2023年中考物理一轮复习讲义--“燃料的热值与热机效率”考点透视

这是一份2023年中考物理一轮复习讲义--“燃料的热值与热机效率”考点透视，共6页。学案主要包含了燃料的热值，热机的效率等内容，欢迎下载使用。

1.“网络式”复习法：即采用章、节、标题、要点四个层次对教材进行梳理和编织记忆网络。
2.提高“回头率”：为了防止遗忘，就要采用提高“回头率”的`方法，即看完一节、一章、一部分之后，再回头扫视一遍，这样知识得到了系统的巩固，效果很好。
3.“空想法”：所谓空想法就是不看课本回想看过的内容;或看课本的大纲填充细节。
4.树形图：复习时，可以在每门考试科目众多的参考书中，选出一本较有代表性的参考书，通读全书后，理出该领域研究的主要线索。
5.梳理错题法：把综合复习阶段做过的所有习题重新浏览一遍。把曾经做错并改正后的题重点看一遍。
6.“齐头并进”法：在复习过程中，由于要复习的学科多，所以必须合理安排时间。学科和学科之间不可偏废。可将每天的时间划分为大致相等的5部分，用于7门课的复习，弱科花的时间稍多一些。
“燃料的热值与热机效率”考点透视
一、燃料的热值
考点1.热值的理解
例1.（热值的理解）小明在课后查阅到一些燃料的热值，将其记录如下：
①根据燃料的热值表可以看出酒精的热值为3.0×107J/kg，它表示的物理意义是__________________。
②若1kg的木炭不完全燃料，那么其释放的热量Q______（填“>”、“<”或“=”）3.4×107J。
③质量相等的四种燃料完全燃烧后，放出热量最少的是________，选用_______为卫星运载火箭的燃料最好。
答案：①1kg的酒精完全燃烧可以释放3.0×107J的热量；②<；③酒精；氢。
例2.（热值的大小）关于热值大小，判断下列说法是否正确？
A.燃料不完全燃烧时热值会变小（ ）
B.越容易燃烧的燃料其热值越大（ ）
C.热值越大的燃料完全燃烧时放出的热量越多（ ）
D.质量一定时，热值越大的燃料燃烧放出的热量越多（ ）
E.2kg煤的热值大于1kg的热值（ ）
F.燃料的热值是燃料本身的特性，与其他因素无关（ ）
溯本探源：①热值与燃料的种类有关；
②燃料的热值是一个常数，是燃料的一种特性，其大小只与燃料的种类有关，与燃料的质量、体积以及是否完全燃烧无关。
答案：A.× B.× C.×（没有考虑燃料） D.×（没有考虑燃料是否“完全燃料”）
E.× F.√
考点2.热值公式应用
例3.（利用Q=mq或Q=Vq求燃料完全燃烧释放的热量）
（1）有一箱木炭，它的质量为10kg， 热值为3.4×107 J/kg。若用掉一半，剩下木炭的热值为_________ J/kg，燃烧半箱木炭最多放出热量__________J。
解析：由题可知m= 5kg， q木炭 =3.4×107 J/kg
Q=mq=5kg×3.4×107 J/kg = 1.7×108J
（2）用某型号天然气热水器烧水，完全燃烧热值为3.2×107J/m3的天然气0.125m3，放出热量_______J。
解析：由题可知V = 0.125m3，q天然气 =3.2×107 J/m3
Q=Vq= 0.125m3×3.2×107 J/m3=4×106J
例4.（利用或求燃料质量或体积）
（1）艾灸是中华医学的瑰宝，利用艾条燃烧产生的热量刺激人体穴位，能够达到防病治病的目的。若艾条的热值为1.4×107J/kg，则要放出2.8×106J的热量，应完全燃烧________kg的艾条。
解析：由题可知q艾条=1.4×107J/kg，Q=2.8×106 J
（2）沼气是一种清洁燃料，部分地区因地制宜建造沼气池，利用沼气烧水做饭。已知沼气的热值为1.9×107J/m3，沼气完全燃烧放出的热量为3.8×107J时，需要消耗沼气________m3。
解析：由题可知q沼气=1.9×107J/m3，Q=3.8×107J
二、热机的效率
考点1.热机效率的理解
例1.（认识燃料的利用率）如图所示是用干木材烧开水的情景。
①在生活中干木材很难做到完全燃烧，放出的热量往往比按热值计算出的要_______。
②干木材燃烧放出的热量都去哪儿了?真正被利用的是哪一部分?
③若燃料放出的热量为1000J，各部分热量如图所示，则烧水时干木材的利用率为多少?
答案：（1）小；（2）见能量流向图；（3）。
例2.（热机效率的理解）如图所示是某汽车四冲程汽油机中的能量流向。
（1）根据图中给出的信息，该机械的效率是_________，若工作效率按此计算，当汽油完全燃烧放出的热量为1000J时，汽车获得的机械能是_________。
（2） 关于热机的效率，以下各种说法中正确的有_______。
A.热机所用燃料越多，效率越高 B.热机输出功率越大，热机效率越高
C.热机所做有用机械功占比越多，热机效率越高 D.汽油机的效率可以达到100%
E.热机做功越快，效率一定越高
F.热机效率高，在做功相同多的情况下，消耗的燃料更少
答案：（1）35%；350J；（2）CF。
例3.（提高热机效率的方法）以下各项措施中，能提高热机效率的有（ ）
A.使燃料充分燃烧 B.使用热值更高的燃料
C.保证良好的润滑，减小机械摩擦 D.在热机的设计和制造上，采用先进的技术
E.尽量增加热机工作时间
答案：ACD。
考点2.热机效率的相关计算
例4.（利用或求效率）用某煤气灶将质量为5kg的水从20℃加热到100℃，水吸收的热量为__________J；若消耗的煤气质量为0. 16kg，煤气灶烧水时的效率为_________。[c水=4.2×103/（kg·℃），q煤气=4.2×107J/kg]
解析：①已知m= 5kg，Δt= 80℃，c水= 4.2×103J/（kg·℃）
Q吸=cmΔt = 4.2×103J/（kg·℃）×5kg×80℃=1.68×106J
②由题可知m煤气= 0.16kg，q煤气=4.2×107J/kg
Q=mq=0.16kg×4.2×107J/kg= 6.72×106J
煤气灶烧水时的效率：
例5.（烧水加热模型）用某型号天然气热水器烧水，完全燃烧热值为3.2×107J/m3的天然气0.125m3，放出热量________J： 若该热水器的加热效率为84%，则能将40kg初始温度为20℃的水加热至_______℃。[c水= 4.2×103J/（kg·℃）]
解析：①由题可知：V天然气= 0.125m3，q天然气= 3.2×107J/kg
Q=Vq=0.125m3×3.2×107J/kg=4×106J
②已知η= 84%，Q总=4×106J
根据可得：Q有用=ηQ总=84%×4×106J = 3.36×106J
因为m水= 40kg，c水= 4.2×103J/（kg·℃）
能将40kg初始温度为20℃的水加热至：t末= 20℃+ 20℃= 40℃
例6.（热机做功模型）氢燃料具有清洁、效率高等优点，被认为是理想的能源之一，目前我国部分城市已有多批氢能源公交车投放使用，问：[c水=4.2×103J/（kg·℃），q氢燃料= 1.4×108J/kg]
（1）质量为0.6kg的氢燃料完全燃烧放出的热量是多少?
（2）若这些热量恰好能供某氢能源公交车以140kW的恒定功率匀速行驶5min，则该氢能源公交车的效率是多少?
解析：（1）由题可知m氢=0.6kg，q氢燃料= 1.4×108J/kg
Q=mq=0.6kg×1.4×108J/kg= 8.4×107J
（2）已知公交车行驶时功率：P= 140kW=1.4×105W
行驶时间：t =5min= 300s
所以公交车行驶5min做的有用功：W=Pt=1.4×105W×300s=4.2×107J
该氢能源公交车的效率：燃料
热值
燃料
热值
酒精
3.0×107J/kg
柴油
4.3×107J/kg
木炭
3.4×107J/kg
氢
1.4×108J/kg