四、机械能与内能的相互转化 大店中学：冀军平1a、热传递可以改可以改变物体的内能，物体的内能，、做功做功也可以改也可以改变物体的内能，物体的内能，机机械械能能转化化为内内能能2a 由上述活由上述活动可知可知: 是改是改变物体内能的物体内能的另外一种方式另外一种方式.在厚壁玻璃筒的底在厚壁玻璃筒的底部放一小撮干燥的部放一小撮干燥的棉絮，用力将活塞棉絮，用力将活塞迅速下迅速下压，你看到，你看到了什么？了什么？筒中的棉絮燃筒中的棉絮燃烧做功做功机械能机械能转化化为内能内能3a小孩从滑梯上滑下，小孩小孩从滑梯上滑下，小孩的屁股会有怎的屁股会有怎样的感的感觉？这一一现象象说明：在克服摩擦明：在克服摩擦时，物体的，物体的内能增加。内能增加。小孩的屁股感到小孩的屁股感到发烫机械能机械能转化化为内能内能做功做功4a生活中生活中还有哪些做功改有哪些做功改变物体内能的物体内能的现象？象？做功做功可以改可以改变物体的内能物体的内能,使物体的温使物体的温度升高，内能增大度升高，内能增大5a热传递方式是内能的方式是内能的转移移过程，能的形程，能的形式没有式没有变；做功做功方式是机械能向内能的方式是机械能向内能的转化化过程，程，能的形式已能的形式已经发生改生改变。做功做功与与热传递在改在改变物体内能上是物体内能上是等效的等效的。注意：注意：6a、用、用铁锤敲打敲打铁钉，铁钉温度会升温度会升高高这是因是因为（ ）A A铁锤把温度把温度传给了了铁钉 B B铁锤把把热量量传给了了铁钉C C铁锤把内能把内能传给了了铁钉 D D铁锤对铁钉做了功做了功D课堂堂练习题：7a3 3、下列、下列说法中正确的是（法中正确的是（ ）A A做功和做功和热传递是等效的是等效的 B B物体的温度升高，一定是吸收物体的温度升高，一定是吸收热量量 C C温度越高的物体，温度越高的物体，热量越多量越多 D D热水和冷水混合水和冷水混合时，能量从，能量从热水水传给冷水冷水D8a4 4、进行下列行下列实验操作操作时，会，会发现薄薄壁金属管内乙壁金属管内乙醚会沸会沸腾，产生的乙生的乙醚蒸气会把塞子冲开，蒸气会把塞子冲开，这种种现象的象的解解释是：来回拉是：来回拉绳子子时，克服，克服绳子子和管壁的和管壁的_做了功，使做了功，使绳和金和金属管的内能增加，属管的内能增加，_升高。金升高。金属管又和乙属管又和乙醚进行了行了_使乙使乙醚的内能增加，的内能增加，_升高，直到乙升高，直到乙醚沸沸腾，产生大量的乙生大量的乙醚蒸气，蒸蒸气，蒸气膨气膨胀把管塞冲开。把管塞冲开。摩擦摩擦温度温度热传递温度温度9a-将内能将内能转化化为机械能机械能您您观察到什么察到什么现象象?在此在此过程中程中,酒精燃酒精燃烧后的燃气后的燃气对外做功外做功,燃气燃气的的 能减少能减少,转化化为盒盖的盒盖的 能能.内内动动 （机械能（机械能)10a、下列、下列现象中，不是用做功的方法来增大象中，不是用做功的方法来增大物体内能的是（物体内能的是（ ）A 、钻木取火木取火B 、用、用铁锤不断地敲打不断地敲打铁钉C、 小孩从滑梯上滑下小孩从滑梯上滑下时，臀部有灼，臀部有灼热感感D、 水蒸气冲开水瓶塞子水蒸气冲开水瓶塞子D11a热机机是将燃料燃是将燃料燃烧产生的高温高生的高温高压燃气的内能燃气的内能转化化为机械能的装置机械能的装置.汽油机汽油机12a汽油机的汽油机的结构构图火花塞火花塞进气气门排气排气门汽缸汽缸曲曲轴连杆杆活塞活塞13a汽油机在工作汽油机在工作时,活塞在汽缸里做往复运活塞在汽缸里做往复运动,活塞从汽缸的一端运活塞从汽缸的一端运动到另外一端的到另外一端的过程程叫做一个叫做一个冲程冲程.14a15a16a汽油机完成一个循汽油机完成一个循环环:1.活塞活塞经历经历四个冲程四个冲程,分分别为别为: 、 、 、 。其中。其中, 冲程冲程时时燃气燃气对对外做功外做功.2.一个工作循一个工作循环环，冲程，曲冲程，曲轴转轴转 圈圈,活塞往复活塞往复 次，燃气推次，燃气推动动活塞做功活塞做功次次.3.汽油机只有一个冲程汽油机只有一个冲程对对外做功其他三个冲外做功其他三个冲程要靠程要靠来完成来完成压缩压缩冲程和做功冲程中能量是怎冲程和做功冲程中能量是怎样转样转化的化的? ?吸气冲程吸气冲程压缩冲程冲程做功冲程做功冲程排气冲程排气冲程做功做功曲曲轴的的惯性性17a巩固知巩固知识：1 1改改变物体内能的方式：物体内能的方式：热传递和做功。和做功。用用热传递的方法改的方法改变物体的内能，物体的内能，实质是：是：用做功的方法改用做功的方法改变物体的内能，物体的内能，实质是：是：做功和做功和热传递对改改变物体内能是等效的。物体内能是等效的。内能内能转移的移的过程；程；内能与机械能相互内能与机械能相互转化的化的过程。程。18a2 2汽油机的工作汽油机的工作过程：程：巩固知巩固知识：吸气、吸气、压缩、做功、排气四个冲程。、做功、排气四个冲程。压缩冲程中能量冲程中能量转化是：化是：机械能机械能转化成内能。化成内能。做功冲程中能量做功冲程中能量转化是：化是：内能内能转化成机械能。化成机械能。除做功冲程外，其余三个冲程要靠曲除做功冲程外，其余三个冲程要靠曲轴的的惯性来完成。性来完成。19a.冬天双手捧着冬天双手捧着热水袋会感到暖和，水袋会感到暖和，这是利是利用用 方式增加了手的内能；双手反复摩方式增加了手的内能；双手反复摩擦也会感到暖和，擦也会感到暖和，这是利用是利用 的方式增的方式增加了手的内能。加了手的内能。.改改变物体内能的方式有做功和物体内能的方式有做功和热传递两种，两种，在汽油机的在汽油机的压缩冲程中，活塞冲程中，活塞压缩燃料混合物使它燃料混合物使它的温度升高，是通的温度升高，是通过 方式增加了燃料混方式增加了燃料混合物的内能；合物的内能；为了不了不让汽油机在工作汽油机在工作时温度升得太温度升得太高，在高，在设计制造制造时，汽缸外有一个水套，汽缸外有一个水套，让汽缸被汽缸被水包水包围着，着，这样就可以通就可以通过 得方式降得方式降低汽缸的温度（减少汽缸的内能）低汽缸的温度（减少汽缸的内能）热传递做功做功热传递做功做功20a、内燃机在做功冲程中，高温气体迅速膨、内燃机在做功冲程中，高温气体迅速膨胀而做功，此而做功，此时这些气体的温度和内能些气体的温度和内能变化的情化的情况是况是 （ ） A A内能减少，温度降低内能减少，温度降低 B B内能增加，温度升高内能增加，温度升高 C C内能减少，温度升高内能减少，温度升高 D D内能增加，温度降低内能增加，温度降低A21a、如、如图是汽油机的是汽油机的 冲程。在此冲程冲程。在此冲程中，气缸中的气体体中，气缸中的气体体积 ，压强 。（填。（填“变大大”、“变小小”或或“不不变”）压缩变小小变大大22a、汽油机的曲、汽油机的曲轴转速是速是1200r/min1200r/min，则每秒每秒钟该汽油机完成汽油机完成 个工作循个工作循环，做功，做功 次，共完成次，共完成 个冲程，活塞往复个冲程，活塞往复次，若每次做功次，若每次做功为500J500J，则汽油机的功率汽油机的功率为 W W。 1010405000023a（第二（第二课时）24a1 1改改变物体内能的方式：物体内能的方式：热传递和做功。和做功。用用热传递的方法改的方法改变物体的内能，物体的内能，实质是：是：用做功的方法改用做功的方法改变物体的内能，物体的内能，实质是：是：内能内能转移的移的过程；程；内能与机械能相互内能与机械能相互转化的化的过程。程。2 2汽油机的工作汽油机的工作过程：程：吸气、吸气、压缩、做功、排气四个冲程。、做功、排气四个冲程。压缩冲程中能量冲程中能量转化是：化是：机械能机械能转化成内能。化成内能。做功冲程中能量做功冲程中能量转化是：化是：内能内能转化成机械能。化成机械能。复复习：25a汽油机完成一个循汽油机完成一个循环环:1.活塞活塞经历经历四个冲程四个冲程,分分别为别为: 、 、 、 。其中其中, 冲程冲程时时燃气燃气对对外做功外做功.2.一个工作循一个工作循环环，冲程，曲冲程，曲轴转轴转 圈圈,活塞往复活塞往复 次，燃气推次，燃气推动动活塞做功活塞做功次次.3.汽油机只有一个冲程汽油机只有一个冲程对对外做功其他三个冲外做功其他三个冲程要靠程要靠来完成来完成压缩压缩冲程和做功冲程中能量是怎冲程和做功冲程中能量是怎样转样转化的化的?吸气冲程吸气冲程压缩冲程冲程做功冲程做功冲程排气冲程排气冲程做功做功曲曲轴的的惯性性26a三三.燃料的燃料的热值实验表明表明:相同相同质量的酒精与碎量的酒精与碎纸片燃片燃烧后后,酒酒精比碎精比碎纸片放出的片放出的热量量 .更多的更多的实验表明表明:质量相等的不同燃料量相等的不同燃料,完全完全燃燃烧所放出的所放出的热量一般是量一般是 (相相同同/不相同不相同).多多不相同不相同探究探究质量相同的物体燃量相同的物体燃烧时放出的放出的热量量27a、定定义：1kg某种燃料某种燃料完全燃完全燃烧放出放出的的热量量叫做叫做这种燃料的种燃料的热值，用符号，用符号“q”表表示，示，单位是：位是：J/kg。28a煤油煤油 4.6X107木炭木炭 3.4X107汽油汽油 4.6X107无烟煤无烟煤 3.4X107氢气气 14.3X107石油石油 4.4X107焦碳焦碳 3.0X107天然气天然气4.4X107柴油柴油 4.3X107烟煤烟煤 2.9X107煤气煤气 4.2X107酒精酒精 3.0X107干木柴干木柴 1.2X107气体气体液体液体固体固体常用燃料的常用燃料的热值（单位：位：J/kg）29a酒精的酒精的热值： 3.0X107 J/kg2、表示的物理意、表示的物理意义是：是：1kg1kg 的酒精完全燃的酒精完全燃烧烧所放出的所放出的热热量量为为3.0X103.0X107 7 J J 理解理解热值：1、q 反映了不同燃料在燃烧过程中，化学能转化为内能的本领大小2、同种燃料热值一定，不同燃料热值一般不同，所以热值只与燃料的种类有关，而与质量、是否完全燃烧无关。30a3、公式：、公式：Q=mq质量量为m的燃料完全燃的燃料完全燃烧放出的放出的热量量为：31a10、酒精的酒精的热值是是3103107 7J/kgJ/kg，若要，若要获得得9109107 7J J的的热量，至少需要燃量，至少需要燃烧 kgkg的酒精。的酒精。 311、28g完全燃完全燃烧的酒精可以放出多少的酒精可以放出多少热量量？若？若这些些热量全部被量全部被质量量为0.5kg、温度、温度为20的水吸收，的水吸收，则水的温度升高到多少水的温度升高到多少摄氏氏度？（已知酒精的度？（已知酒精的热值为3.0107Jkg ,c水水= 4.2103J(kg) ,此此时外界外界为一个一个标准准大气大气压）。）。8.4105J100 32a、热机的效率机的效率:用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之比放出的能量之比例：柴油机是工例：柴油机是工农业生生产中常用的中常用的热机，已知机，已知某型号柴油机的效率是某型号柴油机的效率是30%30%，在柴油机内完全，在柴油机内完全燃燃烧2kg2kg柴油能放柴油能放热 _J J，这些些热通通过柴柴油机得油机得转化能化能对外做有用功外做有用功 _J J，（柴油，（柴油的的热值是是4.3104.3107 7J/kgJ/kg）8.6108.6107 72.58102.58107 733a例：一例：一辆汽汽车在平直的公路上行使在平直的公路上行使时,受到的阻受到的阻力力为8280N，当它匀速行使，当它匀速行使10km时，消耗汽油，消耗汽油6kg，求汽，求汽车的效率？（汽油的的效率？（汽油的热值是是.107J/kg）W有有=fs=8280N104m=8.28107JW总=mq=6kg4.6107J/kg=2.76108J=8.28107J(2.76108J)=3034a化石燃料的燃化石燃料的燃烧和和环境保境保护35a1212、随着人、随着人们物物质生活水平逐步提高，生活水平逐步提高，农村的厨灶村的厨灶发生了革命性的生了革命性的变化，煤球化，煤球炉、沼气灶和液化气灶等灶具已走炉、沼气灶和液化气灶等灶具已走进家家庭液化气与煤相比，庭液化气与煤相比，热学方面突出的学方面突出的优点是点是_；环保方面突出的保方面突出的优点是点是_ _._.液化气液化气热值高高对环保无保无污染染36a