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1、初三物理热机和热值人教实验版 本讲教育信息 一 教学内容 热机和热值 二 重点 难点 1 知道热机的原理 知道内燃机的冲程和能量转化 2 知道什么是热值 掌握热值的相关计算 三 知识点分析 一 热机 1 热机是把内能转化为机械能的装置 2 内燃机有吸气冲程 压缩冲程 做功冲程 排气冲程 3 压缩冲程把机械能转化为内能 做功冲程把内能转化为机械能 二 热值 1 热值 1kg 的某种燃料完全燃烧所放出的热量叫做这种燃料的热值 2 公式 Q mq 3 单位 J kg 三 能量守恒定律 典型例题 例 1 关于燃料的热值 以下说法中正确的是 A 燃料的热值与燃料的燃烧情况无关 B 容易燃烧的燃料 热值一
2、定大 C 煤的热值大于干木柴的热值 燃烧煤放出的热量一定比燃烧干木柴放出 的热量多 D 为了提高锅炉的效率 一定要用热值高的燃料 选题目的 本题用于考查对热值的掌握和理解 解析 燃料的热值是燃料的一种特性 它只与燃料的种类有关 而与燃料 的质量 燃烧与否无关 故选项 B 是错的 燃料燃烧时放出的热量与燃料的热 值 燃料的质量 燃烧是否完全有关 选项 C 中只知道煤的热值较干木柴的大 两者的质量关系 燃烧是否完全并不知道 因此不能确定谁放出的热量多 炉 子的效率与燃料燃烧的完全程度和热量散失程度有关 与燃料的热值大小无关 故正确答案 A 例 2 一桶煤油用掉了一半 则剩下的煤油 A 密度和热值不
3、变 比热容减为原来的一半 B 比热容和密度不变 热值减为原来的一半 C 热值和比热容不变 密度减为原来的一半 D 密度 热值和比热容都不变 选题目的 本题用于考查密度 热值和比热容的掌握和理解 解析 物质的密度 燃料的热值和物质的比热容都是表现物质本质属性的 物理量 因此对于给定的物质来说 这三个物理量的数值都不会发生变化 答 案选 D 错选 A 是不理解比热容的概念 不知道比热容是表示物质特性的物理量 错认为比热容值与物体的质量成反比 物体的质量减少一半 则其比热容值减 少一半 错选 B 是不理解热值的物理意义 热值是表示燃料燃烧本领的物理量 它表示了燃料的一种特性 物质确定后 则该燃料的热
4、值也就随之确定 错选 C 是错误理解物质密度的定义 误认为物体的密度与物体的质量和体积有 关 以上三个错误都是由于不理解物质的特性量是由物质本身决定的 把物质 的特性量与一般的物理量概念等同 因而得出了错误结论 例 3 完全燃烧 2kg 汽油放出多少热量 要放出 6 0 106J 的热量 需完全 燃烧多少克酒精 解 可根据燃烧值的定义去分析计算 汽油的燃烧值为 4 6 107J kg 表示完全燃烧 1kg 汽油放出的热量为 4 6 107J 完全燃烧 2kg 汽油放出的热量 Q 燃烧值 质量 4 6 107J kg 2kg 9 2 107J 酒精的燃烧值是 3 0 107J kg 表示完全燃烧
5、 1kg 酒精放出的热量为 3 0 107J 放出 6 0 106J 的热量 需完全燃烧的酒精的质量 m 热量 燃烧值 6 0 106J 3 0 107J kg 0 2kg 200g 答 完全燃烧 2kg 汽油放出热量 9 2 107J 需燃烧酒精 200g 例 4 汽油机工作过程由四个冲程组成 在这些冲程中 内能转化为机械 能的是 A 吸气冲程B 压缩冲程C 做功冲程D 排气冲程 选题目的 本题用于考查知道汽油机工作过程由四个冲程组成 考查理解 在汽油机工作的四个冲程中 发生能量转化的情况 解析 知道汽油机工作的四个冲程中 只有在做功冲程与压缩冲程中发生 能量转化 且只有在做功冲程中 是将燃
6、气的内能转化为活塞的机械能 本题 易错点是不知道汽油机工作的四个冲程中 发生能量转化的情况 汽油机工作 中发生能量转化的情况是将燃气燃烧产生的内能转化为活塞的机械能 在汽油 机工作过程中只在做功冲程中完成这种能量转化 而其他的几个冲程都是辅助 冲程 因此 在分析汽油机工作过程中的能量转化的情况时 只要明确汽油机 工作原理 理解汽油机工作的四个冲程中 只有在做功冲程与压缩冲程中发生 能量转化 就能得出正确答案 在汽油机工作过程中 只有在做功冲程与压缩冲程中发生能量转化 在压 缩冲程中主要是将机械能转化为气体的内能 在做功冲程中 主要是将气体的 内能转化为活塞的机械能 答案 C 例 5 关于热机的
7、效率 以下说法中正确的是 A 热机做的有用功越多 效率就一定越高 B 热机的功率大 效率就一定高 C 热机单位时间里耗费的燃料少 热机的效率就一定高 D 以上说法都不对 选题目的 本题用于考查学生对效率和功率知识点的理解 解析 热机的效率是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 热机做的有用功多 但消耗的燃料完全燃烧所放出的能量没有确定 就无法比较热机的效率的高低 热机的功率大 只表示单位时间内做的有用功 多 在热机单位时间里所消耗燃料完全燃烧所放出的能量没有确定的情况下 也无法判断热机效率高低 热机单位时间里消耗的燃料少 在热机功率没有确 定的情况下 无法确定单位时间里热机所
8、做的有用功的多少 因而无法判断热 机的效率高低 答案 选 D 例 6 汽油机的效率往往比柴油机低 这说明 A 汽油机的功率比柴油机小 B 汽油机做的功比柴油机少 C 柴油机消耗柴油多 D 柴油机的内能转化为机械能的百分比大 选题目的 本题用于考查内燃机的效率 解析 热机的效率与功率 做功多少没有直接关系 汽油机的效率低 根据热机效率的定义可知 是用来做有用功的那部分能 量 即转化成机械能的那部分能量 占燃料完全燃烧所放出的能量的百分比小 故 D 对 热机的效率不是功率 故 A 错 做功的多少取决于功率和时间 并不 是由热机的效率决定的 故 B 错 C 的说法中 条件不足故不对 答案 D 例 7
9、 把 5kg40 的水烧开 需要完全燃烧多少千克的干木柴 已知干木 柴的热值为 7 102 1 J kg 外界为标准大气压 并且燃料完全燃烧放出的热量 全部被水吸收 选题目的 本题用于考查燃料燃烧放热公式的使用 考查一标准大气压下 水的沸点 解析 应注意在标准大气压下 水的沸点是 100 即水烧开时的温度为 100 利用吸热公式 0 ttcmQ 吸 可以算出将水烧开要吸收多少热量 再利 用燃料的热值求干木柴的质量 本题的易错点是将qQm 错写成Qqm 由 于公式使用错误使得最后的结果出错 由于忽视单位换算 也是导致解题出现 错误的原因之一 解 63 0 101 26C 40C100 kg5 C
10、J kg102 4 ttcmQ吸J 因为 6 101 26 放吸 QQJ 所以 干木柴质量105 0 J kg102 1 J101 26 76 qQmkg 例 8 已知无烟煤的热值为 7 104 3 J kg 20g 无烟煤完全燃烧所放出的热 量若全部被 2kg30 的水吸收 在 1 标准大气压下水温可以升高到多少摄氏度 选题目的 本题用于考查物体吸放热的公式 燃料燃烧放热公式的掌握 以及液体沸腾的特点 解析 掌握物体吸放热的公式 会根据物体吸放热的公式与燃料燃烧放热 公式正确列出热平衡方程 并能利用液体沸腾的特点正确对计算结果进行分析 得出正确结论 解 57 106 80 02kgJ kg1
11、04 3 qmQ放J 0 ttcmQ 吸 因为 放吸 QQ 所以 C111C30 kg2 CJ kg102 4 J108 6 35 0 tcmQt 吸 在 1 标准大气压下水的沸点是 100 水在 100 沸腾后 水吸收热量只是为了 完成沸腾 但水温保持不变 所以水温只能升高到 100 本题易错点是机械地套用公式 放吸 QQ 即qmttcm 0 算出111 t 没有考虑到在一个标准大气压下水的沸点是 100 这一隐含条件 这个答案 不符合实际情况 同时也忽视了公式tcmQ 吸 的适用范围 即只在没有物态 变化时适用 例 9 质量为 0 5kg 的铝壶里装着 5kg20 的水 将铝壶放在煤炉上加
12、热 效率为 20 问 要燃烧多少无烟煤才能将水烧开 无烟煤的热值为 J kg104 3 7 铝的比热容为C J kg100 88 3 解 正确理解效率的概念 水吸收的热量才是有效利用的热量 正确解法 63 0 101 68C 20C 1005kgC J kg102 4 ttmcQ 水水吸 J 0 247kg J kg103 4 J108 4 J108 4J 20 1068 1 20 20 7 6 66 q Q mqmQ QQ Q Q 放 煤煤放 吸放 放 吸 模拟试题 答题时间 45 分钟 一 填空题 1 燃料的燃烧是一种 变化 在燃烧的过程中 燃料的 能转化为 能 也就是通常所说的释放出能量
13、 2 1kg 某种燃料 放出的热量 叫做这种燃料的燃烧值 无烟煤的燃烧值 是 3 4 107J kg 它的物理意义是 3 酒精的燃烧值是 3 0 107J kg 酒精炉里装有 100g 酒精 若燃烧掉一半 放出的热量是 J 剩余部分酒精的燃烧值是 4 内能的一个重要应用就是直接用它来 物体 物体在获得内能以后 会升高 内能的另一个重要应用就是用它来 5 内燃机的工作特点是 让燃料在 燃烧 生成 的燃气 利用这个 燃气作为 去推动 6 一般内燃机完成一个工作循环具有 个冲程 其中压缩冲程和做功冲程 分别是第 和第 冲程 在压缩冲程里 能转变为 能 在 做功冲程里 能转化为 能 7 内燃机工作的一
14、个循环中 只有 冲程对外做功 其它几个冲程是 冲程 要靠飞轮的 来完成 但从全局看 冲程 冲 程和 冲程都是必不可少的 它们为 冲程对外做功创造了条件 8 汽油机是用 使燃料燃烧的 这种点火方式叫做 柴油机是在 冲程末 向气缸内喷射 它在远远超过它的燃点的热空气 中立即燃烧 这种点火方式叫做 9 柴油机和汽油机在吸气冲程中的不同是 汽油机吸入气缸里的是 柴 油机吸入气缸里的是 10 用来做 那部分能量和燃料 放出的能量之比 叫做热机的效率 提高热机效率的途径是 二 判断题 11 一台单缸汽油机 飞轮每分钟转 600 转 那么这台汽油机每分钟内完成 300 个工作循环 12 热机的效率总小于或等
15、于 1 13 总的看来 内燃机实现了内能向机械能的转化 但在它的工作过程中 也 有机械能转化为内能的过程 14 燃料的燃烧值要随着燃料的不断燃烧而减小 三 选择题 15 热机工作的共同特点是 A 都有燃料进入汽缸 B 将燃料燃烧放出的内能传递给工作物质 使工作物质受热膨胀 对外作功 C 都能把燃料燃烧所释放出的内能全部转化为机械能 D 都有四个冲程 16 四冲程汽油机的转速是 60r s 那么它每秒钟对外做功的次数是 A 30 次 B 20 次 C 600 次 D 300 次 17 为了提高热机的效率 应尽可能 A 采用优质燃料 B 减少热机的各种热损失 保证良好的润滑 C 降低热机的功率 D
16、 避免使用热机 18 内燃机的工作物质是 A 水蒸气 B 空气 C 燃料燃烧生成的高温高压气体 D 柴油 汽油和天然气 19 热能的效率越高 说明 A 能作的有用功越多 B 燃料的燃烧值越大 C 这台热机的马力越大 D 机器对燃料的利用率越高 20 汽油机在压缩冲程中工作物质被压缩 气缸中的 A 压强增大 温度降低 B 压强减小 温度升高 C 压强增大 温度升高 D 压强减小 温度降低 21 关于热机效率以下几种说法中 正确的是 A 有用功跟燃料燃烧值的比值 B 用来做有用功的那部分能量跟燃料燃烧所放出的能量之比 C 用来做有用功的那部分能量跟燃料完全燃烧所放出的能量之比 D 燃料完全燃烧所放出的能量跟用来做有用功的那部分能量之比 22 一般来说柴油机的效率比汽油机高 其原因是 A 压缩冲程末 气缸内温度和压强都比汽油机的低 B 在柴油机里 推动活塞做功的燃气的压强比汽油机里的高 燃气的功较多 C 柴油的燃烧值比汽油高 D 柴油机的功率较大 四 实验题 23 内燃机中 连杆和曲轴的作用是 飞轮的作用是 24 图为汽油机冲程的示意图 请根据图示填出汽油机所处的工作状态 25 完成下表 指
