責編：武霞
【學習目標】
1．了解內能的利用在人類社會發展史上的重要意義，知道常見的熱機——內燃機工作過程及其在歷史、現實生活中的應用例項；
2．從能量轉化的角度認識燃料的熱值；
3．知道能量守恆定律，並能用能量轉化與守恆的觀點分析物理現象；
4．通過能量的轉化和轉移，進一步認識效率的概念。
【要點梳理】
要點一、熱機（高畫質課堂《熱機、能量的轉化和守恆》二、熱機）
利用燃料燃燒釋放出能量做功的機械，叫做熱機。常見的熱機有：蒸汽機、內燃機、汽輪機、噴氣發動機等。
要點詮釋：
（1）內能利用的兩種方式：加熱、做功。
（2）內燃機及其工作原理：
①內燃機：燃料直接在發動機汽缸內燃燒產生動力的熱機，叫做內燃機。內燃機分為汽油機和柴油機，它們分別用汽油和柴油作為燃料。
②內燃機的工作原理：汽油或柴油在氣缸裡燃燒時生成高溫高壓的燃氣，用來推動活塞做功。活塞通過連桿使內燃機的飛輪轉動，從而帶動其他機械轉動。
（3）內燃機的四個衝程：
活塞在氣缸內往復運動，從氣缸的一端運動到另一端的過程，叫做乙個衝程，汽油機是由吸氣、壓縮、做功、排氣四個衝程的不斷迴圈來保證連續工作的。在乙個工作迴圈中，汽缸內的活塞往復兩次，曲軸轉動兩周。四個衝程中只有做功衝程燃氣對外做功，其他三個衝程都是靠飛輪慣性完成的。
乙個工作迴圈有兩次能量轉化，在壓縮過程中，機械能轉化為內能，在做功過程中，內能轉化為機械能。
（4）汽油機和柴油機的異同點：
要點二、熱值
我們把某種燃料完全燃燒放出的熱量與其質量之比，叫做這種燃料的熱值。單位是：j/㎏。
要點詮釋：
（1）燃料燃燒放出的熱量與哪些因素有關：
①燃料的種類；
②燃料的質量；
③燃料是否充分燃燒。
（2）燃料完全燃燒放出熱量的計算公式：q放=mq。其中m為燃料的質量，q為燃料的熱值。
要點三、熱機的效率
熱機工作時，用來做有用功的能量與燃料完全燃燒放出的熱量之比，叫做熱機的效率。
要點詮釋：
（1）熱機的效率是熱機效能的乙個重要指標，熱機的效率越高，它的機械效能就越好。
（2）提高熱機效率的途徑：
①在設計和製造上，要不斷改進和革新，以減少各種能量損失，提高效率。
②在使用上，要正確使用，注意保養。例如加潤滑劑以保證良好的潤滑，減小摩擦；運動零件之間的間隙要調整得當，減小摩擦和防止漏氣。
③充分利用廢氣帶走的能量。例如熱電站就是利用廢氣來供熱的，這種既供電又供熱的熱電站，比一般的火電站，燃料的利用率將大大提高。
要點四、能量的轉化和守恆（高畫質課堂《熱機、能量的轉化和守恆》三、能量的轉化和守恆定律）
1．常見的能量形式有：機械能、內能、電能、光能、化學能等。這些不同形式的能在一定的條件下可以相互轉化。
如摩擦生熱是機械能轉化為內能；水電站裡的水輪機帶動發電機發電是機械能轉化為電能。
2．能量的轉化和守恆定律：能量既不會憑空消滅，也不會憑空產生，它只會從一種形式轉化為其他形式，或者從乙個物體轉移到其他物體，而在轉化和轉移的過程中，能量的總量保持不變。
要點詮釋：
定律中能的轉化，是指通過做功，能的形式發生了變化，一種形式的能轉化為另一種形式的能。如鑽木取火，就是通過克服摩擦做功，使機械能轉化為內能。能的轉移，是指同一種能從乙個物體轉移到另乙個物體上，能的形式沒有變化，如熱傳遞過程中，內能從高溫物體轉移到低溫物體。
【典型例題】
型別一、熱機
1、下列現象中，利用內能做功的是（ ）
a．冬天在戶外時兩手相互搓一會兒就暖和了
b．刀在砂輪的高速摩擦之下濺出火花
c．火箭在「熊熊烈火」的噴射中沖天而起
d．盛夏在烈日之下的柏油路面被曬熔化了
【思路點撥】本題抓住內能的兩個應用：一、利用內能做功；二、利用內能加熱物體。
【答案】c
【解析】a、冬天在戶外時兩手相互搓一會兒就暖和了，屬於利用內能加熱物體，不符合題意。
b、刀在砂輪的高速摩擦之下濺出火花，屬於利用內能加熱物體，不符合題意。
c、火箭在「熊熊烈火」的噴射中沖天而起，利用內能做功，符合題意。
d、盛夏在烈日之下的柏油路面被曬熔化了，屬於利用內能加熱物體，不符合題意。
【總結昇華】內能的兩個應用：加熱、做功。
舉一反三：
【變式】在下列各種過程中，利用內能加熱的是（ ）
a．火箭將衛星搭載上天
b．噴氣式客機載人飛翔
c．利用拖拉機耕地
d．燒水飲用
【答案】d
2、汽油機工作的時候，活塞在氣缸裡往復運動。活塞從氣缸的一端運動到另一端叫做乙個___。四衝程汽油的工作過程是由四個衝程組成。
其中只有衝程是燃氣對外做功。完成乙個工作迴圈曲軸要轉周。
【答案】衝程；吸氣；壓縮；做功；排氣；做功；兩
【解析】活塞在往復運動中從氣缸一端運動到另一端叫做乙個衝程。四衝程汽油機的工作過程由吸氣、壓縮、做功、排氣四個衝程組成。其中只有做功衝程是燃氣對活塞做功，其他三個衝程要靠飛輪的慣性來完成。
完成乙個工作迴圈曲軸要轉兩周。
【總結昇華】此題考察內燃機的工作原理，屬基礎題。
舉一反三：
【變式】（高畫質課堂《熱機、能量的轉化和守恆》例2）下面是汽油機工作的四個衝程，其中將機械能轉化為內能的是（ ）
a．吸氣衝程b．壓縮衝程
c．做功衝程d．排氣衝程
【答案】b
型別二、燃料的熱值和熱機效率
3、（2015大連中考）某工廠利用地熱溫泉水輔助冬季供暖．地熱溫泉每天出水量為2.5×104kg，溫泉水的初溫是80℃，供暖後溫度降低到40℃．溫泉水的比熱容是4.2×103j/（kg℃）。
試求：（1）這些溫泉水每天放出的熱量是多少？
（2）若這些熱量由熱值為3.0×107j/kg的焦炭提供，至少需要完全燃燒多少千克的焦炭？
【答案與解析】
（1）溫泉水放出的熱量：q放=c水m水△t=4.2×103j/（kg℃）×2.5×104kg×（80℃-40℃）=4.2×109j；
（2）由題知，q放=q吸=4.2×109j，由q放=mq得需要焦炭的質量：。
答：（1）這些溫泉水每天放出的熱量是4.2×109j；（2）若這些熱量由熱值為3.0×107j/kg的焦炭提供，至少需要完全燃燒140kg的焦炭。
【總結昇華】本題考查了學生對物體放熱公式和燃料完全放熱公式的掌握和運用，屬於基礎題目。
舉一反三：
【變式】有關熱值的概念，下列說法中正確的是（ ）
a、燃料完全燃燒時，它的熱量最大
b、沒有燃燒的燃料，熱值等於零
c、燃料燃燒時放出的熱量越多，熱值越大
d、燃料的熱值與燃燒情況無關
【答案】d
4、（2015宜昌中考）為節約能源，需提高熱機的效率，下列措施中不能提高熱機效率的是（ ）
a．盡量使燃料充分燃燒b．儘量減少熱機部件間的摩擦
c．儘量減少廢氣帶走的熱量d．盡量增加熱機的工作時間
【思路點撥】在熱機中，用來做有用功的那部分能量與燃料完全燃燒放出的熱量之比，叫熱機的效率；提高熱機效率的方法有：使燃料盡可能充分燃燒；減少運動部件摩擦發熱的損失；減少廢氣帶走的熱量。
【答案】d
【解析】減少熱量的損失可以提高熱機的效率，所以使燃料充分燃燒、減少廢氣帶走的熱量、減少熱機部件間的摩擦都可以減少熱量的損失，提高效率。增加熱機的工作時間，並不能減少熱量的損失，所以不能提高熱機的效率。
【總結昇華】增強節能意識，提倡低碳生活，提高能源利用率。
舉一反三：
【變式】甲柴油機的效率比乙柴油機的效率高，這表明（ ）
a．甲的功率比乙的大
b．甲做的功比乙的多
c．甲消耗的柴油比乙的少
d．甲柴油機內能轉化為機械能的百分比大
【答案】d
型別三、能量守恆定律
31能量的守恆和轉化鄧吉森
沿莊鎮中學電子教案 課題能量的守恆和轉化 知識與技能 1 了解能量及其存在的不同形式 總課時31 2 能簡單描述各種各樣能量和我們生活的關係 教學目標 3 知道能量守恆定律 能舉出日常生活中能量守恆的例項 過程與方法 通過例項認識能量可以從乙個物體轉移到另乙個物體，不同形式的能量可以相互轉化 利用物...
第三章能量的轉化和守恆知識要點
第1節能量的相互轉化 1 人造衛星在太空中工作所需的電能來自 太陽能 光能 化學能 電能 光電電池 太陽能 光能 電能 2 間歇泉能從斷地向外面噴泉，能量從 來？熱能 機械能 3 青蛙一躍去捕食害蟲，如何獲得能量？這些能量從 來？化學能 機械能 4 自然界中各種形式的能量不能孤立的，不同形式的能量會...
達標檢測 基礎過關14 3能量轉化和守恆定律
溫馨提示 此套題為word版，請按住ctrl,滑動滑鼠滾軸，調節合適的 比例，答案解析附後。關閉word文件返回原板塊。達標檢測 基礎過關 能量的轉化 1.如圖所示的過程中,屬於能量轉化的是 解題指南 解答本題的關鍵點 判斷能量的形式是否發生改變。解析 選a。本題考查能量的轉化。做功和熱傳遞在改變物...