第6讲 内能的利用能源本讲内容在河北省中考中主要考查：能量的转化与转移，热值的相关计算，能源的分类，能源的利用与可持续发展等．题型多为选择、填空．近几年河北省中考中的具体情况如下表：考点考点内容年份题号题型分值考查内容考点1能量转化和转移202220222022202226(2)34(1)28(1)27(2)填空题实验探究题填空题填空题111能量转化(火箭点火加速阶段)能量转化(灯泡发光)能量转化(内燃机)能量转化(汽轮机)考点2热值2022202227(3)28(2)填空题填空题11热值公式的应用(计算热量)热值公式的应用(计算天然气体积)考点3能源的分类2022202227(1)27(1)选择题填空题0.51可再生能源与不可再生能源(酒精)可再生能源与不可再生能源(核能)考点4能源的利用与可持续发展202220222022888选择题选择题选择题222判断不符合环保的做法判断不符合环保的做法判断不符合环保的做法 热值定义燃料完全燃烧放出的热量Q与燃料质量m的______，叫做这种燃料的热值单位__________，符号是________公式q＝理解(1)酒精的热值是3.0×107J/kg，表示______________________________(2)热值是燃料本身的一种特性，它与燃料的______有关，与燃料的质量、体积、是否完全燃烧等没有关系 【提示】 对于气体燃料来说，热值q＝Q/V，热值单位为“J/m3”． 热机定义把____能转化为______能的机器原理种类蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等内燃机定义燃料在气缸内燃烧产生动力的热机分类汽油机和柴油机工作过程每个工作循环分为四个冲程：______冲程、______冲程、________冲程和______冲程一个工作循环中只有______冲程是靠燃气推动活塞做功，其他三个冲程是靠安装在曲轴上的飞轮的______来完成压缩冲程中______转化为________，在做功冲程中，________转化为________热机效率定义热机用来做________的那部分能量和燃料完全燃烧放出的热量之比7\n公式________________能量流向提高热机效率途径①让燃料尽可能充分燃烧，如：将煤粒磨成煤粉、加大送风量等；②利用废气的能量；③机件间保持良好的润滑、减小摩擦 能量的转化与守恒能量的转化和守恒内容能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生，它只会从一种形式______为其他形式，或者从一个物体______到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量______说明①能量的转化和转移都是具有方向性的②能的转化是通过物体做功来实现的．能的转化过程中，能量的形式发生了改变③能的转移过程中能量的形式没有发生变化【提示】 能量守恒定律不同于机械能守恒定律．所有的能量转化和转移过程，都遵循能量守恒定律，而机械能守恒是有一定条件的． 能源的分类分类标准类型定义实例是否要加工一次能源可以________从自然界获取的能源风能、太阳能、核能、化石能源等二次能源无法从自然界直接获取，必须通过一次能源的消耗才能得到的能源电能、汽油、酒精灯可否再生可再生能源可以从自然界源源______地得到的能源水能、风能、太阳能、生物质能等不可再生能源在短期内不可能从自然界________的能源核能、化石能源等核能定义原子核________或________时释放的能量叫核能获得方式及应用太阳能来源氢原子核在超高温下发生______，释放出巨大的核能优点取之不尽、用之不竭，环保无污染利用间接利用：化石燃料直接利用：7\n【提示】 核电站的核心设备是核反应堆：控制链式反应的速度，使核能平缓地释放出来，便于利用．命题点1 热值的相关计算 (2022·河北)双能源(汽油和天然气)汽车以其经济、污染小等优点倍受人们青睐．(已知汽油的热值为3.2×107J/L、天然气的热值为7.2×107J/m3)(1)内燃机是汽车的“心脏”，它是把内能转化为________的机器．(2)完全燃烧9L汽油放出的热量与完全燃烧________m3的天然气放出的热量相等．【点拨】 (1)内燃机是利用内能做功的机器，其在工作时有四个冲程，即吸气、压缩、做功、排气四个冲程．其中压缩冲程将机械能转化为内能，做功冲程将内能转化为机械能；(2)知道汽油体积和热值，利用燃料完全燃烧放热公式求放出的热量，再根据燃料完全燃烧放热公式求需要完全燃烧的天然气的体积．1．(2022·张家口二模)太阳是人类能源的宝库．太阳能电池板将太阳能转化为电能，并能给蓄电池充电，将电能转化为________能储存起来；太阳能集热器给水箱中的水加热，如果水箱中有100kg水，经过一段时间照射后，温度由25℃升高到50℃，水吸收的热量是________J；如果改用燃烧煤提供热量，且煤完全燃烧放出热量的50%被水吸收，则需燃煤________kg[c水＝4.2×103J/(kg·℃)，q煤＝3.0×107J/kg]．2．(2022·德阳)体积为0.28m3、热值为3.6×107J/m3的煤气完全燃烧放出的热量为________J；若这些热量的50%被温度为20℃、质量为30kg的水吸收，则水的末温是________℃.[水的比热容是4.2×103J/(kg·℃)]3．(2022·苏州)某学习小组同学想研究酒精灯烧水时的热效率．他们用酒精灯给100g的水加热，经过一段时间测得水温升高了60℃、消耗了4.2g酒精．已知：水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，酒精的热值为3×107J/kg.求：(1)此过程中水吸收的热量；(2)4.2g酒精完全燃烧放出的热量；(3)酒精灯烧水时的热效率．命题点2 能量的转化与能源 (2022·河北)如图是核电站工作情况的方框图，请在空白方框内填写装置的种类并回答下列问题．―→―→(1)核能是____________(填“可再生”或“不可再生”)能源．(2)在汽轮机中，将蒸汽的内能转化为轮片的________能．(1)能源分可再生能源和不可再生能源，可再生能源：泛指多种取之不竭的能源，严格来说，是人类历史时期内都不会耗尽的能源．不可再生能源：泛指人类开发利用后，在现阶段不可能再生的能源资源；(2)核电站发电过程：核能先转化为水的内能，水受热以后温度升高会产生大量的水蒸气，水蒸气会推动蒸汽轮机转动，将内能转化为机械能，蒸汽轮机又带动发电机转动，最后发电机将机械能转化为电能．4．(2022·成都)关于能源、能量，下列说法不正确的是()7\nA．能源是人类物质生活、社会经济发展的基础B．太阳能、风能、地热能等是目前正在努力研究、开发的新能源C．根据能量守恒定律，能量不会消灭，但可以创造D．电风扇工作时，主要将电能转化为机械能5．近年，在国家新农村建设政策的支持下，农村道路两旁安装有太阳能路灯，这样改善了农村的村容村貌，如图所示，灯杆顶端是太阳能电池板，它能将太阳能转化为________能．太阳能属于________(填“可再生”或“不可再生”)能源．6．(2022·菏泽)世界上很多发明都是受到生活现象的启发而萌生的创意，比如：蒸汽机和汽油机，它们工作时，能的转化过程是__________________．图中________是汽油机的工作原理图．一、选择题1．(2022·扬州)下列图形中，属于内能转化为机械能的是() A．滑下滑梯B．弯折铁丝 C．做功冲程D．压缩点火2．(2022·资阳)如图所示，下列有关能源及能的转化的说法中错误的是()太阳能集热器太阳能汽车变脸的乐山大佛发烫的汽车发动机A．太阳能集热器的吸热板把太阳能转化为内能B．太阳能汽车利用太阳能电池把太阳能直接转化成汽车动能C．乐山大佛脸上出现的黑色条纹是人类消耗化石能源产生酸性气体形成酸雨腐蚀造成的D．汽车散失的热不能收集起来再利用表明能量转化过程具有方向性3．(2022·盘锦)下列有关内能利用的说法正确的是()A．燃料的热值越大，燃烧时放出的热量越多B．通过技术改进，热机效率可达100%C．各种形式的能量都可以相互转化D．热机的工作过程是将燃料燃烧获得的内能转化成机械能的过程4．(2022·益阳)下列关于内燃机的说法正确的是()7\nA．汽车的发动机是内燃机B．蒸汽机、汽轮机、喷气发动机都是内燃机C．内燃机工作时，压缩冲程将内能转化为机械能D．先进的制造技术能将内燃机的效率提高到100%5．(2022·宜昌)为节约能源，需提高热机的效率，下列措施不能提高效率的是()A．尽量使燃料充分燃烧B．尽量减少热机部件间的摩擦C．尽量减少废气带走的热量D．尽量增加热机的工作时间6．(2022·河北)2022年“世界环境日”中国主题为“践行绿色生活”．下列做法符合这一主题的是()A．提倡使用私家车B．用一次性塑料袋购物C．用节能灯代替白炽灯D．夏季空调温度尽量调低7．(多选)(2022·济南)关于右图所示的实验．下列说法正确的是()A．这个实验说明物体内能可用来对外做功B．对木塞做功的过程中水蒸气的内能增加C．此过程中蒸气内能转化为木塞的机械能D．这个实验基本反映出了热机的工作原理二、填空题8．(2022·无锡)现探明中国南海海底有大量的可燃冰．已知可燃冰的热值比煤气的热值大得多，则完全燃烧相同质量的可燃冰和煤气，燃烧________放出的热多，1kg的可燃冰，燃烧一半后，剩余可燃冰的热值________(填“变大”“变小”或“不变”)．9．(2022·雅安)近期科学家发明了一种单缸六冲程内燃机，它每一个工作循环的前四个冲程与单缸四冲程内燃机相同，在第四冲程结束后，立刻向汽缸内喷水，水在高温汽缸内迅速________(填物态变化名称)成高温、高压水蒸气，推动活塞再次做功，在水蒸气推动活塞做功的过程中主要的能量转化情况为____________________，从而提高了热机的效率．10．(2022·遂宁)小华家在遂宁偏远的农村，还没用上天然气，使用的是瓶装液化气．如果每瓶中装入20kg液化气，液化气的热值取4.2×107J/kg，则每瓶液化气全部完全燃烧放出的热量是____________J，若放出的热量有50%被利用，在标准大气压下可把________________kg的水从20℃加热至沸腾[c水＝4.2×103J/(kg·℃)]．一次烧水过程中，水烧开后，她看到锅盖向上跳动，其原因是水蒸气的________能转化为锅盖的________能．11．(2022·沈阳)在风力资源丰富的地区，可以看见由许多风力发电机组成的“风车田”．发电机发电的过程是将其他形式的能________(填“转移”或“转化”)成电能的过程．风能安全清洁，作为________(填“可再生”或“不可再生”)能源是未来的理想能源之一．12．(2022·衡阳)质量为2kg的某种物质温度从20℃升高到40℃时，吸收的热量是1.88×104J，该物质的比热容是________J/(kg·℃)．如果不考虑热量散失，需要完全燃烧________kg干木材来提供热量．(q木材＝1.2×107J/kg)13．(2022·鄂州)我市所有出租车已使用天然气来代替燃油．天然气是一种清洁燃料，它是____________(填“可再生”或“不可再生”)能源．某出租车在一段时间内消耗了420g天然气，若这些天然气完全燃烧，可放出热量________J，这些热量可使质量为________kg的水由20℃升高到100℃[天然气的热值为4.4×107J/kg，水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)]；天然气燃烧时将________能转化为内能．三、计算题14．(2022·内江)如图所示，是最新一款无人驾驶汽车原型图．汽车自动驾驶时使用雷达传感器，以及激光测距器来了解周围的交通状况．该款车以72km/h的速度在一段平直的公路上匀速行驶了8km时，消耗汽油1.5L．假设燃油完全燃烧，汽油机的效率为30%，那么，在这段运动过程中，求：7\n(1)该汽车发动机做的有用功是多少？(2)该汽车的输出功率为多少？(已知：汽油的密度为0.8×103kg/m3，汽油的热值为4.5×107J/kg)15．(2022·德州)混合动力汽车具有节能、低排放等优点，成为汽车研究与开发领域的重点，某新型混合动力汽车启动时，内燃机不工作，蓄电池向车轮输送能量，当需要高速行驶或蓄电池电能过低时，内燃机启动，既可以向车轮输送能量，又可以给蓄电池充电，车速与所受阻力的关系如图所示，在某次测试中，蓄电池储存的电能为5.12×108J，由内燃机提供能量，汽车以50km/h的速度匀速行驶了0.5h，同时蓄电池的电能增加了10%，求：(1)汽车牵引力做的功；(2)若所用燃料的热值为4.5×107J/kg，测试过程中消耗8kg燃料(假设燃料完全燃烧)，则放出的总热量是多少？(3)内燃机的效率．7\n参考答案考点解读考点1 比值 焦每千克 J/kg 1kg的酒精完全燃烧放出的热量是3.0×107J 种类考点2 内 机械 吸气 压缩 做功 排气 做功 惯性 机械能 内能 内能 机械能有用功 η＝×100% 废气带走 机械损失 散热损失考点3 转化 转移 保持不变考点4 直接 不断 得到补充 分裂 结合 聚变 电 热 化学各个击破例1 (1)机械能 (2)4 例2 发电机 (1)不可再生 (2)机械题组训练 1.化学 1.05×107 0.7 2.1.008×107 60 3.(1)100g＝0.1kg，水吸收的热量：Q吸＝cmΔt＝4.2×103J/(kg·℃)×0.1kg×60℃＝2.52×104J；(2)酒精完全燃烧产生的热量：Q放＝m′q＝0.0042kg×3×107J/kg＝1.26×105J；(3)酒精灯烧水时的热效率：η＝×100%＝×100%＝20%. 4.C 5.电 可再生 6.内能转化为机械能 乙整合集训1．C 2.B 3.D 4.A 5.D 6.C 7.ACD 8.可燃冰 不变 9.汽化 内能转化为机械能 10.8.4×108 1.25×103 内 机械 11.转化 可再生 12.470 1.57×10－3 13.不可再生 1.848×107 55 化学 14.(1)由ρ＝得消耗汽油的质量为：m＝ρV＝0.8×103kg/m3×1.5×10－3m3＝1.2kg，汽油完全燃烧放出的热量：Q放＝mq＝1.2kg×4.5×107J/kg＝5.4×107J；由η＝得，汽油机的有用功：W＝ηQ放＝30%×5.4×107J＝1.62×107J；(2)由v＝得汽车运动的时间：t＝＝＝h＝400s，汽车的输出功率：P＝＝＝4.05×104W． 15.(1)由v＝得：s＝vt＝50km/h×0.5h＝25km＝2.5×104m，由图像可知，汽车速度为50km/h时，所受阻力为4000N，由于汽车匀速行驶，汽车的牵引力：F＝f＝4000N，牵引力做功：W＝Fs＝4000N×2.5×104m＝1×108J；(2)燃料完全燃烧放出的热量：Q放＝mq＝8kg×4.5×107J/kg＝3.6×108J；(3)增加的电能：W电＝5.12×108J×10%＝5.12×107J，有用能量：W有用＝W＋W电＝1×108J＋5.12×107J＝1.512×108J，内燃机的效率：η＝×100%＝×100%＝42%.7
