《九年级物理全册单元讲析与提高（人教版）》14.1 内能利用 单元讲析与提高（解析版）

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第十四章 内能利用单元讲、析与提高（解析版）
对本章知识点进行提炼、总结和详解
★知识点一：热机
1.热机：利用内能做功的机械叫热机。
热机的种类：分为蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机。
内燃机：燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机。内燃机根据其所使用的燃料分为汽油
机和柴油机两类。
2. 内燃机的工作原理
（1）汽油机：四冲程汽油机的结构—汽缸、活塞、连杆、曲轴、进气门、排气门、火花塞。
冲程—活塞在气缸内往复运动时，从汽缸的一端运动到另一端的过程，叫做一个冲程。
汽油机的工作过程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。
吸气冲程—靠惯性运动，吸进汽油与空气的混合物；
压缩冲程—外界对气体做功，机械能转化为内能，气体温度升高；
做功冲程—化学能转化为内能，气体温度升高，气体对外做功，内能转化为机械能；
排气冲程—靠惯性运动，排出废气。
（2）柴油机：四冲程柴油机的结构—汽缸、活塞、连杆、曲轴、进气门、排气门、喷油嘴。
柴油机的工作过程与汽油机几乎一样，但有三个区别：1）吸气冲程：汽油机吸进的是汽油和
空气的混合物，柴油机吸进的仅仅是空气；2）压缩冲程：汽油机压缩的是汽油和空气的混合物，
汽油机压缩的仅仅是空气；3）做功冲程：汽油机用火花塞点火，柴油机用喷油嘴喷油。
★知识点二：热机效率
1．热值（q）：1kg 某种燃料完全燃烧放出的热量，叫热值；热值单位是：J/kg。
（1）燃料燃烧放出热量：Q 放 ＝qm；（
Q
放 是燃料放出的热量，单位是 J；
q
是热值，单位
是 J/kg；
m
是质量，单位是 kg。）
对于热值的概念，要注重理解三个关键词：“1kg”、“某种燃料”、“完全燃烧”。1kg 是指
燃料的质量，如果燃料的质量不是 1kg，那么该燃料完全燃烧放出的热量就不等于热值的数值；某
种燃料是指热值与燃料的种类有关；完全燃烧意思是燃料要完全烧尽，否则 1kg 燃料燃烧过程中，
化学能转变成内能就不是该热值所确定的值。
（2）热值反映的是某种物质的一种燃烧特性，同时反映出不同燃料燃烧过程中，化学能转变
成内能的本领大小；也就是说，它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。
2.热机的效率：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，叫热机的效率。
热机的效率是热机性能的一个重要指标。公式： 。
3.在热机的各种损失中，废气带走的能量最多，设法利用废气的能量，是提高燃料利用率的重
要措施。
注意：热机能量的损失：①燃料未完全燃烧（完全燃烧条件：充足空气，研磨成细颗粒）；②
废气排出带走能量（废气的利用）；③克服磨擦，消耗能量（使用润滑剂，减小摩擦）。
★知识点三：能量转化与守恒
1.能量守恒定律：能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者
1
从一个物体转移到另一个物体，而在转化和转移过程中，能量的总量保持不变。
2．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。
对本章常考热点、考查方式和考题类型进行剖析
☆考点 1：热机
热机是内能利用的典型实例，在复习中应该着重掌握热机的工作原理和热机能量转化过程。本
节知识点有：汽油机和柴油机的特点，汽油机的四冲程工作过程，各冲程能量的转化过程。对各冲
程的判断、工作过程以及能量的转化是本节主要考点。
对本考点的考查主要集中在汽油机四冲程的判断和能量转化两个方面。此问题一般与热现象的
其他知识点结合在一起组成一个考题，也有单独作为一个考题的情况。考试题型以选择题为主（考
查工作过程的判断、能量的转化），填空题为辅（能量的转化）。
典例一：（2020·衡阳）如图所示为内燃机四冲程工作示意图，下列说法正确的是（　　）。
A．一个工作循环的正确顺序是：甲乙丙丁；
B．乙图冲程能获得动力；
C．丁图冲程有明显机械能转化为内能的过程；
D．丙图冲程存在化学能转化为内能的过程
【答案】C。
【解析】甲图中两个气阀都关闭，火花塞点火，活塞下运动，是做功冲程，此冲程将内能转化
为机械能；
乙图中进气门打开，活塞向下运行，气缸容积增大，是吸气冲程；
丙图中排气门打开，活塞向上运动，气缸容积减小，是排气冲程；
丁图中两个气阀都关闭，活塞向上运动，所以为压缩冲程，是机械能转化为内能；
A、四个冲程的正确顺序是乙丁甲丙，故 A 错误；
B、乙图为吸气冲程，内燃机在做功冲程能获得动力，故 B 错误；
C、丁图为压缩冲程，在该冲程中将机械能转化为内能，故 C 正确；
D、丙图为排气冲程，而在做功冲程存在化学能转化为内能的过程，故 D 错误。故选：C。
2
典例二：（2020•岳阳）下列与热学有关叙述合理的是（ ）。
A．年平均气温为-25℃的南极的冰山没有内能；
B．烤火取暖是火焰的温度转移到人身上；
C．内燃机压缩冲程将机械能转化为内能；
D．“端午佳节粽叶飘香”，人们闻到粽子的香味是升华现象
【答案】C。
【解析】一切物体都有内能；烤火取暖是通过热传递的方式传播的内能；内燃机压缩冲程将机
械能转换为内能；粽叶飘香是扩散现象，说明构成物质的分子在不停息地运动。故选 C。
☆考点 2：热机效率
热机效率是本章重点内容，主要涉及到热值的概念及其相关计算，热机效率的计算三个方面。
故本节主要内容是应用热值进行有关计算问题，希望在复习中加强学生计算能力的培养。中考试卷
中有关效率和热值的计算，虽然分值不一定很高，但在考查学生计算能力和对效率概念的理解上，
属于典型考题；考试题型以选择题、填空题为主，有的也作为一个知识点与其他压轴题结合。
典例三：（2020·四川甘孜州）下列关于热值和热机效率
的
说法，正确的是（　　）。
A. 使燃料燃烧更充分，可以增大热值；
B. 使燃料燃烧更充分，可以提高热机效率；
C. 柴油机的热机效率通常为 100%；
D. 燃料燃烧释放的热量越大，热值越大
【答案】B。
【解析】A．热值是燃料的特性，与燃烧情况无关，故 A 错误；
B．使燃料燃烧更充分，可以增大有效利用的能量，提高热机的效率，故 B 正确；
C．任何机器的做功时都不可避免的做额外功，效率不可能达到 100%，故 C 错误；
D．热值是燃料的特性，与放出热量的多少无关，故 D 错误。故选 B。
典例四：（2020·无锡）某辆行驶的小轿车，其正常工作时的能量转化情况如图所示，若输入
的化学能为 2000J，输出的动能为 300J．则输出的内能和声能共计　 　J；输出的有用能量是动
能，则小轿车正常工作时的效率为　 　。
【答案】1700；15%。
【解析】（1）由图知，输入的化学能 E＝2000J，输出的动能 E1＝300J
输出的内能和声能：E2＝E﹣E1＝2000J﹣300J＝1700J；
3
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