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    1.从能量转化的角度认识燃料的热值.知道燃料热值的物理意义及其单位.2.了解内能的利用在人类发展史上的重要意义.3.通过能量的转化和转移,认识热机效率.
    1.燃料的热值 物理学中,把某种燃料___________时放出的热量与其______之比叫做这种燃料的热值,可用字母q表示,它是燃料的一种特性.热值在数值上等于_______某种燃料____________放出的热量.
    2.热机的效率 对于热机而言,燃料释放的能量只有一部分用来做有用功,还有相当一部分能量散失了.用来做_________的那部分能量,与燃料完全燃烧放出的能量之______,叫做热机的效率.
    1、汽油机有哪四个冲程?2、哪些冲程发生了能量的转化?如何转化?
      不同燃料的放热本领相同吗?怎么比较它们谁的放热本领强呢?
      经验告诉我们,等质量的煤和干木柴,充分燃烧,煤放出的热量要比柴多得多。我们用热值这个概念来表示燃料放出热量的本领。
      某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比,叫做这种燃料的热值。
      国际单位:焦每千克;符号:J/kg。  气体燃料的单位:焦每立方米;符号:J/m3。
      热值在数值上等于1 kg某种燃料完全燃烧放出的热量。
    对于热值的理解,我们要抓住三个关键词:“某种燃料”、“完全燃烧”、“热量与其质量之比”.
    ①“某种燃料”是说明热值与燃料的种类有关,反映了燃料的燃烧特性、化学能转化成的内能的本领大小.
    ②“完全燃烧”的含义是烧完、烧尽.某种燃料,只有在完全燃烧时放出的热量与质量之比才是这种燃料的热值,如果用没有完全燃烧放出的热量计算出的热值就比实际值小.
    ③“热量与其质量之比”可以理解为热值是针对一定质量的燃料而言的,如果同种燃料的质量不同,则完全燃烧时放出的热量大小不同.
      请说出你熟悉的燃料的热值,并说明其物理意义。
      为什么发射火箭上天要用氢做燃料?
    3.有关燃料燃烧放热的计算
      根据热值表,计算一下10吨氢完全燃烧放出多少焦耳的热量?
      再算算,若用干木柴完全燃烧来获得这些热量,需要多少吨干木柴?
      氢的热值是1.4×108 J/kg
      干木柴的热值1.2×107 J/kg
    放出热量Q = 热值q×质量m = 1.4×108 J/kg× 10×103 kg = 1.4×1012 J
      约120吨干木柴完全燃烧放出的热量等于10吨氢完全燃烧放出的热量。
    例1 甲、乙两种燃料完全燃烧时,甲放出的热量较多,那么( )A.甲燃料的热值一定大于乙燃料的热值B.甲燃料的质量一定大于乙燃料的质量C.甲燃料的质量和热值都比乙燃料的大D.甲燃料的热值可能比乙燃料的热值小
    解析: Q放的大小与质量m和燃料的热值q都有关,即Q放=mq,因此,甲放出的热量较多,其质量和热值不一定大,但是质量和燃料热值的乘积一定大,故应选D.
    例2 在一次物理实验中,共燃烧酒精42g,如果酒精完全燃烧,则能释放多少热量?这些热量被10kg的水完全吸收,水的温度能上升多少摄氏度?[酒精的热值q=3.0×107J/kg,水的比热容c=4.2×103J/(kg·℃)]
    解:Q放 = mq = 42×10-3kg×3.0×107J/kg=1.26×106J,由Q放 = Q吸 = cmΔt,得:即酒精完全燃烧释放的热量是1.26×106J;水的温度能上升30℃.
      热值反映了所有能燃烧的物质的一种性质,反映了不同燃料在燃烧过程中,化学能转化为内能的本领的大小,也就是说,它是燃料本身的一种特性,它只与燃料的种类有关,与燃料的形态、质量、体积、是否完全燃烧均没有关系.
    高温的空气带走相当一部分热量,
    燃料很难完全燃烧,放出的热量往往比按热值计算出的要小,而且有效利用的热量又比放出的热量要小,例如用煤烧水。
    (1)改善燃烧的条件,使燃料尽可能充分燃烧。(2)减少各种热量损失。
    将煤磨成煤粉,用空气吹进炉膛,使之更完全燃烧;
    ①加大受热面积,以减少烟尘废气带走的热量;②使用较好的保温材料,减少热损失。
    通常的锅炉,燃料利用率比较低,因此在节约能源上改造的潜力巨大。
      1.用来做有用功的那部分能量,与燃料完全燃烧放出的能量之比,叫做热机的效率。
      在内燃机中燃料是否能够完全燃烧?燃料燃烧释放的能量都到哪里去了?
    蒸汽机的效率只有6%~15%
    汽油机的效率为 20%~30%
    柴油机的效率为30%~45%
    (1)热机的效率是热机性能的重要指标
    2.提高热机效率,节约能源,减少污染
    (2)提高效率的途径   提高燃料利用率,使燃料充分燃烧;   改进热机,减少各种能量损失;   利用废气的能量。
    例3 为了响应国家“节能减排”的号召,同学们讨论家用汽车的节能方法,你认为下列方法不合理的是( )A.开车过程中不宜频繁地急加油和急刹车B.定期清理汽车后备箱中的不常用物品,减小汽车负载C.夏天开车开空调时,空调的温度不宜过低D.驾车长期低速行驶
    可以减小汽车的阻力,行驶时可以节约耗油量
    驾车在上坡时低速行驶以增大牵引力,而当在平路上行驶时还要以适当的速度行驶,这样可以节约耗油量
    阅读教材P25STS《从火车到火箭》短文.
      1.对于燃料的热值,下列说法中,属于正确理解的是 (   )   A.燃料的热值跟燃料燃烧时放出的热量成正比   B.燃料没燃烧时就没有热值  C.就某种确定的燃料而言,它的热值是一个确定的值, 跟燃料的质量及燃料燃烧放出的热量无关  D.容易燃烧的燃料热值一定大
    知识点1 燃料的热值
      2.已知干木柴的热值是1.2×107 J/kg,完全燃烧0.7 kg干木柴能放出多少热量?假设这些热量全部被水吸收,能使多少千克水的温度由20 ℃升高到70 ℃?已知水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)。
    解:Q = 1.2×107 J/kg×0.7 kg = 8.4×106 J
       = 40 kg
    3. 完全燃烧15千克热值是 3.4×107焦耳/千克的木炭,能产生多少热量?想要获得这些热量,需要完全燃烧多少千克氢气?(q氢=1.4 ×108焦耳/千克)
    解:Q = mq = 15kg×3.4×107J/kg = 5.1×108J
      4. 关于热机效率,下列说法正确的是:(   )   A.热机效率越高,即热机做的有用功多   B.热机效率越高,即热机的功率越大   C.要提高热机效率,就要尽量减少各种能量损失,并且要保证良好的润滑   D.提高热机效率,有利于环保减排
    知识点2 热机的效率
      5.一台内燃机运行时各种能量损耗大致为:汽缸散热损失占25%,废气带走的能量占30%,摩擦等机械损耗占10%,则内燃机的热机效率为__________。
    提高效率的途径   提高燃料利用率,使燃料充分燃烧;   改进热机,减少各种能量损失;   利用废气的能量。
    1.从课后习题中选取;2.完成练习册本课时的习题。
    1.汽油的热值为4.6×107J/kg.这个数值究竟有多大?有人通过一个具体例子来认识汽油热值的大小:一个60kg的人,从大厦的1楼步行至第11楼(走了10层楼),每层楼的层高为3m,他克服重力做了多少焦耳的功?如果汽油完全燃烧获得热量的焦耳数和这些功相等,需要汽油的质量是多少?这大约相当于生活中什么物体的质量?
    解:克服重力做功W=Gh=m人gh=60kg×10N/kg×30m=1.8×104J;汽油完全燃烧放热Q放 = W = m汽油q,需要汽油的质量相当于6根火柴的质量.(一根火柴质量约65mg,其他物体合理即可)
    (见教材P26 动手动脑学物理)
    2.如果燃烧干木柴跟燃烧煤油放出的热量相等,干木柴的质量应该等于煤油质量的几倍?请列出相关计算式来说明理由.
    解:因为Q放=m木柴q木柴=m煤油q煤油,查出q木柴=1.2×107J/kg,q煤油=4.6×107J/kg,所以即干木柴的质量应该等于煤油质量的3.83倍.
    3.全球汽车保有量在迅速增长,截至2011年,全球处于使用状态的汽车数量已突破10亿辆.每辆汽车每年耗油1.8t,汽车内燃机的效率平均值取30%.如果能把内燃机效率提高1%,全球每年可以节约多少燃油?
    解:效率提高前后每辆汽车需要消耗的有用能量相等,所以30%Q总前=(30%+1%)Q总后,则30%·m前q=31%·m后q, 10亿辆汽车节省的汽油质量为109×(1.8-1.742)t=5.8×107t.
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