9.4 机械能与内能的相互转化
知识点1、做功——改变物体内能的另一种方式，研究做功能否改变物体的内能
1．做功和热传递都可以改变物体的内能。给自行车轮胎打气的气筒连续使用一段时间就会发热，这是由于 使气筒的内能 （第二空选填“减少”或“增加”）。
冬天手冷时，我们经常将两只手相互搓搓使手感到暖和，这是利用 的方法使手的内能增加的；用热水袋使身体变暖，是利用 的方法使人身体的内能增加的。
2．改变物体内能的方式(1)__ _，它的实质是 __；
(2)_ __，它的实质是__ __．
3．如图4的示，在试管内装些水，用软木塞塞住，加热使水沸腾，隔一会儿，会看到软木塞被 。在这个过程中水蒸气的 能转化为塞子的 能。
4．在下列过程中，由于做功而使物体内能增加的是（ ）
A、把铁丝反复弯曲，弯曲处变热 B、
用酒精灯对烧杯中的水加热
C、山芋在炉膛内烤熟 D、烧开水时蒸汽将壶盖项起
5．下列说法中正确的是 （ ）
A．物体的温度降低，它的热量就减少
B．物体吸收热量，温度一定升高
C．物体的温度升高，其内能一定增加
D．两个物体的温度相等，它们的内能一定相等
6．对盛水
试管加热使水沸腾，不一会儿水蒸气会把原先塞住管口的软木塞冲开，产生这种现象的原因是（ ）
A、克服摩擦做功，水蒸气的内能增加
B、压缩气体做功，水蒸气的内能增加
C、水蒸气膨胀做功，水蒸气的内能减少
D、水蒸气的重力做功，水蒸气的内能减少
7．下列现象中，利用内能做功的是（ ）
A．冬天在户外时两手相搓一会儿就暖和 B．车刀在砂轮的高速磨擦之下溅出火花
C．在烈日之下柏油路面被晒熔化了 D．火箭在“熊熊烈火”的喷射中冲天而起
8．有关能的转化的讨论，给出的说法正确的是( )
A．用加压的方法使石油
气体液化时，液化石油气的内能减少
B．太阳能热水器工作时，实现了光能向内能的转化
C．给自行车打气，过一会儿气筒壁发热，说明做功可以产生温度
D．水沸腾时，水蒸气把壶盖顶起来，是水能转化为内能的现象
9． 如图6所示是一个水电站的剖面图，它的简要工作过程是，水流冲击
水轮机的叶轮转动，叶转化转动带动发电机发电。
（1）说明这个水电站的主要能量转化过程；
（2）请你提出一条有关提高水轮机功率的合理的
措施
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，并简要说明理由。
知识点2、热机，演示点火爆炸——将内能转化为机械能，汽油机的一个工作循环，
1．在保温瓶内倒入开水，但不装满，上面还留有一些空间，内有空气，然后塞上木塞，过一会儿木塞被冲起．这个现象说明 对 做功， 的内能转化成木塞的 能．
2．如图所示，厚玻璃瓶内装有少量的水，将塞子塞紧，通过塞子上的开口往瓶内打气，当塞子从瓶口跳起时，瓶口处会出现雾，发生这一现象的原因是什么?
3.汽油机完成一个工作循环：
(1)、活塞经历四个冲程，分别为 、 、 、 ； 冲程是燃气对外做功的过程；
(2)、曲轴旋转 周，活塞往复 次；
(3).压缩冲程和做功冲程的能量是如何转化的？
4．单缸四冲程汽油机工作时，有些冲程是辅助冲程，要靠安装在曲轴上的飞轮的惯性来完成，只有一个冲程是不用靠飞轮的惯性来完成的，这个冲程是 （ ）
A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程
5．汽油机的工作过程是由吸气、压缩、_____ 和排气四个冲程组成的。完全燃烧10kg的汽油可以放出_____ J的热量（汽油的热值为4.6×107J/kg）。
6．在汽油机的压缩冲程中，活塞压缩燃料混合物使它的温度升高，是通过________的方式增加了燃料混合物的内能，为了不让柴油机在工作时温度升得太高，在设计制造时，气缸外有一个水套，让气缸被水包围着，这样就要以通过______的方式降低气缸的温度（减小气缸的内能）。
7.汽油机的一个工作循环是由四个冲程组成，其中在做功冲程中燃气对活塞做功，实现了______能向_________能的转化，图示的是汽油机的_______冲程。
8．内燃机在做功
冲程中，高温气体迅速膨胀而做功，此时这些气体的温度和内能变化的情况是 （ ）
A．内能减少，温度降低 B．内能增加，温度升高
C．内能减少，温度升高 D．内能增加，温度降低
9.热机（例如汽车，拖拉机的发动机等）是将燃料的内能转化为机械能的装置，热机的发展和应用推动了社会的快速发展。热机在能的转化过程中不可避免地要损失一部分能量，并且会对环境造成一定程度的污染。您知道在热机工作过程中存在着哪些能量的损失吗？同时指出可能造成哪些环境污染？
知识点3、燃料的热值，比较质量相同的不同燃料充分燃烧时放出的热量，化石燃料的燃烧和环境保护
1.氢气的热值为1.4×108J／Kg，它
表
关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf
示1Kg的氢气__________放出的热量是1.4×108J，它的燃烧产物不污染环境，是一种未来能源．我国于1980年成功地研制出国内第一辆以氢气为
动力的汽车．若这种汽车行驶1小时需1.68×108J的热量，则每小
时需要消耗氢气__________Kg（不计热量损失）．
2．随着人们物质生活水平逐步提高，农村的厨灶发生了革命性的变化．煤球炉、沼气灶和液化气灶等灶具已走进家庭.液化气与煤相比,热学方面突出的优点是 ________________；环保方面突出的优点是
__________________________ .若要将2.5kg初温为20℃的水加热到80℃,至少需要燃烧 _________________m3 的液化气．［液化气的热值是5.0×107J/ m3 ］
3.煤的热值大于干木柴的热值，这里是指( )
A、煤比干木柴含有的热量多一些
B、烧煤比烧干木柴产生的温度高一些
C、烧煤比烧干木烧产生的热量多一些
D、要使它们放出相同的热量，烧煤用的质量较少
4.小明家开始使用天然气了，学习了有关热学
的知识后，他仔细
记录
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了他家每天烧水煮饭等需要的热量，并折算成烧水的时间，相当每天将30kg20℃的水烧开，（1）小明家每天烧水做饭需要多少热量？（2）如果天然气的燃烧值为8.7х107J/kg,从理论上讲小明家每天烧水做饭需要多少kg天然气?(3)请说出使用天然气的好处(至少写出两点)。
5.．汽油的热值是4.6×107J/kg，现有汽油500g，若燃烧一半，剩余汽油的热值是
________J/kg.
6． 如何有效地提高能量利用率是人类所面临的一项重要任务．图示是某轻轨车站的设计
方案
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示意图，该图表明与站台前后连接的轨道都有一个小坡度．请你说明这种设计可以节能的理由．
7．一汽油机在工作时的能流图如图3所示。根据图中的数据计算该汽油机的效率。
8、我国是世界上的垃圾“生产”大国，垃圾的掩埋处理将占大量的土地，并污染土壤和水源，为各种菌毒、苍蝇提供了理想的栖生和繁衍场所。据“全国城市生活垃圾处理及资源利用经验交流大会”资料显示，仅1997年，我国城市生活垃圾达1.3×108t，假设垃圾的平均密度为103kg/m3，若将这些垃圾铺放在银川市（银川市的城市面积是3.3×107m2），将会形成多厚的垃圾
层？从20世纪70年代起，一些发达国家已着手利用垃圾发电，科学家预测，焚烧1t垃圾，其中的有机可燃物可产生1.5×1010J的热量，试计算，若将1997年我国城市生活垃圾焚烧用来发电，与燃烧多少煤炭产生的热量相同（煤的热值为3.0×107J/kg）
9．10kg、20℃的水，温度升高40℃，吸收的热量是多少，如果这些热量由燃烧煤气来获得，则至少要多少煤气?(q煤气＝4.2×107J／kg)
10.一辆轿车在平直的高速公路上匀速行驶1.8km，轿车上的速度表如图6所示，在此过程中
（
1）轿车速度为多少km/h？合多少m/s？
（2）若轿车行驶过程中发动机的功率为40kW，则该车行驶中
所受阻力多大？
（3）这段过程中轿车消耗汽油0.25kg，其发动机的效率多
大？（q汽油＝4.6×107J/kg）
11.．下面是小明在题为《能源的利用》的研究性学习
中收集到的有关太阳能的资料：太阳能是人类最基本的能源，它无污染、免费，还可以再生，这种能源的使用期和太阳本身寿命一样长。当太阳光照射地面时，1m2地面上在1s内平均得到 的太阳辐射能约为1.0×103J。太阳能热水器就是直接利用太阳能的装置，目前已经逐渐地出现在我们的生活中……
恰好，小明同学家最近想买一台太阳能热水器，在参考了以上资料后，他又在网上下载了某型号太阳能热水器的宣传广告：
容积（Ｖ） 100Ｌ
集热管的采光面积（Ｓ） 1.5m2
效率（η/％ ） 40
使用年限（T） 15年
（1）小明家每天大约需要100kg热水，用这种热水器将这些水从25℃加热到45℃需要多长时间？
（2）对比效率为80％的电热水器，小明家每天可节约多少电能？
12．杨洋同学家原来是用液化石油气烧水的(每天至少用65℃的热水100kg)，参加“探究性学习”活动后，在老师的指导和同学们的帮助下，制作了一台简易的太阳能热水器.这台热水器6月份平均每天可将100kg水从15℃升高到65℃.
(1)若液化石油气的热值为8.0×107J/kg，改用太阳能热水器后，6月份平均每天可节约液化石油气多少千克？[液化石油气燃烧放热的70%被水吸收、C水=4.2×103J/(kg·℃)]
浙公网安备 33021202002483