初中物理人教版九年级全册第十四章 内能的利用第1节 热机优秀学案设计

第十四章 内能的利用

第2节  热机效率

教材考点梳理

一、燃料的热值（q）

1.定义：某种燃料完全燃烧放出的热量与所用燃料质量之比，叫做这种燃料的热值。（▲ 敲桌子：完全燃烧）

2.单位：J/kg或J/m3

3.物理意义：热值反映的是某种物质的一种燃烧特性，反映出不同燃料燃烧过程中，化学能转变成内能的本领大小。

4.特性：热值只与燃料的种类有关，与燃料的状态、质量、体积、是否燃烧等均无关。

5.酒精的热值是3.0×107J/kg表示：

1kg酒精完全燃烧放出的热量是3.0×107J。

6.公式：Q＝mq或者Q＝Vq。

7.火箭常用液态氢做燃料，是因为：

液态氢的热值大，体积小便于储存和运输。

8.炉子的效率：

（1）定义：炉子有效利用的热量与燃料完全燃烧放出的热量之比。

（2）公式：η=Q吸/ Q放  ×100%

（3）炉子效率比较低的原因：

A.燃料燃烧不充分。B.存在各种热量损失。

（4）提高炉子效率的方法：

A.使燃料充分燃烧。B.减少各种热量损失。

二、热机效率

1.热机能量走向图：

2.热机效率定义：

热机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。

3.公式：η=W有用/ Q总× 100%

4.提高热机效率的途径：

（1）使燃料充分燃烧。

（2）尽量减小各种热量损失。

（3）机件间保持良好的润滑、减小摩擦。

二、内能利用和环境保护

1.带来的环境问题：

（1）废气污染。（2）烟尘污染。（3）噪音污染。

2.解决办法：

（1）变分散为集中供热，提高燃料利用率。

（2）改进燃烧装置，加装消烟除尘设备，以减少烟尘排放。

（3）推广、普及“清洁能源”。

（4）种植绿色植物，净化空气。

重难点突破

1、一杯酒精烧掉一半以后,剩下的酒精(   )

A.热值与比热容都减半 B.热值与比热容都不变

C.热值不变,比热容减半 D.热值减半,比热容不变

2、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

3、关于热机的效率，下列说法正确的是(   )

A.在做功同样多的情况下，热机的效率越高消耗的燃料越多

B.一般情况下柴油机的效率比汽油机的高

C.热机的效率越高说明做功越快

D.热机损失的能量中，废气带走的能量较少，主要是由于机械摩擦损失的

4、“PM2.5”是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物，吸入后会进入血液对人体造成危害．徐州市为了保护宜居环境，已从去年开始Pm2.5监测，以下措施中会使空气中PM2.5污染增大的是（　　）

A.不控制汽车尾气的排放B.提倡使用太阳能设备

C.发展核电代替部分煤发电D.在建筑工地裸露的土地上播撒草种

5、下列关于热机的说法中，正确的是（　）

A．加润滑油减少机器各部件之间的摩擦，可以使热机效率大于1

B．柴油机工作时，将内能转化为机械能的是做功冲程

C．四冲程汽油机有两个冲程是对外做功的

D．热机不属于大气污染的主要来源

6、目前，“节能减排”已引起全球的关注。如何减少能耗，提高汽车发动机的效率越来越受到人们的重视。某汽车以72km/h的速度在平直公路上匀速行驶30km消耗了2.5L汽油。

(1)请你将图中汽油机工作时的能流图补充完整：

(2)请计算这段路程消耗汽油的质量。（汽油密度)

(3)求汽油完全燃烧，放出的热量。()

(4)已知牵引力为600N，则牵引力做多少功？

(5)此汽油机的效率为多少？

(6)汽油机的效率较低，请你就如何提高它的效率提一条合理化建议。

7、某家庭需要将50、20℃的水加热到60℃作为生活用热水,他们用煤气灶烧水,需燃烧0.8煤气.已知煤气的热值,水的比热容.

求:

1.50、20℃的水加热到60℃需吸收的热量;

2.完全燃烧0.8煤气放出的热量;

3.煤气灶烧水的效率.

参考答案

1、答案：B

解析：热值是燃料的固有性质,只与燃料的种类有关,比热容也是物质的一种性质,也只与物质的种类有关,当一杯酒精烧掉一半以后,剩下的酒精的热值和比热容都不变,所以选项A、C、D的说法错误,B正确。

2、答案：C

解析：单位质量的某种燃料完全燃烧放出的热量即这种燃料的热值，燃料的热值是燃料的一种特性，只决定于燃料的种类，与质量和燃烧情况等无关，A. B.D不符合题意，C正确.故选C.

3、答案：B

解析：热机的效率越高，有用功与燃料完全燃烧放出的热量的比值越大，即在做功相同的情况下，消耗的燃料较少，或消耗相同的燃料，做功较多，故A错误；一般情况下柴油机的效率比汽油机的高，多用在重型机器上，故B正确；热机的效率是有用功与燃料完全燃烧放出的热量的比值，热机的效率越高说明有用功与总功的比值越大；功率表示做功的快慢，功率越高说明做功越快，效率和功率是两个不同的物理量，二者之间没有必然联系，故C错误；根据内燃机的能量流向，热机损失的能量中，废气带走的能量较多，故D错误。

4、答案：A

解析：A、私家车越多，燃烧的化石燃料越多，不控制汽车尾气的排放，生成的微小颗粒物越多，会增加PM2.5污染，故符合题意；

B、太阳能环保，无污染，因此提倡使用太阳能热水器会减少空气中PM2.5含量，故不符合题意；

C、发展核电代替部分煤发电，有助于减少空气中PM2.5含量，故不符合题意；

D、植树种草可以减少沙尘暴天气，所以会减少空气中PM2.5含量，故不符合题意．

5、答案：B

解析：A、减少各种热损失、加润滑油减少机器各部件之间的摩擦、充分利用废气的能量，如建热电站，都可以提高燃料的利用率，提高热机的效率，但不能消除额外功，机械效率总小于1，故A错误；

B、柴油机工作时，做功冲程将内能转化为机械能，故B正确；

C、在内燃机工作的四个冲程中，只有做功冲程对外做功，故C错误；

D、热机排气冲程中将废气排入空气中，属于大气污染的主要来源，故D错误。

故选：B。

6、答案：(1)①废气带走热量②克服摩擦耗能(2)2kg(3)

(4)(5)19.6%(6)减少散热损失（合理即可）

解析：(1)燃料燃烧放出的热量，一部分要克服机械摩擦,一部分由汽缸直接向外散热，大部分由废气带走，剩佘的是用来做有用功的能量。

(2)根据可知，2.5L汽油的质量为。

(3)汽油完全燃烧，放出的热量。

(4)牵引力做功为。

(5)汽油机的效率为。

(6)提高热机效率的主要途径有使燃料尽可能完全燃烧、减少废气带走的热量、减小摩擦、减少热散失等。

7、答案：1.2.3.25%