資源簡(jiǎn)介

(共28張PPT)
浙教版 九年級(jí)上
第5節(jié) 物體的內(nèi)能
（第3課時(shí)）
教材解析
【核心概念】
4.能的轉(zhuǎn)化與能量守恒
【學(xué)習(xí)內(nèi)容與要求】
4.1 能的形式、轉(zhuǎn)移與轉(zhuǎn)化
⑦舉例說(shuō)明化學(xué)能 與內(nèi)能的轉(zhuǎn)化，認(rèn)識(shí)燃料的熱值，說(shuō)明生物能量的來(lái)源和轉(zhuǎn)化。。
⑧以汽油計(jì)為例，了解熱機(jī)的工作原理，知道內(nèi)能的利用在人類社會(huì)發(fā)展史上的重要意義。
創(chuàng)設(shè)情境
　　熱蒸汽為我們提供了強(qiáng)大的推力，把人們從繁重的體力勞作中解放出來(lái)。
蒸汽機(jī)帶來(lái)一場(chǎng)革命！第一次工業(yè)革命！
蒸汽機(jī)的能量如何轉(zhuǎn)化的？
蒸汽機(jī)的遺憾——體積太龐大
　　用什么來(lái)代替高溫高壓的水蒸氣呢？那樣，鍋爐就可以不要啦！
想一想
創(chuàng)設(shè)情境
探究實(shí)踐
蒸汽機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)、噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)。
熱 機(jī)
1.什么是熱機(jī)
是將燃料的化學(xué)能→內(nèi)能→
機(jī)械能的機(jī)器。
2.熱機(jī)類型
3.熱機(jī)作用
熱機(jī)的應(yīng)用和發(fā)展推動(dòng)了社會(huì)的快速發(fā)展，使人類步入工業(yè)化時(shí)代。
4.內(nèi)燃機(jī)——汽油機(jī)構(gòu)造
內(nèi)燃機(jī)就是燃料在機(jī)器氣缸內(nèi)燃燒的熱機(jī)。
以汽油為燃料的內(nèi)燃機(jī)叫做汽油機(jī)。
內(nèi)燃機(jī)剖面圖
奧迪R8的發(fā)動(dòng)機(jī)
4只汽缸
8只汽缸
探究實(shí)踐
1.構(gòu)造
一、汽油機(jī)　
工作時(shí)，曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)，活塞往復(fù)上下移動(dòng)，進(jìn)氣門和排氣門往復(fù)開閉。　
①
②
③
④
⑤
⑥
⑦
曲軸
活塞
進(jìn)氣門
氣缸
火花塞
排氣門
連桿
探究實(shí)踐
2.工作原理
汽油在汽油機(jī)的汽缸內(nèi)燃燒，生成高溫高壓的燃?xì)狻?br/>推動(dòng)活塞做功，把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。
活塞在汽缸內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，用連桿帶動(dòng)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)。
一個(gè)沖程：
活塞從汽缸的一端運(yùn)動(dòng)到汽缸的另一端的過(guò)程。
探究實(shí)踐
汽油機(jī)的工作原理
探究實(shí)踐
作業(yè)布置
由吸氣、壓縮、做功、排氣四個(gè)沖程循環(huán)往復(fù)。
（1）吸氣沖程
進(jìn)氣門打開，排氣門關(guān)閉，活塞從上向下運(yùn)動(dòng)，汽油和空氣的混合物吸入汽缸。
汽油和空氣
（2）壓縮沖程
進(jìn)氣門和排氣門都關(guān)閉，活塞從下向上運(yùn)動(dòng)，壓縮已吸入的燃料混合物，這就是壓縮沖程。
（3）做功沖程
燃料猛烈燃燒，產(chǎn)生高溫高壓燃?xì)狻Ｍ苿?dòng)活塞向下運(yùn)動(dòng)，通過(guò)連桿帶動(dòng)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)，對(duì)外做功。
（4）排氣沖程
進(jìn)氣門關(guān)閉，排氣門打開，
活塞從下向上運(yùn)動(dòng)，把廢氣排出汽缸。
燃燒后的廢氣
探究實(shí)踐
請(qǐng)說(shuō)出汽油機(jī)工作過(guò)程中沖程名稱。
吸氣沖程
壓縮沖程
做功沖程
排氣沖程
探究實(shí)踐
　　1．在四個(gè)沖程中，哪些沖程發(fā)生了能量的轉(zhuǎn)化？
2．哪個(gè)沖程使汽車獲得動(dòng)力？
3．哪個(gè)沖程排出了汽車的尾氣？
壓縮沖程:
做功沖程:
機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能
內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能
做功沖程
排氣沖程
4.熱機(jī)有哪些優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)？
利：熱機(jī)的廣泛使用，極大改變了人類的生活和工作方式。
弊：機(jī)使用過(guò)程都要排出廢氣，嚴(yán)重污染了空氣，影響著人類和動(dòng)植物的生存。
探究實(shí)踐
　　用來(lái)做有用功的那部分能量，與燃料完全燃燒放出的能量之比，叫做熱機(jī)的效率。
　　在內(nèi)燃機(jī)中燃料是否能夠完全燃燒？燃料燃燒釋放的能量都到哪里去了？
無(wú)用的機(jī)械能
有用機(jī)械能
燃?xì)鈨?nèi)能
損失的內(nèi)能
二、熱機(jī)的效率
η=
W有用
Q放
探究實(shí)踐
蒸汽機(jī)的效率只有6%~15%
汽油機(jī)的效率為 20%~30%
柴油機(jī)的效率為30%~45%
提高熱機(jī)效率，減少能源消耗，是人類不懈的追求。
1 千克汽油在汽缸內(nèi)完全燃燒時(shí)放出的能量，大約只有 25% 用于做功；
用于做功的 25% 的能量
30% 發(fā)動(dòng)機(jī)的水箱循環(huán)和空調(diào)工作
17% 消耗在傳動(dòng)裝置
53% 驅(qū)動(dòng)車輪推動(dòng)汽車前進(jìn)
整輛汽車的總效率約為13%
探究實(shí)踐
噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)也是一種內(nèi)燃機(jī)，燃料在燃燒室中燃燒，燃?xì)庀蚝蟾咚賴姵觯瑥亩@得向前的動(dòng)力。噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)有空氣噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)和火箭噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)兩種。
空氣噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)
火箭噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)
兩者的共同點(diǎn)：
燃料在燃燒室中燃燒，是內(nèi)燃機(jī)；
高溫高壓的燃?xì)鈱?duì)外做功，產(chǎn)生動(dòng)力。
探究實(shí)踐
柴薪
煤炭
石油
天然氣
從哪里獲得內(nèi)能？　
燃料燃燒時(shí)能量如何轉(zhuǎn)化？
燃料燃燒時(shí)化學(xué)能→內(nèi)能
探究實(shí)踐
　　不同燃料的放熱本領(lǐng)相同嗎？怎么比較它們誰(shuí)的放熱本領(lǐng)強(qiáng)呢？
　　我們用熱值這個(gè)概念來(lái)表示燃料放出熱量的本領(lǐng)。
三、燃料的熱值　
1kg的干木材完全燃燒放出的熱量約為1.2×107焦
1kg的無(wú)煙煤完全燃燒放出的熱量約為3.4×107焦
不同燃料的放熱本領(lǐng)不相同
1 千克某種燃料完全燃燒時(shí)放出的熱量，叫做這種燃料的熱值。
　　國(guó)際單位：焦/千克；符號(hào)：J/kg。
　　氣體燃料的單位：焦/立方米；符號(hào)：J/m3。
探究實(shí)踐
燃料 熱值 燃料 熱值 燃料 熱值
干木柴 （約）1.2×107 木炭 3.4×107 汽油 4.6×107
煙煤 （約）2.9×107 酒精 3.0×107 煤氣（焦/米3） 3.9×107
無(wú)煙煤 （約）3.4×107 柴油 3.3×107 天然氣（焦/米3） （7.1~8.8×107
焦炭 3.0×107 煤油 4.6×107 氫 1.4×108
你從熱值表中可以獲取哪些信息？
　不同燃料，熱值一般不同。
熱值是燃料的一種特性。
表中燃料，氫氣的熱值最大
火箭使用氫作燃料
探究實(shí)踐
1千克的氫氣完全燃燒釋放的熱量為
5千克氫氣完全燃燒時(shí)可以放出多少熱量？
5千克氫氣完全燃燒釋放的熱量為
1.4×108焦
1.4×108焦×5
燃料燃燒放熱計(jì)算公式 Q放=qm
熱值
質(zhì)量
Q放=qV
探究實(shí)踐
四、燃料燃燒利用效率
在實(shí)際利用燃料中，燃料很難完全燃燒，而且放出的內(nèi)能不能被完全利用，有效利用的只是其中一部分。
（1）改善燃燒的條件，使燃料盡可能充分燃燒。
（2）盡可能減少各種熱量損失。
探究實(shí)踐
課堂反思
壓縮氣體做功
1.下圖是改變物體的內(nèi)能的兩個(gè)實(shí)驗(yàn)，分別相當(dāng)于汽油機(jī)的什么沖程？
氣體對(duì)外做功
壓縮沖程
做功沖程
2.在重復(fù)“壓縮氣體做功”實(shí)驗(yàn)之前，需在拔出活塞后將厚玻璃筒甩幾下。“甩幾下”又相當(dāng)于汽油機(jī)的什么沖程？
排氣沖程
3.燃料在氣缸內(nèi)燃燒與氣缸外燃燒，誰(shuí)的熱效率高？
燃料在氣缸內(nèi)燃燒時(shí)的熱效率高一些；
　　1.依靠飛輪慣性完成的沖程是 。
B C D
A
D
B
C
遷移應(yīng)用
2.對(duì)于燃料的熱值，下列說(shuō)法中，屬于正確理解的是 (　　 )
A．燃料的熱值跟燃料燃燒時(shí)放出的熱量成正比
B．燃料沒(méi)燃燒時(shí)就沒(méi)有熱值
C．就某種確定的燃料而言，它的熱值是一個(gè)確定的值， 跟燃料的質(zhì)量及燃料燃燒放出的熱量無(wú)關(guān)
D．容易燃燒的燃料熱值一定大
C
遷移應(yīng)用
3.已知干木柴的熱值是1.2×107 J/kg，完全燃燒3 kg干木柴能放出多少熱量？ 被水吸收使40千克水的溫度由20 ℃升高到70 ℃,效率為多少
=23.3%
干木柴放出的熱量：Q放=m1q=3kg×1.2×107J/kg=3.6×107J；
水吸收的熱量：Q吸=cm2△t
=4.2×103J/(kg·℃)×40kg×50℃
=8.4×106J
η=
Q吸
Q放
遷移應(yīng)用
板書設(shè)計(jì)
提高熱機(jī)效率
化學(xué)能→內(nèi)能
熱機(jī)
利用內(nèi)能做功
內(nèi)燃機(jī)
吸氣沖程
壓縮沖程
做功沖程
排氣沖程
其它熱機(jī)
熱值
1 千克某種燃料完全燃燒時(shí)放出的熱量
提高燃料燃燒的利用率
Q放=qm
第5節(jié) 物體的內(nèi)能（第3課時(shí)）
https://www.21cnjy.com/help/help_extract.php

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