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1、初三物理热机和热值本讲教育信息】. 教学内容： 热机和热值. 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热机是把内能转化为机械能的装置三. 知识点分析 （一）热机1.2.3.做功冲程把内燃机有吸气冲程、压缩冲程、做功冲程程.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=mq3. 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
2、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
3、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
4、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6.0X106J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4.6X107j/kg，表示完全燃烧lkg汽油放出的热量为4.6X107J，完全燃 烧 2kg 汽油放出的热量Q=燃烧值X质量=4.6 X 10J/kg X 2kg=9.2 X 107J.酒精的燃烧值是3.0 X 107j/kg,表示完全燃烧1kg酒精放出的热量为3.0X107J.放出6.0 X106J 的热量，需完全燃烧
5、的酒精的质量m=热量/燃烧值=6.0 X 106J/3.0 X 107j/kg=0.2kg=200g.答：完全燃烧2kg汽油放出热量9.2X107J.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
6、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
7、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（
8、）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：把5kg40C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1.2 x 107J/kg，外界为标准大气
9、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100C .即水烧开时的温度为100C，利用吸热公式Q = cm （t - t ）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 吸0的质量.本题的易错点是将m = Q / q错写成m = Qq，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：Q = cm （t - t ） = 4.2 x 10 3j/（kg C） x 5kg x （100。C - 40。C） = 1.26 x 10 6
10、J. 吸0因为 Q = Q = 1.26 x 10 6 J.吸放所以，干木柴质量 m = Q / q = 1.26 x 106J/1.2 x 10 7 j/kg = 0.105 kg.例8：已知无烟煤的热值为3.4 x 107J /kg，20g无烟煤完全燃烧所放出的热量若全部被 2kg30C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： Q = qm =3
11、.4x107J/kg x0.02kg = 6.8 x105J放Q = cm （t - t ）因为Q = Q ，所以吸0吸放t = （Q / cm ） + t = 6.8 x 105J/4.2 x 10 3 J/（kg 。C） x 2kg + 30。C 111。C .吸0在1标准大气压下水的沸点是100 C，水在100 C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100C.本题易错点是机械地套用公式Q = Q ，即cm (t - t ) = qm，算出t = 111 C.没有考吸 放 0虑到在一个标准大气压下水的沸点是100 C这一隐含条件，这个答案不符合实际情况，同
12、时 也忽视了公式Q = cm At的适用范围，即只在没有物态变化时适用.吸例9：质量为0.5kg的铝壶里装着5kg20C的水，将铝壶放在煤炉上加热，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3.4 x 10 7j/kg，铝的比热容为0.88 x 10 3j/(kg 。C)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：Q = c m (t - t ) = 4.2 x 10 3j/(kg -oC) x 5kg x (100。C - 20。C) = 1.68 x 10 6 J 吸 水 水0放=20 Q放=Q /20% = 1.68 x 10 6 j/20% 吸
13、=8.4 x 106JQ = m q放煤.m煤&4 x 10 6 J3.4 x10 7 j/kg=0.247kg【模拟试题】（答题时间：45 分钟）一、填空题1. 燃料的燃烧是一种_化学_变化，在燃烧的过程中，燃料的_化学能转化为内_能，也就是通常所说的释放出能量。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3.4X107j/kg，它的物理意义是。3. 酒精的燃烧值是3.0X10J/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
14、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
15、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。（J ）12. 热机的效率总小于或等于 1 。（ X ）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。（V ）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
