第10讲 机械能与内能的相互转化（学生版） 2024年新九年级物理暑假提升讲义（苏科版）.pdf

第10讲机械能与内能的相互转化

模块一思维导图串知识1．知道常见的热机——内燃机工作过程。

模块二基础知识全梳理（吃透教材）2．从能量转化的角度认识燃料的热值。

模块三教材习题学解题3．通过能量的转化和转移，进一步认识热机效率

模块四核心考点精准练（6大考点）的概念。

模块五小试牛刀过关测

1、做功——改变内能的另一种方式

（1）做功：对物体做功，物体的内能增加；物体对外做功内能减少。

（2）做功使物体的内能改变的实质：其他形式的能量（如机械能）与内能之间的相互转化。

2、内燃机的四个冲程

（1）内燃机是热机的一种，是燃料在汽缸内燃烧的热机，内燃机分为汽油机和柴油机。

（2）汽油机的工作原理：燃料在汽缸中燃烧时，将存储的化学能转变为高温高压的燃气（蒸汽）的内能，

又通过燃气（蒸汽）推动活塞做功，由内能转变为机械能；

（3）汽油机的工作流程：内燃机通过吸气、压缩、做功、排气四个冲程不断循环来保证连续工作的，如图：

①吸气冲程：进气门打开，排气门关闭，活塞由上端向下端运动，汽油和空气组成的燃料混合物从进气门

吸入气缸；

②压缩冲程：进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，压缩汽缸内燃料混合物，温度升高；

③做功冲程：在压缩冲程末尾，火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧，产生高温高压的燃气，高温高压气

体推动活塞向下运动，带动曲轴转动，对外做功；

④排气冲程：进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气排出气缸。

（4）工作过程中能量的转化：①压缩冲程：机械能→内能；②做功冲程：先是化学能→内能，再由内能→

机械能；

（5）一个工作循环中对外做功1次，活塞往复2次，曲轴2周，飞轮2圈。

3、燃料的热值及其计算

（1）热值概念：1kg某种燃料完全燃烧放出的热量，叫做这种燃料的热值，符号时q。

3

①对于气体燃料而言，热值的定义是1m的某种燃料完全燃烧时放出的热量。

②热值是燃料的一种属性。

（2）热值单位：焦/千克（J/kg），读作焦每千克。

（3）公式：Q=mq

M——燃料的质量——单位千克（kg）；

q——燃料的热值——单位焦/千克（J/kg）；

Q——燃烧放出的热量——单位焦耳（J）。

（4）热值的物理意义：热值表示一定质量的燃料在完全燃烧时所放出的热量的多少，如木炭的热值为3.40

7

×10J/kg。

（5）同种燃料的热值相同，不同种燃料的热值不同。

4、热机的效率

（1）定义：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，叫做热机的效率，

其表达式为：η=Q有100%，由于热机在工作过程中总有能量损失，所以热机的效率总

Q总

小于1；

（2）热机在工作过程中造成能量损失的因素有：①燃料很难全部燃烧；②排出的废气带

走能量；③热机部件要散热；④克服运转机件之间的摩擦消耗能量。

（3）提高热机效率的方法：①尽量让燃料充分燃烧；②设法利用废气的能量；③减少能

量损失；④保证良好的润滑。

教材习题01解题方法

给你一块冰，你能用哪些方法使其熔化？这些方法中，哪①改为物体内能的方法有两种：做功

些采用的是做功方式？哪些采用的是热传递方式？和热传递……

【答案】

教材习题03解题方法

用打气筒给自行车轮胎打气打完后摸一①做功可以改变物体的内能，压缩气体做功，内能增

摸打气筒底部的外壁，发现很热请用所大、温度升高。

学的物理知识解释这一现象。②摩擦生热，是克服摩擦力做功，物体内能增大、温

度升高……

【答案】

教材习题04