四、机械能与内能的相互转化1.ppt

四、机械能与内能的相互转化四、机械能与内能的相互转化为什么汽车高速行驶时，轮胎的温度会升得很高为什么汽车高速行驶时，轮胎的温度会升得很高燃料是怎样使汽车发动机工作的燃料是怎样使汽车发动机工作的做功做功改变物体内能的另一种方式改变物体内能的另一种方式活动活动 12. .5研究做功能否改变物体的内能研究做功能否改变物体的内能看一看看一看做一做做一做小心烫手！小心烫手！议一议议一议1在上述活动中，物体增加的内能是从何而来的？在上述活动中，物体增加的内能是从何而来的？ 能量是如何转化的？能量是如何转化的？物体增加的内能是通过做功而来的。物体增加的内能是通过做功而来的。机械能转化为内能。机械能转化为内能。2你还有什么办法可以使铁丝的温度升高？这些方法你还有什么办法可以使铁丝的温度升高？这些方法中，哪些是用热传递的方式改变物体内能的？哪些是中，哪些是用热传递的方式改变物体内能的？哪些是通过做功来改变物体内能的？通过做功来改变物体内能的？（1 1）用火烧用火烧（2）用榔头敲打用榔头敲打（3）放在热水中）放在热水中（4）用砂纸摩擦用砂纸摩擦（5）在太阳下晒在太阳下晒（6）在地面上摩擦在地面上摩擦热传递热传递做功做功做功做功热传递热传递做功做功热传递热传递3你能再举一些通过做功来改变物体内能的实例吗？你能再举一些通过做功来改变物体内能的实例吗？由上述活动可知：由上述活动可知：_是改变物体内能的另一种方式。是改变物体内能的另一种方式。做功做功用做功的方法改变物体的内能用做功的方法改变物体的内能，实际上是内能与其它形实际上是内能与其它形式的能相互转化的过程式的能相互转化的过程。这是做功改变物体内能的实质这是做功改变物体内能的实质。做功和热传递对改变物体的内能是等效的。做功和热传递对改变物体的内能是等效的。对对物体物体做功做功，物体物体的内能增加的内能增加。如压缩如压缩空气空气做功做功，使使空空气气温度升高温度升高，内能增加内能增加。该过程的实质是机械能转化为该过程的实质是机械能转化为内能内能。物体物体对外做功对外做功，物体物体的内能减少的内能减少。如如压缩空气压缩空气推推动瓶塞动瓶塞做功时做功时，瓶内有雾产生瓶内有雾产生。这说明瓶内的这说明瓶内的压缩空气压缩空气对瓶塞对瓶塞做功时做功时，空气内能减少空气内能减少，温度降低温度降低，使使空气空气中的水蒸气中的水蒸气液化液化。该过程的实质是内能转化为机械能该过程的实质是内能转化为机械能。如将铁丝接到电源上一段时间，铁丝发热这是电流做功。如将铁丝接到电源上一段时间，铁丝发热这是电流做功。在摩擦生热现象中，通过克服摩擦做功，物体的机械能在摩擦生热现象中，通过克服摩擦做功，物体的机械能转化成内能，使物体的内能增加。因此，摩擦生热并不转化成内能，使物体的内能增加。因此，摩擦生热并不是改变物体内能的第三种方式，属于改变物体的内能的是改变物体内能的第三种方式，属于改变物体的内能的做功，是最常见的通过做功改变物体内能的实例。做功，是最常见的通过做功改变物体内能的实例。对物体做的功可能是机械功，也可能是电功。如电流通对物体做的功可能是机械功，也可能是电功。如电流通过灯丝做功，使灯丝的内能增加，温度升高，其实质是过灯丝做功，使灯丝的内能增加，温度升高，其实质是电能转化成内能。电能转化成内能。对于改变物体的内能，做功和热传递这两种方式是等效对于改变物体的内能，做功和热传递这两种方式是等效的。但它们的过程并不相同。也就是说，这两种方式在的。但它们的过程并不相同。也就是说，这两种方式在“改变内能改变内能”这一效果上是相同的，但对于其他效果和这一效果上是相同的，但对于其他效果和具体的改变过程，这两种方式是不同的。因此我们只能具体的改变过程，这两种方式是不同的。因此我们只能说，做功和热传递说，做功和热传递“等效等效”，而不能说成做功和热传递，而不能说成做功和热传递“相同相同”。做功和热传递之间的区别表现为：。做功和热传递之间的区别表现为：（1）从能量的转化和转移的角度看，做功改变物体的）从能量的转化和转移的角度看，做功改变物体的内能，实际上是内能与其他形式的能相互转化；而热传内能，实际上是内能与其他形式的能相互转化；而热传递改变物体的内能，只是内能在不同的物体之间的相互递改变物体的内能，只是内能在不同的物体之间的相互转移。转移。（2）改变物体的内能可以用做功的方式，但做功）改变物体的内能可以用做功的方式，但做功不一不一定就定就改变物体的内能。例如，把物体举高，只是使物体改变物体的内能。例如，把物体举高，只是使物体的重力势能发生了改变。可只要发生热传递，就一定能的重力势能发生了改变。可只要发生热传递，就一定能改变物体的内能。改变物体的内能。火柴头在火柴盒的火柴头在火柴盒的砂面上摩擦是一个砂面上摩擦是一个做功的过程，火柴做功的过程，火柴头内能增加，温度头内能增加，温度升高，达到火柴头升高，达到火柴头的着火点。的着火点。火柴为什么可以擦燃？火柴为什么可以擦燃？观察与思考观察与思考1为什么小孩下滑时臀部感觉很烫？为什么小孩下滑时臀部感觉很烫？好烫！好烫！观察与思考观察与思考2以下的日常生活事例，通过做功来增加物体内能的是（以下的日常生活事例，通过做功来增加物体内能的是（ ）A给自行车车胎打气，气筒发烫给自行车车胎打气，气筒发烫 B放进太阳能热水器中的水放进太阳能热水器中的水,温度升高温度升高C点燃的爆竹腾空而起点燃的爆竹腾空而起 D用水壶烧水，水蒸气将壶盖顶起用水壶烧水，水蒸气将壶盖顶起典型示例：典型示例：活动活动12. .6 演示点火爆炸将内能转化为机械能演示点火爆炸将内能转化为机械能注意安全，千万注意安全，千万不要将盖子对着自己不要将盖子对着自己或他人或他人 在此过程中，酒精燃烧后的燃气对外做功，燃在此过程中，酒精燃烧后的燃气对外做功，燃气的气的_能减少，转化为能减少，转化为_能。能。内内机械机械根据这个原理，可以制造出一种将内能转化为机械能的机器。根据这个原理，可以制造出一种将内能转化为机械能的机器。热机热机热机是热力发动机的简称，热机是将燃料燃烧产生热机是热力发动机的简称，热机是将燃料燃烧产生的高温、高压燃气的内能转化为机械能的装置。的高温、高压燃气的内能转化为机械能的装置。汽缸汽缸活塞活塞连杆连杆曲轴曲轴进气门进气门排气门排气门火花塞火花塞汽油机工作时，汽油机工作时，活塞在汽缸里做往复活塞在汽缸里做往复运动，活塞从汽缸的运动，活塞从汽缸的一端运动到另一端的一端运动到另一端的过程叫做冲程。过程叫做冲程。汽油机的一个工作循环汽油机的一个工作循环1吸气冲程吸气冲程进气门打开，进气门打开，排气门关闭，活塞排气门关闭，活塞向下运动，燃料和向下运动，燃料和空气的混合气体被空气的混合气体被吸入汽缸。吸入汽缸。2压缩冲程压缩冲程进气门和排气门都进气门和排气门都关闭，随着活塞向上运关闭，随着活塞向上运动，燃料混合气体被压动，燃料混合气体被压缩，温度升高，机械能缩，温度升高，机械能转化为内能。转化为内能。3做功冲程做功冲程当活塞快到汽缸顶当活塞快到汽缸顶端时，火花塞打火，使端时，火花塞打火，使混合气体猛烈燃烧，产混合气体猛烈燃烧，产生高温、高压燃气，推生高温、高压燃气，推动活塞向下运动，内能动活塞向下运动，内能转化为机械能。转化为机械能。4排气冲程排气冲程进气门关闭，进气门关闭，排气门打开，活塞排气门打开，活塞向上运动，将废气向上运动，将废气排出汽缸。排出汽缸。想一想想一想汽油机完成一个工作循环：汽油机完成一个工作循环：1活塞经历四个冲程，分别为活塞经历四个冲程，分别为_、_、_、_。其。其中，中，_冲程是燃气对外做功的过程；冲程是燃气对外做功的过程；吸气冲程吸气冲程压缩冲程压缩冲程做功冲程做功冲程排气冲程排气冲程做功做功2曲轴旋转曲轴旋转_圈，活塞往复圈，活塞往复_次；次；两两两两压缩冲程和做功冲程中能量是怎样转化的？压缩冲程和做功冲程中能量是怎样转化的？3汽油机各主要部件的作用是什么？汽油机各主要部件的作用是什么？进气门进气门汽油和空气形成的燃料混合物的进口；汽油和空气形成的燃料混合物的进口；火花塞火花塞点火装置，能产生电火花使燃料混合物的点火装置，能产生电火花使燃料混合物的猛烈燃烧；猛烈燃烧；气缸气缸汽油在气缸的顶部燃烧从而产生高温、高压汽油在气缸的顶部燃烧从而产生高温、高压的燃气；的燃气；活塞活塞在气缸内，高温、高压燃气推动活塞做功；在气缸内，高温、高压燃气推动活塞做功；连杆和曲轴连杆和曲轴连杆跟活塞相连，曲轴通过传动装置连杆跟活塞相连，曲轴通过传动装置跟工作机相连，将活塞的动力传给工作机；跟工作机相连，将活塞的动力传给工作机；排气门排气门燃料燃烧后废气的出口。燃料燃烧后废气的出口。压缩冲程中将机械能转化为内能，压缩冲程中将机械能转化为内能，做功冲程中将燃气的内能转化为机械能。做功冲程中将燃气的内能转化为机械能。热机的发展历程热机的发展历程