第6讲内能的利用能源2017201720172017河北河北河北河北中考考点中考考点 系统复习系统复习中考考向中考考向 题组强化题组强化2017201720172017河北河北河北河北2017201720172017年河北中考考点年河北中考考点年河北中考考点年河北中考考点考点2考点1 热值热值热机热机考点3 能量的转化能量的转化和守恒和守恒返回考点4 能源的分类能源的分类2017201720172017年河北中考考向年河北中考考向年河北中考考向年河北中考考向返回热机的工作原热机的工作原理理考向考向1 1考向考向2 2热值相关的计热值相关的计算算能量转化能量转化考向考向3 3考点1 热值热值定定义义燃料完全燃燃料完全燃烧烧放出的放出的热热量量Q与燃料与燃料质质量量m的比的比值值，叫做，叫做这这种燃料的种燃料的热值热值公式公式q ；q (适用于气体燃料适用于气体燃料)单单位位焦每千克，符号是焦每千克，符号是J/kg；焦每立方米，符号是；焦每立方米，符号是J/m3；物理物理意意义义(1)酒精的酒精的热值热值是是3.0107 J/kg，表示，表示1 kg的酒精完全的酒精完全燃燃 烧烧放出的放出的热热量是量是3.0107 J(2)热值热值是燃料本身的一种特性，它与燃料的是燃料本身的一种特性，它与燃料的_有关有关， 与与燃料的燃料的质质量、体量、体积积、是否完全燃、是否完全燃烧烧等没有关系等没有关系种类种类返回考点2热机热机定定义义把把内能内能转转化化为为机械能的机器机械能的机器种种类类蒸汽机、内燃机、汽蒸汽机、内燃机、汽轮轮机、机、喷喷气气发发动动机等机等内燃机内燃机定定义义燃料直接在燃料直接在发动发动机汽缸内燃机汽缸内燃烧产烧产生生动动力的力的热热机，分机，分为为汽油机和柴油机两种汽油机和柴油机两种工作工作过过程程每个工作循每个工作循环环分分为为四个冲程四个冲程：一个工作循一个工作循环环中只有中只有_冲程是靠燃气推冲程是靠燃气推动动活塞做活塞做功，其他三个冲程是靠安装在曲功，其他三个冲程是靠安装在曲轴轴上的上的飞轮飞轮的的惯惯性来性来完成完成压缩压缩冲程中机械能冲程中机械能转转化化为为内能，在内能，在_冲程中，冲程中，内能内能转转化化为为机械能机械能压缩冲程压缩冲程吸气吸气冲程冲程排气排气冲程冲程_冲程冲程做功做功做功做功做功做功热热机效率机效率定定义义热热机用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃机用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧烧放出的放出的能量之比能量之比公式公式 100%能量能量流向流向热热机的效率机的效率总总小于小于1 1提高提高效率效率途径途径让让燃料尽可能充分燃燃料尽可能充分燃烧烧，如：将煤粒磨成煤粉、加大，如：将煤粒磨成煤粉、加大送送风风量等；量等；利用利用废废气的能量；气的能量；机件机件间间保持良好的保持良好的润润滑、减小摩擦滑、减小摩擦燃料完全燃烧燃料完全燃烧放出的能量放出的能量E废气带走的能量废气带走的能量E1机械损失的能量机械损失的能量E2散热损失的能量散热损失的能量E3做有用功的能量做有用功的能量E4返回1能量守恒定律：能量既不会凭空消灭，也不会凭空能量守恒定律：能量既不会凭空消灭，也不会凭空 产生，它只会从一种形式产生，它只会从一种形式_为其他形式，或为其他形式，或 者从一个物体者从一个物体_到其他物体，而在转化和转到其他物体，而在转化和转 移的过程中，能量的总量移的过程中，能量的总量_。2说明：说明：能量的转化和转移都是具有方向性的；能量的转化和转移都是具有方向性的； 能的转化是通过物体做功来实现的，能的转化过程能的转化是通过物体做功来实现的，能的转化过程 中，能量的形式发生了改变；中，能量的形式发生了改变； 能的转移过程中能量的形式没有发生变化。能的转移过程中能量的形式没有发生变化。考点3能量的转化和守恒能量的转化和守恒转化转化转移转移保持不变保持不变提示提示能量守恒定律不同于机械能守恒定律。所有的能量转能量守恒定律不同于机械能守恒定律。所有的能量转化和转移过程，都遵循能量守恒定律，而机械能守恒化和转移过程，都遵循能量守恒定律，而机械能守恒是有一定条件的。是有一定条件的。返回考点4 能源的分类能源的分类分分类类标标准准类类型型定定义义实实例例是否是否要加要加工工一次一次能源能源可以可以_从自然界从自然界获获取的取的能源能源风风能、太阳能、核能、太阳能、核能、化石能源等能、化石能源等二次二次能源能源无法从自然界直接无法从自然界直接获获取，必取，必须须通通过过一次能源的消耗才能一次能源的消耗才能得到的能源得到的能源电电能、汽油能、汽油可否可否再生再生可再可再生能生能源源可以从自然界源源不断地得可以从自然界源源不断地得到的能源到的能源水能、水能、风风能、太阳能、太阳能、生物能、生物质质能等能等不可不可再生再生能源能源在短期内不可能从自然界得在短期内不可能从自然界得到到补补充的能源充的能源核能、化石能源等核能、化石能源等直接直接核能核能定定义义原子核分裂或原子核分裂或结结合合时释时释放的能量叫核能放的能量叫核能获获得得方式方式及及应应用用核核能能核裂变核裂变核聚变核聚变制造氢弹制造氢弹可控裂变可控裂变不可控裂变不可控裂变核电站核电站制造原子弹制造原子弹太阳能太阳能来源来源氢氢原子核在超高温下原子核在超高温下发发生生_，释释放出巨大的核能放出巨大的核能优优点点取之不尽、用之不竭，取之不尽、用之不竭，环环保无保无污污染染利用利用间间接利用：化石燃料接利用：化石燃料直接利用：直接利用：太太阳阳能能绿色植物绿色植物太阳能电池太阳能电池太阳能集热器太阳能集热器太阳能转化为电能太阳能转化为电能太阳能转化为内能太阳能转化为内能太阳能转化为化学能太阳能转化为化学能聚变聚变返回提示提示核电站的核心设备是核反应堆：控制链式反应的速度，核电站的核心设备是核反应堆：控制链式反应的速度，使核能平缓地释放出来，便于利用。使核能平缓地释放出来，便于利用。考向1热机的工作原理热机的工作原理1.1 (2015 岳阳岳阳)实验装置如图所示，加热试管使水沸实验装置如图所示，加热试管使水沸 腾。对观察到的现象分析正确的是腾。对观察到的现象分析正确的是( ) 【导学号【导学号15670022】A玻璃管口冒出玻璃管口冒出“白气白气”是汽化成的水蒸气是汽化成的水蒸气B加热使水升温是通过做功的方式改变水的内能加热使水升温是通过做功的方式改变水的内能C小叶轮的转动说明永动机是可以实现的小叶轮的转动说明永动机是可以实现的D小叶轮转动，水的内能转化为叶轮的机械能小叶轮转动，水的内能转化为叶轮的机械能D返回1.2 (2015 河北改编，河北改编，0.5分分)如图是汽油机的如图是汽油机的_ 冲程。冲程。做功做功考向2热值相关的计算2.1 (2015 内江内江)如图所示，是最新一款无人驾驶汽车原如图所示，是最新一款无人驾驶汽车原 型图。汽车自动驾驶时使用雷达传感器，以及激光型图。汽车自动驾驶时使用雷达传感器，以及激光 测距器来了解周围的交通状况。该款车以测距器来了解周围的交通状况。该款车以72 km/h 的速度在一段平直的公路上匀速行驶了的速度在一段平直的公路上匀速行驶了8 km时，消时，消 耗汽油耗汽油1.5 L。假设燃油完全燃烧，汽油机的效率为。假设燃油完全燃烧，汽油机的效率为 30%，那么，在这段运动过程中，求：，那么，在这段运动过程中，求： 【导学号【导学号15670023】 (1)该汽车发动机做的有用功是多少？该汽车发动机做的有用功是多少？ (2)该汽车的输出功率为多少？该汽车的输出功率为多少？(已知：汽油的密度为已知：汽油的密度为0.8103 kg/m3，汽油的热值为，汽油的热值为4.5107 J/kg) (1)由由 得消耗汽油的质量为：得消耗汽油的质量为：mV0.8103 kg/m31.5103 m31.2 kg，汽油完全燃烧放出的热量：汽油完全燃烧放出的热量：Q放放mq1.2 kg4.5107 J/kg5.4107 J；由由 得，汽油机的有用功：得，汽油机的有用功：WQ放放30%5.4107 J1.62107 J；(2)由由v 得汽车运动的时间：得汽车运动的时间：t h400 s；汽车的输出功率：汽车的输出功率：P 4.05104 W。考法点拨考法点拨 热值的计算河北中考近热值的计算河北中考近6年共考查了年共考查了4次，主次，主要在填空及简答题考查，是必考点；在计算应用要在填空及简答题考查，是必考点；在计算应用题中，考查热机效率的计算，汽车利用内能做功题中，考查热机效率的计算，汽车利用内能做功汽车行驶过程中汽车行驶过程中 ，不考虑不考虑能量损失时，能量损失时，WQ放放。2.2 (2016 河北，河北，3分分)天然气燃烧时将天然气燃烧时将_能转化能转化 为为_能。至少需要消耗能。至少需要消耗_m3的天然气才能将的天然气才能将 质量为质量为20 kg、初温为、初温为20 的水烧开。的水烧开。标准大气压，标准大气压， c水水4.2103 J/(kg)，q天然气天然气3.2107 J/m3化学化学内内0.21本题考查能量转化及热值的计算。本题考查能量转化及热值的计算。天然气燃烧时将化学能转化为内能，天然气燃烧时将化学能转化为内能，Q吸吸Q放放，可得，可得c水水mtq天然气天然气V，V 0.21 m3。2.3 (2014 河北，河北，2分分)双能源双能源(汽油和天然气汽油和天然气)汽车以其经汽车以其经 济、污染小等优点倍受人们青睐。济、污染小等优点倍受人们青睐。(已知汽油的热值已知汽油的热值 为为3.2107 J/L、天然气的热值为、天然气的热值为7.2107 J/m3) (1) 内燃机是汽车的内燃机是汽车的“心脏心脏”，它是把内能转化为，它是把内能转化为_ 的机器。的机器。 (2) 完全燃烧完全燃烧9 L汽油放出的热量与完全燃烧汽油放出的热量与完全燃烧_m3的的 天然气放出的热量相等。天然气放出的热量相等。机械能机械能4(1)内燃机是将内能转化为机械能的机器；内燃机是将内能转化为机械能的机器；(2)9 L汽油完全燃烧放出的热量：汽油完全燃烧放出的热量：Q放放Vq汽油汽油9 L 3.2107 J/L2.88108 J， 因为因为Q放放Vq天然气天然气，所以需要完全燃烧天然气的体积：，所以需要完全燃烧天然气的体积： V 4 m3。2.4 (2016 连云港连云港)某家庭需要将某家庭需要将50 kg、初温为、初温为10 的的 水加热到水加热到50 作为生活用水，他们利用煤气灶烧水，作为生活用水，他们利用煤气灶烧水， 需要燃烧需要燃烧0.8 kg的煤气。的煤气。 (1) 这些水从这些水从10 加热到加热到50 需要吸收的热量；需要吸收的热量； (2) 0.8 kg的煤气完全燃烧放出的热量为；的煤气完全燃烧放出的热量为； (3) 煤气灶烧水的效率是多少。煤气灶烧水的效率是多少。c水水4.2103 J/(kg)， q煤气煤气4.2107 J/kg(1)水吸收的热量为：水吸收的热量为：Q吸吸c水水m水水(tt0) 4.2103 J/(kg)50 kg(5010) 8.4106 J；(2)煤气完全燃烧放出的热量为：煤气完全燃烧放出的热量为：Q放放m煤气煤气q煤气煤气 0.8 kg4.2107 J/kg3.36107 J；(3)煤气灶烧水的效率为：煤气灶烧水的效率为： 100% 100%25%。方法点拨方法点拨热效率热效率 100%(1)烧水效率烧水效率 太阳能烧水太阳能烧水 W有有Q吸吸cmt(即水吸收的热量即水吸收的热量) W总总获得的太阳能获得的太阳能(根据题目信息计算根据题目信息计算) 火烧水火烧水 W有有Q吸吸cmt(即水吸收的热量即水吸收的热量) W总总Q放放qm(燃料燃烧释放的热量燃料燃烧释放的热量)方法点拨方法点拨 电烧水电烧水 W有有Q吸吸cmt(即水吸收的热量即水吸收的热量) W总总Pt(即用电器消耗的电能即用电器消耗的电能) 或或W总总I2Rt(即电热器产生的热量即电热器产生的热量)(2)热机效率热机效率 W有有Fs(即所做的有用功即所做的有用功) W总总Q放放qm(燃料燃烧释放的热量燃料燃烧释放的热量)返回考向3能量转化3.1 (2015 河北，河北，1分分)如图是核电站工作情况的方框图，如图是核电站工作情况的方框图， 请在空白方框内填写装置的种类并回答下列问题请在空白方框内填写装置的种类并回答下列问题。(1)核能是核能是_(填填“可再生可再生”或或“不可再生不可再生”)能源。能源。(2)在汽轮机中，将蒸汽的内能转化为轮片的在汽轮机中，将蒸汽的内能转化为轮片的_能。能。核反应堆核反应堆汽轮机汽轮机输电线输出电能输电线输出电能发电机发电机不可再生不可再生机械机械3.2 (2016 成都成都)关于核电站、能量和能源，下列说法正关于核电站、能量和能源，下列说法正 确的是确的是( )A目前人类已建成的核电站，都是利用核聚变发电目前人类已建成的核电站，都是利用核聚变发电B核电站的核废枓可以直接堆放在露天垃圾场核电站的核废枓可以直接堆放在露天垃圾场C所有能量转化和转移过程，都遵循能量守恒定律所有能量转化和转移过程，都遵循能量守恒定律D水能、风能和太阳能都属于不可再生能源水能、风能和太阳能都属于不可再生能源C3.3 近年，在国家新农村建设政策的支持下，农村道路近年，在国家新农村建设政策的支持下，农村道路 两旁安装有太阳能路灯，这样改善了农村的村容村两旁安装有太阳能路灯，这样改善了农村的村容村 貌，如图所示，灯杆顶端是太阳能电池板，它能将貌，如图所示，灯杆顶端是太阳能电池板，它能将 太阳能转化为太阳能转化为_能。太阳能属于能。太阳能属于_ (填填“可再生可再生”或或“不可再生不可再生”)能源。能源。电电可再生可再生返回