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1、热机效率一、认识“燃料的热值”1、预习自学（1）（1）你知道燃烧燃料的目的是什么吗？（2）你知道燃料燃烧时能量转化过程吗？（3）根据你的经验，相同质量、不同种类的燃料，完全燃烧时放出热量的本领相同吗？2、知识点（1）（1）不同种类的燃料，完全燃烧时，放出热量的本领一般 ，人们用 这个物理量来描述燃料的这种特性，符号是 。（2）热值定义： 燃料完全燃烧时，放出的热量（Q）与 的比值，叫这种燃料的热值。 燃料完全燃烧时，放出的热量（Q）与 的比值，叫这种燃料的热值。（3） 热值的单位有： 、 （4） 试分析下表中，一些燃料的热值，你能总结出影响热值大小的因素吗？一些常见燃料的热值（107J/kg）
2、干木柴约1.2无烟煤约3.4烟煤约2.9煤油4.6酒精3.0汽油4.6焦炭3.0氢气14.3柴油4.3人工煤气（107J/m3）0.81.9木炭3.4天然气（107J/m3）0.94.5 影响燃料热值的因素有 。 热值是燃料本身的一种特性，与燃料体积、质量、是否完全燃烧等 （选填：“有关”或“无关”）。（5） 热值的物理意义：氢气的热值为q=14.3107J/kg，表示的物理意义是 。（6） 燃料燃烧放热计算：公式选取单位要求完全燃烧不完全燃料典型试题考查角度1：热值概念的建立【例1-1】2kg某种燃料完全燃烧，放出热量6.0107J。则选种燃料的热值是( )A.1.2l07 J/kg B.1
3、.2l07 J/kg C.3.0l08 J/k8 D.3.0108 J/kg1-1下列事例中，最能说明燃料燃烧所放出的热量跟燃料的种类有关的是( )A2克酒精完全燃烧比2克木柴完全燃烧放出的热量多B2克酒精完全燃烧比1克汽油完全燃烧放出的热量多C2克酒精完全燃烧比1克酒精完全燃烧放出的热量多D3克涮精完全燃烧比2克烟煤不完全燃烧放出的热量多考查角度2:理解热值的概念（易错点）【例1-2】把一瓶酒精用去一半，则对剩下的酒精说法错误的是( )A质量变为原来的一半B体积减小为原来的一半C热值变为原来的一半 D热值不变1-2关于燃料的热值，下列说法中正确的是( )A燃料的热值越大，燃烧时达到的温度就越
4、高B燃料的热值越大，燃烧时放出的热量就越多C燃料燃烧越充分，则燃料的热值就越大D燃料的热值与燃料的质量以及燃烧情况无关考查角度3：有关热值的简单计算【例l-3】汽油机某段时间内消耗汽油100g。这些汽油完全燃烧能被出热量 J。(汽油热值为4.6107 J/kg)1-3天然气是一种清洁燃料，南宁市有的出租车开始使用天然气代替柴油或汽油。已知天然气的热值是7107Jm3。当出租车消耗0.2 m3天然气时，所释放的热量是_J。（假定天然气完全燃烧）二、认识热机效率1、预习自学（3）热机燃料内能1200J 右图，是某热机、某工作时段内，能量转化利用情况，（1） 试了解热机工作时，能量损失及利用原因（2
5、） 试算一算，热机工作时，能量利用率是多少？2、知识点（3）（1）热机工作时，因多种原因，热机燃料的内能无法被完全利用，为描述所利用能量占热机燃料内能的百分比，人们引入了 这个物理量。（2）人们把： 叫热机效率。（3）计算公式： 热机内能就是燃料完全燃烧时所放出的热量，其计算公式为： 。 热机效率一般用表示，其计算公式为： 。（4）认识一些热机的效率一些热机的效率蒸汽机4% 8%燃气轮机50% 60%柴油机34% 45%蒸汽轮机25% 30%汽油机26% 40%喷气发动机50% 60% 试归纳出热机效率高低规律 。典型试题考查角度1：对热机效率的理解（拓展点）【例2-1-1】如果甲热机的效率比
6、乙热机的效率高，则可以说( ) A甲热机的功率比乙热机大 B在单位时间内甲消耗的燃料比乙热机少 C甲热机的转速比乙热机大 D甲热机将然料完全燃烧产生的内能变成机械能的百分比比乙热机大2-1-1效率是热机性能的一个重要指标，下面关于热机效率的叙述中不正确的是( ) A在设计和制造上，要不断改进和革新，以减少各种能量损失，就有可能使热机的效率选到100% B两辆型号相同的小汽车，以相同的速度行驶相同的路程，耗油量少的那辆车效率高 C热机要正确使用、注意保养，可提高效率 D在热机的各种能量损失中，废气带走的能量最多，设法利用废气的能量是提高燃料利用率的重要揩施 【例2-1-2】如图所示为内燃机的能量
7、流向图，热机效率等于( )AE1/E4100%BE4/E1100%C(E3+E4)/E1100%DE4/(E1+E2+E3+E4+E5)l00%2-1-2某内燃机工作过程中，如图所示为内燃机能流图，它的能量损失所占的百分比是：废气内能35%，散热损失30%，机械损失10%则该内燃机的热机效率是_。考查角度2:燃料利用率的计算【例2-2】某家庭需要将50 kg、20的水加热到60作为生活用热水，他们利用煤气灶烧水，需燃烧0.8 kg煤气。已知煤气的热值q=4.2107 J/kg，水的比热容c=4.2l03 J/(kg)。求: (1)50 kg、20的水加热到60需吸收的热量 (2)完全燃烧0.8
8、 kg煤气放出的热量。 (3)煤气灶烧水的效率。2- 2有一种火锅是用“固体酒精”作为燃料的，已知这种燃料的热值是109 J/kg完全燃烧0.2 kg“固体酒精”放出的热量可以使多少kg的水的温度升高80已知水的比热容为4.2l03J/(kg)考查角度3:提高热机的效率【例2-3】为了节约能源，需提高热机的效率，下列措施中不能提高热机效率的是( ）A尽量使燃料充分燃烧 B尽量增加热机的工作时间C尽量减少废气带走的热量 D尽量减少热机部件间的摩擦2-3热机的效率较低，为了提高热机的效率，你认为下列方法目前不可能的是( ) A尽量使燃料充分燃烧 B尽量减少各种热损失 C尽量减少因克服摩攘而额外消耗
9、的能量 D想办法把燃料放出的热量全部用来做有用功考查角度4:热机效率的计算【例2-4】在一次某新型号的汽车测试中。让汽车在一段平直的公路上匀速行驶4.8 km受到的阻力是3.0105 N，消耗汽油l.2Kg（假设汽油完全燃烧）。汽油的热值为q=4107 Jkg。求:(1)在测试过程中，汽车牵引力所做的功。(2)该型号汽车的热机效率。2- 4用汽油为燃料的小汽车，以72 km/h的速度在水平路面上匀速行驶时，发动机的实际功率为20 kW。若小汽车行驶的距离为100 km。汽油的热值q=4.6107J/kg。小汽车发动机的效率为25。求小汽车在这段路程中：(1)行驶的时间。(2)这段时间内发动机所
10、做的功。(3)消耗汽油的质量。拓展培优拓展角度1：热学的综合计算（拓展点）【例1】液化石油气的热值高达4.6l07 J/kg一些不法商贩为牟取暴利，常将液化石油气与价格低廉、热值为2.9107 J/kg的二甲醚混合装入钢瓶内销售给客户。常州市质监局对某液化石油气站销售的瓶装燃气进行检测。将质量为100 kg、初始温度为31的水装入容器内，用高效炉灶燃烧瓶内燃气加热容器中的水直至100恰好沸腾，瓶内燃气消耗了0. 84 kg。(1) 通过高效炉灶，水能吸收燃气完内燃气的热值是多少？ (2)该液化石油气站销售的瓶装液化石油气有无掺混二甲醚？12012年4月28日，中石油与俄罗斯天然气公司签订合同，
11、俄罗新将通过东线和西线向中国供气680亿立方米。天然气燃烧时，将_能转化为内能。如果完全燃烧lm3的天然气所放出的热量全部被水吸收，可在一个标准大气压下将 _ kg的水从10加热到沸腾，这些热量相当于完全燃烧_kg煤放出的热最。水的比热容 c=4.2l03J（kg)；取热值q天然气=3.78107Jm3，q煤=3.15107 J/kg。拓展角度2：力学和热学的综合计算（拓展点）【例2】某汽车总质量是1150 kg，以72km/h的速度匀速行驶10km，若汽车所爱阻力为汽车重力的0.1倍，每个轮胎与路面的接触面积为0.05m2。(g取10 N/kg)求(1)汽车对路面的压强为多少?(2)汽车行驶
12、过程中克服阻力做了多少功?其功率为多少？(3)若该汽车热机的效率为25%，如果不考虑热机其他的能量损失，汽油热值为4.6107 J/kg。则该汽车行驶10 km过程中需要的汽油的质量为多少千克？2.汽车在行驶中由于路况和车速的不同，发动机的实际功率也不同，通常情况下实际功率要小于它的最大功率，下表是某型号汽车的相关数据，汽油的密度为0.8103 kg/m3，热值为5107 J/kg着该汽车以100km/h的速度匀速行行驶，求：(1)该汽车行驶1h消耗的汽油是多少千克？(2)该汽车行驶1h消耗的汽油完全燃烧放出的热量是多少焦耳?(3)若该汽车发动机的效率是30则发动机的实际功率是多少瓦？发动机最
13、大功率30kW百公里耗油（100km/h匀速行驶）6L最大车速170km/h基础、方法、能力三练A组：基础巩固训练1我国随着航天事业发展需要，正在研制大功率液氢发动机。这种发动机主要是利用氢具有( ） A较大的密度 B较大的比热容 C较大的热值 D较低的沸点2煤的热值大于干木柴的热值。这里是指( ) A煤比干木柴含有的热量多一些 B烧煤比烧干木柴产生的温度高一些 C烧煤比烧干木柴产生的热量多一些 D要使它们放出相同的热量，烧煤用的质量较少3某机器的能量流向图如图所示，据此推测该机器可能是( ) A热机 B电动机 C发电机 D电热水器4甲柴油机的效率比乙柴油机的效率高，这表明( ) A甲的功率比乙的大 B甲做的功比乙的多 C甲消耗的柴油比乙的少 D甲柴油机内能转化为机械能的百分比大5无烟煤的热值是3.4107 J/kg，表示的意义是 。如需获得
