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(共18張PPT)
第十四章 內能的利用
九年級全一冊人教版物理
課后習題精講課件
第一節
熱機
課后習題精講
1.除了飛機、汽車、摩托車之外,你還知道哪些地方用到了熱機 你列舉的這些熱機中哪些是內燃機
答：除了飛機、汽車、摩托車外,還有輪船、拖拉機、收割機、推土機、壓路機、坦克等都使用了熱機,這些熱機都是內燃機。火車可分為電力機車、內燃機車和蒸汽機車,其中內燃機車使用的是內燃機。
2.在圖14.1-6中,甲為四沖程內燃機吸氣沖程的示意圖,圖中畫出了吸氣沖程中活塞和曲軸的位置和進氣門、排氣門的開閉情況。請在圖乙、丙、丁中,分別畫出壓縮、做功、排氣沖程中活塞和曲軸的位置和進氣門、排氣門的開閉情況。
壓縮、做功、排氣沖程中活塞和曲軸的位置和進氣門、排氣門的開閉情況如圖所示。
3.從能量轉化的角度看,一臺四沖程內燃機在一個循環中
(1)哪個沖程存在著化學能轉化為內能的過程
(2)哪個沖程存在著內能轉化為機械能的過程
(3)哪個沖程具有很明顯的機械能轉化為內能的過程
(1)做功沖程中,燃料燃燒,化學能轉化為內能。
(2)做功沖程中,內能轉化為機械能。
(3)壓縮沖程中,機械能轉化為內能。
4.柴油機和汽油機的工作過程有什么相同點,有什么不同點
不同點 汽油機 柴油機
構造 火花塞 噴油嘴
燃料 汽油 柴油
吸氣沖程吸進的物質 空氣和汽油 空氣
壓縮沖程末汽缸內的溫度 低 高
點火方式 點燃式 壓燃式
做功沖程燃氣的壓強 低 高
優缺點 體積小，噪音低，轉速高 燃油經濟性好(效率高)，低速扭矩大
應用 制造輕便機械 制造重型機械
相同點 1.構造：都有汽缸、進氣門、排氣門、活塞、連桿、曲軸；2.工作：都分為吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程四個沖程.
第二節
熱機的效率
課后習題精講
1.汽油的熱值為4.6×107J/kg。這個數值究竟有多大 有人通過一個具體例子來認識汽油熱值的大小:一個60kg的人,從大廈的1樓步行至第11樓(走了10層樓),每層樓的層高為3m,他克服重力做了多少焦耳的功 如果汽油完全燃燒獲得熱量的焦耳數和這些功相等,需要汽油的質量是多少 這大約相當于生活中什么物體的質量
解：人上樓克服重力做的功
W人=Gh=mgh=60kg×10N/kg×(10×3)m=1.8×104J
Q油放=W=1.8×104J
由Q油放=mq得
m===3.9×10-4kg=0.39g=390mg
390mg只相當于一粒藥片的質量。
2.如果燃燒干木柴跟燃燒煤油放岀的熱量相等,干木柴的質量應該等于煤油質量的幾倍 請列出相關計算式來說明理由。
解：Q柴放=Q油放
m柴q柴=m油q油
=3.8倍
3.全球汽車保有量在迅速增長,截至2011年,全球處于使用狀態的汽車數量已突破10億輛。毎輛汽車每年耗油1.8t,汽車內燃杌的效率平均值取30%。如果能把內燃機效率提高1%,全球每年可以節約多少燃油
解：每輛汽車做有用功所需燃油1.8t×30%=0.54t
內燃機效率提高后為30%+1%=31%
效率提高后所需燃油量≈1.74t
每輛車每年節約燃油1.8t-1.74t=0.06t
10億輛車每年節約燃油109×0.06t=6×107t
4.提高熱機的效率具有哪些積極意義 請你列出一個回答問題的提綱,不必展開陳述。
答：減少有害氣體的排放量,降低對空氣的污染。
減少燃料的消耗,節約能源。
第三節
能量的轉化和守恒
課后習題精講
1.一支向高空瞄準的步槍,扣動板機后射出一顆子彈,子彈沒有擊中目標,最后下落陷在土地中。請你說出以上過程中發生了哪些能量轉化。
答：扣動扳機后,火藥燃燒的過程,化學能轉化為內能;子彈從槍膛中射出的過程,部分內能轉化為機械能;子彈在飛行的過程中和空氣摩擦,部分機械能轉化為內能;子彈在空中下落的過程,重力勢能轉化為動能;最后,子彈下落陷在土地中的過程,機械能轉化成內能。
2.請從能量轉化的角度具體說明以下效率的意義。
某太陽能電池工作的效率是16%
某電動機工作的效率是83%
某鋰電池充電時的效率是99%
某柴油機工作的效率是35%
某電熱水器工作的效率是87%
答：太陽能電池把其接收到的太陽能的16%轉化成電能
電動機把其消耗掉的電能的83%轉化成機械能輸出
鋰電池把其消耗掉的電能的99%轉化成化學能儲存起來
柴油機把柴油燃燒時釋放的能量的35%轉化為機械能
電熱水器把其消耗的電能的87%轉化成了水的內能
3.小華家使用的是天然氣熱水器,該熱水器的銘牌標明了它的熱效率,表示該熱水器工作時,天然氣完全燃燒所消耗的化學能,有多大比例轉化為水的內能。小華嘗試估測該熱水器的熱效率,以核對銘牌上的數值是否準確。他把家里自動洗衣機的水量”設置為40L,用熱水器輸出的熱水注入洗衣機,當注入水的體積達到40L時洗衣機便會自動停止注水。已知當時自來水的溫度是15°C,熱水器輸出熱水的溫度為40°C,注水前天然氣表的示數是2365.89m3,注水后變為2366.05m3,天然氣的熱值為3.2×107J/m3。請你估測該熱水器的熱效率。
水的體積為:V=40L=40dm3=0.04m3
水的質量為:m=ρV=1×103kg/m3×0.04m3=40kg
水吸收的熱量:Q吸=cm△t=4.2×103J/(kg·℃)×40kg×(40-15)℃=4.2×106J
天然氣的體積:V=2366.05m3-2365.89m3=0.16m3
天然氣燃燒釋放熱量:Q放=Vq=0.16m3×3.2×107J/m3=5.12×106J
熱水器的效率：η=×100%=×100%=82%
4.釋放化學能的過程不斷地發生在你的體內。食物也是一種“燃料”,營養成分在人體細胞里與氧結合,提供細胞組織所需的能量。這種過程沒有火焰,但化學能同樣可以轉化為內能,因此人的體溫保持在37℃左右。從能量守恒的角度說說,食物提供的化學能還轉化為哪些能量。
答：人能進行機械運動,食物提供的化學能還可以轉變為人的機械能。另外,人體內會產生微弱的生物電流,所以食物提供的化學能還可以轉變為電能。
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