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内能的利用
第1节 热机
1、内能的利用方式：
⑴ 利用内能来加热；从能的角度看，这是内能的转移过程。
⑵ 利用内能来做功；从能的角度看，这是内能转化为机械能
2、热机是利用内能做功的机械
3、内燃机分为汽油机和柴油机两大类
4、活塞在汽缸内往复运动时，从汽缸的一端运动到另一端的过程，叫做一个冲程
5、多数汽油机是由 吸气 、 压缩 、 做功 、 排气 四 个冲程的不断循环来保证连续工作，一个
工作循环，曲轴和飞轮转动 2 周，活塞往复2 次，对外做功1 次。
6、吸气冲程：进气阀门打开，排气阀门关闭，活塞向下运动，
压缩冲程：进气阀门，排气阀门都关闭。活塞向上运动。机械能转化为内能
做功冲程：进气阀门，排气阀门都关闭。火花塞点火。活塞向下运动。内能转化为机械能。
(只有做功冲程对外做功)
排气冲程：进气阀门关闭，排气阀门打开。活塞向上运动。排除废气
7、汽油机和柴油机的区别：汽油机气缸顶部有火花塞，柴油机气缸顶部有喷油嘴；汽油机吸气
冲程吸入的是汽油与空气的混合物，柴油机吸气冲程只吸入空气；汽油机点火方式为点燃式，
柴油机点火方式压燃式；汽油机的效率低，柴油机效率高；汽油机机体较轻，柴油机机体较重。
第2节 热机的效率
1、热值：
①概念：我们把某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比，叫做这种燃料的热值。
②大小：热值在数值上等于 1 k g 某种燃料完全燃烧放出的热量，
③热值的单位由热量的单位和质量的单位组合而成。在国际单位制中，热量的单位是焦耳，质
量的单位是千克，则热值的单位是焦每千克,符号是J/kg。
④公式：q=Q /m（或q=Q /V 一般用于气体燃料） (其中m为燃料的质量，V为燃料的体积，q
放 放
为燃料的热值)
⑤公式变形：Q =m q（或Q = Vq） m= Q /q
放 放 放
⑥热值是燃料本身的一种特性，只与燃料的种类有关，与燃料的形态、质量、体积等均无关
⑦煤气的热值约为 3.9×107J/m3，物理意义为：体积为 1 m 3 的煤气完全燃烧放出的热量为
3.9×1 0 7 J。
⑧焦炭的热值 3.0×107J/kg，物理意义为：质量为 1 kg 的煤气完全燃烧放出的热量为
3.0×1 0 7 J。
2、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，叫做热机的效率，公式：η=w
/Q ×100%
有 放
3、在热机的能量损失中，废气带走的能量最多
第3节 能量的转化和守恒
1、摩擦生热，机械能转化为内能；发电机发电，机械能转化为电能；电动机转动，电能转化为机
械能；光合作用，光能转化为化学能；燃料燃烧，化学能转化为内能
2、能量守恒定律：能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生，它只会从一种形式转化为其他形式，
或者从一个物体转移到其他物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。
3、能量守恒定律是自然界最重要、最普遍的基本定律。大到天体，小到原子核，也无论是物理学
问题还是化学、生物学、地理学、天文学的问题，所有能量转化的过程，都遵从能量守恒定律
4、永动机永远不可能实现，因为它违背了能量守恒定律
1内能的利用单元测试题
一、单项选择题（每小题3分，共36分）
1、在火炉上烧饭，主要是利用内能来（ ）
A．做功 B．加热 C．做功并加热 D．以上说法都不对
2、一杯酒精减少一半后，则（ ）
A．热值和比热都不变 B．热值减半、比热不变
C．热值和比热都减半 D．热值不变、比热减半
3、下图所示是汽油机工作时各种冲程的示意图，其中表示做功冲程的是（ ）
4、以下交通工具中，常用汽油机作为动力装置的是（ ）
A．小轿车 B．载重卡车 C．远洋轮船 D．吊车
5、下列流程图是用来说明单缸四冲程汽油机的一个工作循环及涉及到的主要能量
转化情况．关于对图中①②③④的补充正确的是（ ）
A．①做功冲程 ②内能转化为机械能 ③压缩冲程 ④机械能转化为内能
B．①压缩冲程 ②内能转化为机械能 ③做功冲程 ④机械能转化为内能
C．①做功冲程 ②机械能转化为内能 ③压缩冲程 ④内能转化为机械能
D．①压缩冲程 ②机械能转化为内能 ③做功冲程 ④内能转化为机械能
6、关于内能，下列说法中正确的是（ ）
A．运动的物体具有内能，静止的物体没有内能
B．热的物体具有内能，冷的物体没有内能
C．一切物体都有内能
D．温度高的物体具有的内能一定多
27、下面关于汽油机与柴油机的说法中，不正确的是（ ）
A．汽油机与柴油机使用的燃料不同
B．柴油机采用压燃式点火，汽油机采用点燃式点火
C．柴油机气缸顶部有个喷油嘴，汽油机气缸顶部有个火花塞
D．柴油机与汽油机除使用的燃料不同外，在构造上完全相同
8、为了提高锅炉的效率，某工厂的工人想了以下一些方法，其中正确的是（ ）
A．把大的煤块送进炉膛，并加大送风量
B．把煤粉送进炉膛，并加大送风量
C．把大的煤块送进炉膛，并减小送风量
D．把煤粉送进炉膛，并减小送风量
9、一台内燃机的转速是1440转／分，那么在每秒钟内（ ）
A．转轴转动24转，燃气对活塞做功12次，活塞完成48个冲程
B．转轴转动1440转，燃气对活塞做功720次，活塞完成2880个冲程
C．转轴转动1440转，燃气对活塞做功1440次，活塞完成1440个冲程
D．转轴转动24转，燃气对活塞做功24次，活塞完成24个冲程
10、甲、乙两个物体间发生热传递，甲物体温度升高，乙物体温度降低，结果甲、乙
两物体温度相同，在这一过程中甲物体内能增加了100J，则（ ）
A．甲物体的热量也增加了100J B．乙物体放出100J内能，热量减少100J
C．乙物体的内能减少了100J D．热传递后，甲、乙两个物体的内能相等
11、下列关于能量的转化和守恒的说法中错误的是（ ）
A．钻木取火是将机械能转化成内能
B．酒精燃烧时，将化学能转化为内能
C．发电机发电时，将机械能转化为电能
D．人们对太阳能的开发和利用，说明能量可以凭空产生
12、下列现象中属于能量转移的是（ ）
A 古人钻木取火 B 热水瓶中的水蒸气把瓶塞顶开
C 钢铁在火炉中熔化 D 人造地球卫星的太阳能光电池充电
3二、填空题（每空1分，共36分）
7 8
13、汽油的燃烧值是4.6×10 焦／千克，氢的燃烧值是1.4×10 焦／千克．在燃
烧单位质量这两种燃料时，________放出的热量多，因此，发射火箭时常用
________做燃料．
14、热机是把________能转为________能的机器．燃料直接在发动机气缸内燃
烧产生动力的热机叫做内燃机，常见的内燃机有 和 两种。四冲
程内燃机的一个工作循环是由 、 、 和
四个冲程组成的。在一个工作循环中，曲轴转动 周，燃气对活塞做功
次。在内燃机工作的四个冲程中，只有 冲程对外做功，其他三个辅助冲
程要靠飞轮的 来完成。
15、利用内能的主要途径是________和________．日常生活中生火煮饭是通过
________的方式利用内能的，而喷气式飞机是通过________的方式利用内能的
16、在用高压锅烧汤时，加压阀会被蒸气顶起来，这时蒸气对加压阀做了
________，蒸气的内能会________，温度将________．
17、能量既不会凭空___________，也不会凭空___________，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___________的过程中，能量的总量保持___________。这就是能量
守恒定律。
18、指出下列过程中的能量转化：
（1）水力发电___________________________________；
（2）光合作用________________________________；
（3）电炉发热_________________________________；
（4）摩擦生热____________________________________；
（5）气体膨胀做功_______________________________；
（6）燃料燃烧_________________________________ ；
（7）电动机通电后转动起来___________________________；
（8）对蓄电池充电_________________________________
4三、解答题（共4分）
19、在炎热的夏天，赤脚走在河岸边，你会感到砂石烫脚，再走入河中时，觉得河水
凉快，这是为什么？
四、计算题（每小题8分，共24分）
20、小红同学家的一台太阳能热水器安装在楼顶上，现需要将初温为10℃、质量为
80kg的水加热到60℃，则这些水需要吸收多少热量？c水=4.2×103 J/(kg·℃）
521、在冬天为使房间里保持一定的温度，每小时要供给4.2×106焦的热量，若进入
散热器中水的温度是80℃，从散热器流出的水的温度是72℃，问每小时要供给散
热器多少80℃的水？
22、现有一壶水要烧开需要吸收1.38×108J的热量，若不计热量损失，需要完全
7
燃烧多少克煤油？(煤油的燃烧值是4.6×10 焦／千克)若实际燃烧了5千克的
煤油，则该煤油炉的效率是多少？
参考答案：
6一、选择题
1B .2A .3C .4A .5D. 6C. 7D. 8B .9A. 10C .11D. 12C
二、填空题
13、氢，氢。
14、内，机械，汽油机，柴油机，吸气，压缩，做功，排气，2,1，做功，惯性。
15、做功，加热，加热，做功。
16、功，增大，升高。
17、消灭，产生，转化，转移，转化，转移，不变。
18、（1）机械能转化为电能，（2）光能转化为化学能，（3)电能转化为内能，（4）机械
能转化为内能，（5）内能转化为机械能，（6）化学能转化为内能，（7）电能转化为机
械能，（8）电能转化为化学能。
三、简答题
19、答：砂石的比热小于水的比热，夏天在相同的日照即吸收相同的热量时，砂石升
高的温度高于水升高的温度。因此，人在砂石上感到烫脚，再走入水中，水的温度低
于砂石温度，又会感觉凉快。
四、计算题
20、解：Q吸=c水m(t-t ) =4.2×103 J/(kg·℃)×80 kg×(60℃-10℃) =1.68×107 J
0
21、
解：Q =Cm( t -t)
放 0
7J/kg=3kg.
22、解：因为Q放=qm,所以m煤=Q放/q=1.38×108J/4.6×10
若实际燃烧5kg,则有
Q吸=Q放=1.38×108J，
7J/kg= 8J
Q放'=qm=5kg×4.6×10 2.3×10
8J=60%
所以η=Q吸╱Q放’=1.38×108J/2.3×10
7
