)化》參考課件

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1、 四 、 機(jī) 械 能 與 內(nèi) 能 的 相 互 轉(zhuǎn) 化 情 景 引 入為 什 么 汽 車(chē) 高 速 行 駛 時(shí) ， 輪 胎 的 溫 度 會(huì) 升 得 很 高 ？ 一 、 做 功 改 變 物 體 內(nèi) 能 的另 一 種 方 法活 動(dòng) 12.6 研 究 做 功 能 否 改 變 物 體 的 內(nèi) 能做 一 做 小心燙手 看 一 看 ： 空 氣 壓 縮 引 火 儀改 變 內(nèi) 能 的 方 式 ： 一 種 是 通 過(guò) 熱 傳 遞 的 方式 ， 而 另 一 種 是 通 過(guò) 做 功 的 方 式 來(lái) 實(shí) 現(xiàn) 的 。 做 功 改 變 內(nèi) 能 的 實(shí) 例 思 考做 功 改 變 內(nèi) 能 的 實(shí) 質(zhì) 是 什 么 ?能 的 轉(zhuǎn) 化

2、 關(guān) 系 :對(duì) 物 體 做 功物 體 對(duì) 外 做 功 外 界 消 耗 機(jī) 械 能機(jī) 械 能 轉(zhuǎn) 化 為 內(nèi) 能外 界 獲 得 機(jī) 械 能內(nèi) 能 轉(zhuǎn) 化 為 機(jī) 械 能 僅 憑 鐵 絲 溫 度 升 高 內(nèi) 能 增 大 這 一現(xiàn) 象 ， 能 否 斷 定 是 通 過(guò) 熱 傳 遞 方 式還 是 做 功 方 式 來(lái) 實(shí) 現(xiàn) 的 ？ 做 功 與 熱 傳 遞 對(duì) 改 變 物 體 的 內(nèi)能 是 等 效 性 。 想 一 想 小 結(jié) 1.用 做 功 的 方 法 可 以 改 變 物 體 的 內(nèi) 能 。如 ： 克 服 摩 擦 做 功 、 壓 縮 氣 體 做 功 ， 都 是 對(duì) 物體 做 功 ， 使 物 體 的 溫 度

3、 升 高 ， 內(nèi) 能 增 加 ， 機(jī) 械能 轉(zhuǎn) 化 成 內(nèi) 能 的 過(guò) 程 。對(duì) 物 體 做 功 ， 物 體 的 內(nèi) 能 增 加 。物 體 對(duì) 外 做 功 ， 物 體 的 內(nèi) 能 減 少 。如 ： 氣 體 膨 脹 ， 對(duì) 外 做 功 ， 物 體 的 溫 度 降 低 ，內(nèi) 能 減 少 ， 內(nèi) 能 轉(zhuǎn) 化 為 機(jī) 械 能 。2.做 功 與 熱 傳 遞 對(duì) 改 變 物 體 的 內(nèi) 能 是 等效 的 機(jī) 械 能 可 以 轉(zhuǎn) 化 為 內(nèi) 能 ， 那么 內(nèi) 能 能 不 能 轉(zhuǎn) 化 為 機(jī) 械 能 呢 ?想 一 想 燃 料 是 怎 樣 使 汽 車(chē) 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 工 作 的 ？ 活 動(dòng) 12.7 觀 察 點(diǎn) 火

4、 爆 炸 現(xiàn) 象您 觀 察 到 什 么 現(xiàn) 象 ? 在 此 過(guò) 程 中 ,酒 精 燃 燒 后 的 燃 氣 對(duì) 外 做功 ,燃 氣 的 能 減 少 ,轉(zhuǎn) 化 為 能 .內(nèi) 機(jī) 械 二 、 熱 機(jī) 熱 機(jī) 是 將 燃 料 燃 燒 產(chǎn) 生 的 高 溫 高 壓燃 氣 的 內(nèi) 能 轉(zhuǎn) 化 為 機(jī) 械 能 的 裝 置 。 汽 油 機(jī) 由 哪 些 主 要 部 件 組 成 ？ 進(jìn) 氣 門(mén) 排 氣 門(mén)火 花 塞汽 缸活 塞連 桿曲 軸 進(jìn) 氣排 氣點(diǎn) 火燃 料 在 里 面 燃 燒壓 縮 氣 體連 接 活 塞 與 曲 軸把 直 線 運(yùn) 動(dòng) 變 為 圓 周 運(yùn) 動(dòng)汽 油 機(jī) 在 工 作 時(shí) ,活 塞 在 汽 缸 里

5、 做 往 復(fù) 運(yùn) 動(dòng) ,活 塞從 汽 缸 的 一 端 運(yùn) 動(dòng) 到 另 一 端 的 過(guò) 程 叫 做 一 個(gè) 沖 程 . 汽 油 機(jī) 的 一 個(gè) 工 作 循 環(huán) 吸 氣 沖 程 ： 進(jìn) 氣 門(mén) （ ） ， 排 氣 門(mén) （ ） ， 活 塞（ ） 運(yùn) 動(dòng) ， （ ） 被 吸 入 汽 缸壓 縮 沖 程 ： 進(jìn) 氣 門(mén) （ ） ， 排 氣 門(mén) （ ） ， 活 塞（ ） 運(yùn) 動(dòng) ， （ ） 被 壓 縮 ，溫 度 （ ） ， （ ） 能 轉(zhuǎn) 化 （ ） 能做 功 沖 程 ： 當(dāng) 活 塞 快 到 汽 缸 頂 端 時(shí) ， （ ） 打 火 ，點(diǎn) 燃 （ ） ， 氣 體 燃 燒 ， 產(chǎn) 生 （ ） 的 燃 氣 ，推

6、動(dòng) 活 塞 （ ） 運(yùn) 動(dòng) ， （ ） 能 轉(zhuǎn) 化 （ ） 能排 氣 沖 程 ： 進(jìn) 氣 門(mén) （ ） ， 排 氣 門(mén) （ ） ， 活 塞（ ） 運(yùn) 動(dòng) ， 將 （ ） 排 出 汽 缸打 開(kāi) 關(guān) 閉向 下 燃 料 和 空 氣 的 混 合 氣 體關(guān) 閉 關(guān) 閉向 上 燃 料 和 空 氣 的 混 合 氣 體 升 高 機(jī) 械 內(nèi) 火 花 塞混 合 氣 體 高 溫 高 壓向 下 內(nèi) 機(jī) 械關(guān) 閉 打 開(kāi)向 上 廢 氣 想 一 想汽 油 機(jī) 完 成 一 個(gè) 循 環(huán) 1.汽 油 機(jī) 各 主 要 部 件 的 作 用 是 什 么 ?2.曲 軸 旋 轉(zhuǎn) 圈 ,活 塞 往 復(fù) 次 .3.活 塞 經(jīng) 歷 四 個(gè) 沖

7、程 , 分 別 為 沖 程 沖 程 沖 程 沖 程 。 其 中 沖 程 時(shí) 燃 氣 對(duì) 外 做 功 .4.壓 縮 沖 程 和 做 功 沖 程 中 能 量 是 怎 樣 轉(zhuǎn) 化 的 ?兩 兩 吸 氣 壓 縮 做 功 排 氣做 功 閱 讀 信 息 庫(kù) 柴 油 機(jī) 內(nèi) 燃 機(jī)項(xiàng) 目 汽 油 機(jī) 柴 油 機(jī) 構(gòu) 造 吸 入 物 質(zhì) 點(diǎn) 火 方 式 效 率 應(yīng) 用 汽 油 機(jī) 與 柴 油 機(jī) 的 區(qū) 別火 花 塞 噴 油 嘴汽 油 和 空 氣 空 氣點(diǎn) 燃 式 壓 燃 式效 率 低 20%-30% 效 率 高 30%-45%汽 車(chē) 飛 機(jī) 摩 托 車(chē) 載 重 汽 車(chē) 火 車(chē) 輪 船 生 活 物 理 社 會(huì)

8、熱 機(jī) 的 發(fā) 展 歷 程蒸 汽 驅(qū) 動(dòng) 三 輪 車(chē)內(nèi) 燃 機(jī)渦 輪 噴 氣 發(fā) 動(dòng) 機(jī)火 箭 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 1. 什 么 樣 的 裝 置 叫 熱 機(jī) ？ 燃 料 燃 燒 過(guò)程 中 能 量 是 如 何 轉(zhuǎn) 化 的 ？ 2. 汽 油 機(jī) 的 一 個(gè) 工 作 循 環(huán) 包 括 哪 幾 個(gè)沖 程 ？ 其 中 壓 縮 沖 程 和 做 功 沖 程 中 能量 是 怎 樣 轉(zhuǎn) 化 ？ 復(fù) 習(xí)3. 汽 油 機(jī) 的 一 個(gè) 工 作 循 環(huán) 中 ， 曲 軸 旋 轉(zhuǎn)幾 周 ， 活 塞 往 復(fù) 幾 次 ？ 活 動(dòng) 12.8 比 較 質(zhì) 量 相 同 的 不 同 燃 料 完 全燃 燒 時(shí) 放 出 的 熱 量 議 一 議 ：

9、質(zhì) 量 相 同 的 不 同 燃 料 完 全 燃燒 時(shí) 放 出 的 熱 量 的 多 少 不 便 直 接 測(cè) 量 ，你 打 算 怎 么 處 理 這 一 問(wèn) 題 ？ 需 要 哪 些器 材 ？ 三 、 燃 料 的 熱 值 溫 度燃 料 加 熱 前 的水 溫 / 燃 料 燃 盡 后的 水 溫 / 水 溫 的變 化 / 10克 酒 精10 克 碎 紙 片 想 一 想 質(zhì) 量 相 同 的 不 同 燃 料 完 全 燃 燒 后 ， 燒杯 中 水 溫 的 變 化 一 樣 嗎 ？ 這 說(shuō) 明 了 什 么 ？實(shí) 驗(yàn) 表 明 :相 同 質(zhì) 量 的 酒 精 與 碎 紙 片 燃 燒后 ,酒 精 比 碎 紙 片 放 出 的

10、熱 量 .更 多 的 實(shí) 驗(yàn) 表 明 :質(zhì) 量 相 等 的 不 同 燃 料 ,完全 燃 燒 所 放 出 的 熱 量 一 般 是 (相 同 /不 相 同 ). 多 不 相 同 熱 值 1kg某 種 燃 料 完 全 燃 燒 放 出 的 熱 量 叫做 這 種 燃 料 的 熱 值 (heat value)， 用 q表 示 。燃 料 熱 值 單 位 ： 國(guó) 際 單 位 焦 /千 克 J/kg常 用 單 位 焦 /米 3 J/m3完 全 燃 燒 即 燃 燒 時(shí) 化 學(xué) 能 全 部 轉(zhuǎn) 化 為 內(nèi)能 煤 油 4.6X107木 炭 3.4X107 汽 油 4.6X107無(wú) 煙 煤 3.4X107 氫 氣 14

11、.3X107石 油 4.4X107焦 碳 3.0X107 天 然 氣 4.4X107柴 油 3.3X107煙 煤 2.9X107 煤 氣 4.2X107酒 精 3.0X107干 木 柴 1.2X107 氣 體 液 體 固 體一 些 燃 料 的 熱 值 （ J/kg） 不 同 的 燃 料 的 熱 值 不 同1Kg無(wú) 煙 煤 完 全 燃 燒 放 出 的 熱 量 是 3.4X107J天 然 氣 的 熱 值 是 4.4X107J/m3, 表 示1m3天 然 氣 完 全 燃 燒 放 出 的 熱 量 是 4.4X107J質(zhì) 量 為 m的 燃 料 完 全 燃 燒 所 放 出 的 熱 量 為 : Q = m

12、q或 Q = V q無(wú) 煙 煤 的 熱 值 是 3.4X107J/kg,表 示 例 題 熱 值 是 燃 料 的 一 種 屬 性 ， 小 華 學(xué) 習(xí) 后總 結(jié) 了 一 些 知 識(shí) ， 其 中 錯(cuò) 誤 的 是 （ ）A、 1kg焦 炭 的 熱 值 與 1t的 熱 值 一 樣 大B、 1g酒 精 的 熱 值 比 1kg干 木 材 的 熱 值 大C、 煤 氣 的 熱 值 比 煤 高 ， 所 以 燃 燒 煤 氣 放 出 的 熱 量 多D、 燃 料 的 開(kāi) 發(fā) 與 使 用 加 快 了 人 類(lèi) 的 發(fā) 展 ， 但 也 給 人 類(lèi) 帶 來(lái) 了 危 害 C 例 題 天 然 氣 是 當(dāng) 今 家 庭 中 使 用 較

13、 普 通 的 一種 能 源 ， 現(xiàn) 用 天 然 氣 來(lái) 燒 水（ 1） 為 使 2kg水 從 20 升 高 到 100 水 需 要吸 收 多 少 熱 量 ？ 吸 =cm(t-t0)=4.2X103J/(kg ) 2kg (100 - 20 )= 6.72X105J （ 2） 天 然 氣 完 全 燃 燒 放 出 的 熱 量 有 40 被 水吸 收 ， 則 需 要 完 全 燃 燒 多 少 立 方 米 的 天 然 氣 ？天 然 氣 的 熱 值 是 8.4X107J/M3 吸 = 40 放 = 40 V q 吸 6.72X105JV = = 40 q 40 X 8.4X107J/m3 = 0.02m3

14、 (3)使 用 天 然 氣 、 液 化 石 油 氣 與 過(guò) 去 燒 稻草 、 樹(shù) 枝 等 相 比 ， 有 哪 些 優(yōu) 點(diǎn) ？熱 值 大 污 染 小更 容 易 完 全 燃 燒熱 效 率 高 讀 一 讀 化 石 燃 料 的 燃 燒 和 環(huán) 境 保護(hù) （ 1） 1kg某 種 燃 料 完 全 燃 燒 放 出 的 熱 量 叫做 這 種 燃 料 的 熱 值 (heat value)， 用 q表 示 。 （ 2） 燃 料 熱 值 單 位 ： 國(guó) 際 單 位 焦 /千 克 J/kg； 常 用 單 位 焦 /米 3 J/m3（ 3） 質(zhì) 量 為 m的 燃 料 完 全 燃 燒 所 放 出 的熱 量 為 : Q =

15、mq或 Q =Vq（ 4） 燃 料 的 燃 燒 和 環(huán) 境 保 護(hù)小 結(jié) 課 堂 練 習(xí)1.改 變 物 體 內(nèi) 能 的 方 式 有 和 .熱 傳 遞 做 功2.物 體 內(nèi) 部 和 的 總 和 叫 做 物 體 的內(nèi) 能 .物 體 溫 度 升 高 必 定增 加 ,因 而 這 個(gè) 物 體 的 內(nèi) 能 .所 有 分 子 作 無(wú) 規(guī) 則 運(yùn) 動(dòng) 的 動(dòng) 能分 子 相 互 作 用 的 勢(shì) 能所 有 分 子 的 動(dòng) 能 總 和增 加3.冬 天 ,用 嘴 對(duì) 手 呵 氣 ,手 會(huì) 暖 和 ,這 是 用 的方 法 增 加 了 手 的 內(nèi) 能 ,而 它 的 實(shí) 質(zhì) 是 內(nèi) 能 在 物 體之 間 .兩 手 摩 擦

16、也 能 使 手 暖 和 ,這 是用 的 方 法 增 加 手 的 內(nèi) 能 ,在 這 過(guò) 程中 , 能 轉(zhuǎn) 化 為 內(nèi) 能 .轉(zhuǎn) 移 熱 傳 遞做 功機(jī) 械 能 4 .用 打 氣 筒 打 氣 時(shí) ， 過(guò) 一 會(huì) 筒 壁 會(huì) 熱 起 來(lái) ， 為什 么 ？ 打 氣 時(shí) 活 塞 壓 縮 空 氣 做 功 ， 使 筒 內(nèi) 空 氣 內(nèi)能 增 加 ， 溫 度 升 高 ； 客 服 活 塞 與 筒 壁 間 的 摩 擦做 功 也 使 筒 壁 內(nèi) 能 增 加 ， 所 以 筒 壁 就 會(huì) 熱 起 來(lái) 。 5 .汽 車(chē) 急 剎 車(chē) 時(shí) ， 車(chē) 輪 停 止 轉(zhuǎn) 動(dòng) ， 但 由 于（ ） 汽 車(chē) 還 要 向 前 運(yùn) 動(dòng) ， 使

17、 車(chē) 輪 與 地 面 的摩 擦 增 大 ， 輪 胎 表 面 溫 度 急 劇 升 高 ， 此 過(guò) 程 中發(fā) 生 了 機(jī) 械 能 向 （ ） 的 轉(zhuǎn) 化 慣 性 內(nèi) 能6 .從 滑 梯 勻 速 下 滑 過(guò) 程 中 ， 動(dòng) 能 （ ） ，機(jī) 械 能 總 量 （ ） ； 臀 部 有 灼 熱 感 ， 這 是通 過(guò) （ ） 方 式 來(lái) 改 變 內(nèi) 能 的 。 不 變減 少做 功 7 .下 列 實(shí) 例 中 ， 通 過(guò) 做 功 改 變 物 體 內(nèi) 能 的 是( )A、 將 沸 水 倒 入 茶 杯 后 ， 茶 杯 變 得 燙 手B、 超 載 貨 車(chē) 的 剎 車(chē) 片 經(jīng) 常 處 于 高 溫 狀 態(tài) 而 炭 化 ，

18、容 易 造 成 剎 車(chē) 失 靈C、 冬 天 ， 曬 太 陽(yáng) 取 暖D、 將 冰 凍 食 物 放 入 溫 水 中 解 凍B8 .以 下 四 種 情 形 ， 通 過(guò) 熱 傳 遞 方 式 改 變 物 體 內(nèi)能 的 是 （ ）A.鉆 木 取 火 B.燒 水 水 變 熱 C.鋸 木 頭 木 頭 發(fā) 熱 D.兩 手 摩 擦 發(fā) 熱B 9 .在 如 圖 所 示 的 滾 擺 實(shí) 驗(yàn) 中 ， 發(fā) 現(xiàn) 滾 擺 每 次 上 升的 高 度 逐 漸 減 小 ， 此 過(guò) 程 中 能 量 的 變 化 情 況 為( )A 機(jī) 械 能 增 加 ， 內(nèi) 能 減 小 B 機(jī) 械 能 減 小 ， 內(nèi) 能 增 加C 機(jī) 械 能 減 小

19、 ， 內(nèi) 能 不 變 D 機(jī) 械 能 不 變 ， 內(nèi) 能 增 加10 .下 列 過(guò) 程 中 內(nèi) 能 轉(zhuǎn) 化 為 機(jī) 械 能 的 是 ( )A 石 頭 被 太 陽(yáng) 曬 熱B 隕 石 墜 落 大 氣 中C 火 箭 發(fā) 射 升 空 的 過(guò) 程 中 D 放 在 冰 箱 里 的 食 物 溫 度 降 低B C 11 .下 列 與 內(nèi) 能 有 關(guān) 的 說(shuō) 法 ， 正 確 的 是 ( )A.內(nèi) 能 的 改 變 必 須 通 過(guò) 做 功 才 能 實(shí) 現(xiàn)B.同 一 物 體 的 機(jī) 械 能 增 加 ， 其 內(nèi) 能 也 增 加C.內(nèi) 能 可 以 通 過(guò) 做 功 轉(zhuǎn) 變 為 機(jī) 械 能D.熱 傳 遞 一 定 是 從 內(nèi) 能 多 的 物 體 傳 到 內(nèi) 能 少 的物 體 C