《機械能與內(nèi)能的相互轉(zhuǎn)化》參考ppt課件

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1、 四、機械能與內(nèi)能的相互轉(zhuǎn)四、機械能與內(nèi)能的相互轉(zhuǎn)化化 四、機械能與內(nèi)能的相互轉(zhuǎn)化情景引入情景引入為什么汽車高速行駛時，輪胎的溫度會升得很高？為什么汽車高速行駛時，輪胎的溫度會升得很高？情景引入為什么汽車高速行駛時，輪胎的溫度會升得很高？一、做功改變物體內(nèi)能的一、做功改變物體內(nèi)能的另一種方法另一種方法活動活動12.6 研究做功能否改變物體的內(nèi)能研究做功能否改變物體的內(nèi)能做一做做一做小心燙手小心燙手一、做功改變物體內(nèi)能的另一種方法活動12.6 研究做功能看一看：空氣壓縮引火儀看一看：空氣壓縮引火儀改變內(nèi)能的方式：一種是通過改變內(nèi)能的方式：一種是通過熱傳遞熱傳遞的方的方式，而另一種是通過式，而另一

2、種是通過做功做功的方式來實現(xiàn)的。的方式來實現(xiàn)的?？匆豢矗嚎諝鈮嚎s引火儀改變內(nèi)能的方式：一種是通過熱傳遞的方式做功改變內(nèi)能的實例做功改變內(nèi)能的實例做功改變內(nèi)能的實例思考思考做功改變內(nèi)能的實質(zhì)是什么做功改變內(nèi)能的實質(zhì)是什么?能的轉(zhuǎn)化關(guān)系能的轉(zhuǎn)化關(guān)系:對物體做功對物體做功物體對外做功物體對外做功外界消耗機械能外界消耗機械能機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能外界獲得機械能外界獲得機械能內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能思考做功改變內(nèi)能的實質(zhì)是什么?能的轉(zhuǎn)化關(guān)系:對物體做功物體對 僅憑鐵絲溫度升高內(nèi)能增大這一僅憑鐵絲溫度升高內(nèi)能增大這一現(xiàn)象，能否斷定是通過熱傳遞方式還現(xiàn)象，能否斷定是通過熱傳遞方式還是做功方

3、式來實現(xiàn)的？是做功方式來實現(xiàn)的？做功與熱傳遞對改變物體的內(nèi)做功與熱傳遞對改變物體的內(nèi)能是等效性。能是等效性。想一想想一想 僅憑鐵絲溫度升高內(nèi)能增大這一現(xiàn)象，能否斷定是通小結(jié)小結(jié)小結(jié)1.用做功的方法可以改變物體的內(nèi)能。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，都是對物如：克服摩擦做功、壓縮氣體做功，都是對物體做功，使物體的溫度升高，內(nèi)能增加，機械體做功，使物體的溫度升高，內(nèi)能增加，機械能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能的過程能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能的過程。對物體做功，物體的內(nèi)能增加。對物體做功，物體的內(nèi)能增加。物體對外做功，物體的內(nèi)能減少。物體對外做功，物體的內(nèi)能減少。如如：氣氣體體膨膨脹脹，對對外外做做功

4、功，物物體體的的溫溫度度降降低低，內(nèi)能減少，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能。內(nèi)能減少，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能。2.做功與熱傳遞對改變物體的內(nèi)能是做功與熱傳遞對改變物體的內(nèi)能是等等效的效的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 機械能可以轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，那機械能可以轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，那么內(nèi)能能不能轉(zhuǎn)化為機械能呢么內(nèi)能能不能轉(zhuǎn)化為機械能呢?想一想想一想 機械能可以轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，那么內(nèi)能能不能轉(zhuǎn)化為機燃料是怎樣使汽車發(fā)動機工作的？燃料是怎樣使汽車發(fā)動機工作的？燃料是怎樣使汽車發(fā)動機工作的？活動活動12.7 觀察點火爆炸現(xiàn)象觀察點火爆炸現(xiàn)象您觀察到什么現(xiàn)象您觀察到什么現(xiàn)象?在此過程中在此過程中,酒精燃燒后的燃氣

5、對外做酒精燃燒后的燃氣對外做功功,燃氣的燃氣的 能減少能減少,轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為 能能.內(nèi)內(nèi)機械機械活動12.7 觀察點火爆炸現(xiàn)象您觀察到什么現(xiàn)象?二、熱機二、熱機 熱機是將燃料燃燒產(chǎn)生的高溫熱機是將燃料燃燒產(chǎn)生的高溫高壓燃氣的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能的裝置。高壓燃氣的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能的裝置。二、熱機 熱機是將燃料燃燒產(chǎn)生的高溫高壓燃氣的汽油機由哪些主要部件組成汽油機由哪些主要部件組成？汽油機由哪些主要部件組成？進氣門進氣門 排氣門排氣門火花塞火花塞汽缸汽缸活塞活塞連桿連桿曲軸曲軸進氣進氣排氣排氣點火點火燃料在里面燃燒燃料在里面燃燒壓縮氣體壓縮氣體連接活塞與曲軸連接活塞與曲軸把直線運動變?yōu)閳A周運動把直線運動

6、變?yōu)閳A周運動汽油機在工作時汽油機在工作時,活塞在汽缸里做往復運動活塞在汽缸里做往復運動,活塞活塞從汽缸的一端運動到另一端的過程叫做一個從汽缸的一端運動到另一端的過程叫做一個沖程沖程.進氣門 進氣排氣點火燃料在里面燃燒壓縮氣體連接活塞與曲軸把直汽油機的一個工作循環(huán)汽油機的一個工作循環(huán)汽油機的一個工作循環(huán)吸氣沖程：吸氣沖程：進氣門（進氣門（），排氣門（），排氣門（），活塞（），活塞（）運動，）運動，（）被吸入汽缸）被吸入汽缸壓縮沖程：壓縮沖程：進氣門（進氣門（），排氣門（），排氣門（），活塞），活塞（）運動）運動，（）被壓縮，）被壓縮，溫度（溫度（），），（）能轉(zhuǎn)化（）能轉(zhuǎn)化（）能）能做功沖程：做

7、功沖程：當活塞快到汽缸頂端時，當活塞快到汽缸頂端時，（）打火，）打火，點燃（點燃（），氣體燃燒，產(chǎn)生（），氣體燃燒，產(chǎn)生（）的燃）的燃氣，推動活塞（氣，推動活塞（）運動，）運動，（）能轉(zhuǎn)化（）能轉(zhuǎn)化（）能）能排氣沖程：排氣沖程：進氣門（進氣門（），排氣門（），排氣門（），活塞），活塞（）運動，將（）運動，將（）排出汽缸）排出汽缸打開打開關(guān)閉關(guān)閉向下向下燃料和空氣的混合氣體燃料和空氣的混合氣體關(guān)閉關(guān)閉關(guān)閉關(guān)閉向上向上燃料和空氣的混合氣體燃料和空氣的混合氣體 升高升高機械機械內(nèi)內(nèi)火花塞火花塞混合氣體混合氣體高溫高壓高溫高壓向下向下內(nèi)內(nèi)機械機械關(guān)閉關(guān)閉打開打開向上向上廢氣廢氣吸氣沖程：進氣門（），排

8、氣門（想一想想一想汽油機完成一個循環(huán)汽油機完成一個循環(huán) 1.汽油機各主要部件的作用是什么汽油機各主要部件的作用是什么?2.曲軸旋轉(zhuǎn)曲軸旋轉(zhuǎn)圈圈,活塞往復活塞往復次次.3.活塞經(jīng)歷四個沖程活塞經(jīng)歷四個沖程,分別為分別為 沖程沖程 沖程沖程 沖程沖程沖程。其中沖程。其中 沖程時燃氣對外做功沖程時燃氣對外做功.4.壓縮沖程和做功沖程中能量是怎樣轉(zhuǎn)化的壓縮沖程和做功沖程中能量是怎樣轉(zhuǎn)化的?兩兩兩兩吸氣吸氣 壓縮壓縮做功做功排氣排氣做功做功想一想汽油機完成一個循環(huán) 1.汽油機各主要部件的作用是什么閱讀信息庫閱讀信息庫 柴油機柴油機閱讀信息庫 柴油機 內(nèi)燃機項目 汽油機 柴油機 構(gòu) 造 吸 入 物 質(zhì) 點

9、 火 方 式 效 率 應 用汽油機與柴油機的區(qū)別汽油機與柴油機的區(qū)別火花塞火花塞噴油嘴噴油嘴汽油和空氣汽油和空氣空氣空氣點燃式點燃式壓燃式壓燃式效率低效率低20%-30%效率高效率高30%-45%汽車汽車 飛機飛機 摩托車摩托車載重汽車載重汽車 火車火車 輪船輪船 內(nèi)燃機 汽油機 柴油機 生活生活 物理物理 社社會會熱機的發(fā)展歷程熱機的發(fā)展歷程蒸汽驅(qū)動三輪車蒸汽驅(qū)動三輪車內(nèi)燃機內(nèi)燃機渦輪噴氣發(fā)動機渦輪噴氣發(fā)動機火箭發(fā)動機火箭發(fā)動機 生活 物理 社會熱機的發(fā)展歷程蒸汽驅(qū)動三輪車內(nèi)燃機渦輪噴氣 1.什么樣的裝置叫熱機？燃料燃燒過什么樣的裝置叫熱機？燃料燃燒過程中能量是如何轉(zhuǎn)化的？程中能量是如何轉(zhuǎn)化

10、的？2.汽油機的一個工作循環(huán)包括哪幾個汽油機的一個工作循環(huán)包括哪幾個沖程？其中壓縮沖程和做功沖程中能量沖程？其中壓縮沖程和做功沖程中能量是怎樣轉(zhuǎn)化？是怎樣轉(zhuǎn)化？復習復習3.汽油機的一個工作循環(huán)中，曲軸旋轉(zhuǎn)汽油機的一個工作循環(huán)中，曲軸旋轉(zhuǎn)幾周，活塞往復幾次？幾周，活塞往復幾次？1.什么樣的裝置叫熱機？燃料燃燒過程中能量是如何轉(zhuǎn)活動活動12.8 比較質(zhì)量相同的不同燃料完全比較質(zhì)量相同的不同燃料完全燃燒時放出的熱量燃燒時放出的熱量 議一議議一議：質(zhì)量相同的不同燃料完全燃：質(zhì)量相同的不同燃料完全燃燒時放出的熱量的多少不便直接測量，燒時放出的熱量的多少不便直接測量，你打算怎么處理這一問題？需要哪些你打算

11、怎么處理這一問題？需要哪些器材？器材？三、燃料的熱值三、燃料的熱值活動12.8 比較質(zhì)量相同的不同燃料完全燃燒時放出的熱量 溫度溫度燃料燃料加熱前的加熱前的水溫水溫/燃料燃盡后燃料燃盡后的水溫的水溫/水溫的水溫的變化變化/10克酒精克酒精10 克碎紙片克碎紙片 溫度加熱前的水溫/燃料燃盡后的水溫/水溫的想一想想一想 質(zhì)量相同的不同燃料完全燃燒后，燒質(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？這說明了什么？杯中水溫的變化一樣嗎？這說明了什么？實驗表明實驗表明:相同質(zhì)量的酒精與碎紙片燃燒相同質(zhì)量的酒精與碎紙片燃燒后后,酒精比碎紙片放出的熱量酒精比碎紙片放出的熱量 .更多的實驗表明更多的實

12、驗表明:質(zhì)量相等的不同燃料質(zhì)量相等的不同燃料,完全燃燒所放出的熱量一般是完全燃燒所放出的熱量一般是 (相同相同/不相同不相同).).多多不相同不相同想一想 質(zhì)量相同的不同燃料完全燃燒后，燒杯中水熱值熱值 1kg某種燃料完全燃燒放出的熱量叫某種燃料完全燃燒放出的熱量叫做這種燃料的熱值做這種燃料的熱值(heat value)，用，用q表示。表示。燃料熱值單位：國際單位燃料熱值單位：國際單位 焦焦/千克千克 J/kg常用單位常用單位 焦焦/米米3 J/m3完全燃燒完全燃燒即即燃燒時燃燒時化學能化學能全部轉(zhuǎn)化為全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能內(nèi)能熱值 1kg某種燃料完全燃燒放出的熱量叫做這種煤油煤油 4.6X107木炭

13、木炭 3.4X107汽油汽油 4.6X107無煙煤無煙煤 3.4X107氫氣氫氣 14.3X107石油石油 4.4X107焦碳焦碳 3.0X107天然氣天然氣 4.4X107柴油柴油 3.3X107煙煤煙煤 2.9X107煤氣煤氣 4.2X107酒精酒精 3.0X107干木柴干木柴 1.2X107 氣氣 體體 液液 體體 固固 體體一些燃料的熱值一些燃料的熱值（J/kg）煤油 4.6X107木炭 3.4X107汽油 不同的燃料的熱值不同不同的燃料的熱值不同1Kg無煙煤完全燃燒放出的熱量是無煙煤完全燃燒放出的熱量是3.4X107J天然氣的熱值是天然氣的熱值是4.4X107J/m3,表示表示1m3

14、天然氣完全燃燒放出的熱量是天然氣完全燃燒放出的熱量是4.4X107J質(zhì)量為質(zhì)量為m的燃料完全燃燒所放出的熱量為的燃料完全燃燒所放出的熱量為:Q=m q或或 Q=V q無煙煤的熱值是無煙煤的熱值是 3.4X107J/kg,表示表示 不同的燃料的熱值不同1Kg無煙煤完全燃燒放出的熱量是3.4例題例題 熱值是燃料的一種屬性，小華學習后熱值是燃料的一種屬性，小華學習后總結(jié)了一些知識，其中錯誤的是（總結(jié)了一些知識，其中錯誤的是（）A、1kg焦炭的熱值與焦炭的熱值與1t的熱值一樣大的熱值一樣大B、1g酒精的熱值比酒精的熱值比1kg干木材的熱值大干木材的熱值大C、煤氣的熱值比煤高，所以燃燒煤氣、煤氣的熱值比

15、煤高，所以燃燒煤氣 放出的熱量多放出的熱量多D、燃料的開發(fā)與使用加快了人類的發(fā)、燃料的開發(fā)與使用加快了人類的發(fā) 展，但也給人類帶來了危害展，但也給人類帶來了危害C例題 熱值是燃料的一種屬性，小華學習后總結(jié)了一些知識，其中例題例題 天然氣是當今家庭中使用較普通的一天然氣是當今家庭中使用較普通的一種能源，現(xiàn)用天然氣來燒水種能源，現(xiàn)用天然氣來燒水（1）為使）為使2kg水從水從20升高到升高到100水需要水需要吸收多少熱量？吸收多少熱量？吸吸=cm(t-t0)=4.2X103J/(kg)2kg(100-20)=6.72X105J例題 天然氣是當今家庭中使用較普通的一種能源，現(xiàn)用天然氣來燒（2）天然氣完

16、全燃燒放出的熱量有）天然氣完全燃燒放出的熱量有40被水被水吸收，則需要完全燃燒多少立方米的天然氣吸收，則需要完全燃燒多少立方米的天然氣？天然氣的熱值是？天然氣的熱值是8.4X107J/M3吸吸=40放放=40V q 吸吸 6.72X105JV=40q 40X 8.4X107J/m3 =0.02m3（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(3)使用天然氣、液化石油氣與過去燒稻使用天然氣、液化石油氣與過去燒稻草、樹枝等相比，有哪些優(yōu)點？草、樹枝等相比，有哪些優(yōu)點？熱值大 污染小更容易完全燃燒熱效率高(3)使用天然氣、液化石油氣與過去燒稻草、樹枝等相比，有哪讀一讀讀一讀 化石燃料的

17、燃燒和環(huán)境保護化石燃料的燃燒和環(huán)境保護讀一讀 化石燃料的燃燒和環(huán)境保護 （1）1kg某種燃料完全燃燒放出的熱量叫某種燃料完全燃燒放出的熱量叫做這種燃料的熱值做這種燃料的熱值(heat value)，用，用q表示。表示。（2）燃料熱值單位：國際單位）燃料熱值單位：國際單位 焦焦/千克千克 J/kg；常用單位；常用單位 焦焦/米米3 J/m3（3）質(zhì)量為）質(zhì)量為m的燃料完全燃燒所放出的的燃料完全燃燒所放出的熱量為熱量為:Q=mq或或 Q=Vq（4）燃料的燃燒和環(huán)境保護）燃料的燃燒和環(huán)境保護小結(jié)小結(jié) （1）1kg某種燃料完全燃燒放出的熱量叫做這種燃料的熱課堂練習課堂練習1.改變物體內(nèi)能的方式有改變物

18、體內(nèi)能的方式有 和和 .熱傳遞熱傳遞做功做功2.物體內(nèi)部物體內(nèi)部 和和 的總和叫做物體的的總和叫做物體的內(nèi)能內(nèi)能.物體溫度升高物體溫度升高 必必定增加定增加,因而這個物體的內(nèi)能因而這個物體的內(nèi)能 .所有分子作無規(guī)則運動的動能所有分子作無規(guī)則運動的動能分子相互作用的勢能分子相互作用的勢能所有分子的動能總和所有分子的動能總和增加增加3.冬天冬天,用嘴對手呵氣用嘴對手呵氣,手會暖和手會暖和,這是用這是用 的的方法增加了手的內(nèi)能方法增加了手的內(nèi)能,而它的實質(zhì)是內(nèi)能在物體而它的實質(zhì)是內(nèi)能在物體之間之間 .兩手摩擦也能使手暖和兩手摩擦也能使手暖和,這是這是用用 的方法增加手的內(nèi)能的方法增加手的內(nèi)能,在這過

19、程在這過程中中,能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能.轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 移移 熱傳遞熱傳遞做做 功功機械能機械能課堂練習1.改變物體內(nèi)能的方式有 和 4.用打氣筒打氣時，過一會筒壁會熱起來，為用打氣筒打氣時，過一會筒壁會熱起來，為什么？什么？打氣時活塞壓縮空氣做功，使筒內(nèi)空氣內(nèi)打氣時活塞壓縮空氣做功，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，所以筒壁就會熱起來。做功也使筒壁內(nèi)能增加，所以筒壁就會熱起來。4.用打氣筒打氣時，過一會筒壁會熱起來，為什么？5.汽車急剎車時，車輪停止轉(zhuǎn)動，但由于（汽車急剎車時，車輪停止轉(zhuǎn)動，但由于（）汽車還要向前運動，使

20、車輪與地面的摩擦增）汽車還要向前運動，使車輪與地面的摩擦增大，輪胎表面溫度急劇升高，此過程中發(fā)生了大，輪胎表面溫度急劇升高，此過程中發(fā)生了機械能向（機械能向（）的轉(zhuǎn)化）的轉(zhuǎn)化慣性慣性內(nèi)能內(nèi)能6.從滑梯勻速下滑過程中，動能（從滑梯勻速下滑過程中，動能（），機械能總量（機械能總量（）；臀部有灼熱感，這是；臀部有灼熱感，這是通過（通過（）方式來改變內(nèi)能的。）方式來改變內(nèi)能的。不變不變減少減少做功做功5.汽車急剎車時，車輪停止轉(zhuǎn)動，但由于（）7.下列實例中，通過做功改變物體內(nèi)能的是下列實例中，通過做功改變物體內(nèi)能的是()A、將沸水倒入茶杯后，茶杯變得燙手、將沸水倒入茶杯后，茶杯變得燙手B、超載貨車的剎

21、車片經(jīng)常處于高溫狀態(tài)而炭化，、超載貨車的剎車片經(jīng)常處于高溫狀態(tài)而炭化，容易造成剎車失靈容易造成剎車失靈C、冬天，曬太陽取暖、冬天，曬太陽取暖D、將冰凍食物放入溫水中解凍、將冰凍食物放入溫水中解凍B8.以下四種情形，通過熱傳遞方式改變物體內(nèi)以下四種情形，通過熱傳遞方式改變物體內(nèi)能的是（能的是（）A.鉆木取火鉆木取火 B.燒水水變熱燒水水變熱 C.鋸木頭木頭發(fā)熱鋸木頭木頭發(fā)熱 D.兩手摩擦發(fā)熱兩手摩擦發(fā)熱B7.下列實例中，通過做功改變物體內(nèi)能的是(9.在如圖所示的滾擺實驗中，發(fā)現(xiàn)滾擺每次上升在如圖所示的滾擺實驗中，發(fā)現(xiàn)滾擺每次上升的高度逐漸減小，此過程中能量的變化情況為的高度逐漸減小，此過程中能量

22、的變化情況為()A機械能增加，內(nèi)能減小機械能增加，內(nèi)能減小 B機械能減小，內(nèi)能增加機械能減小，內(nèi)能增加C機械能減小，內(nèi)能不變機械能減小，內(nèi)能不變 D機械能不變，內(nèi)能增加機械能不變，內(nèi)能增加10.下列過程中內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能的是下列過程中內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能的是()A石頭被太陽曬熱石頭被太陽曬熱B隕石墜落大氣中隕石墜落大氣中C火箭發(fā)射升空的過程中火箭發(fā)射升空的過程中D放在冰箱里的食物溫度降低放在冰箱里的食物溫度降低BC9.在如圖所示的滾擺實驗中，發(fā)現(xiàn)滾擺每次上升的高度逐漸減小11.下列與內(nèi)能有關(guān)的說法，正確的是下列與內(nèi)能有關(guān)的說法，正確的是()A.內(nèi)能的改變必須通過做功才能實現(xiàn)內(nèi)能的改變必須通過做功才能實現(xiàn)B.同一物體的機械能增加，其內(nèi)能也增加同一物體的機械能增加，其內(nèi)能也增加C.內(nèi)能可以通過做功轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能內(nèi)能可以通過做功轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能D.熱傳遞一定是從內(nèi)能多的物體傳到內(nèi)能少的熱傳遞一定是從內(nèi)能多的物體傳到內(nèi)能少的物體物體C11.下列與內(nèi)能有關(guān)的說法，正確的是()