1、第 6 讲热机能量的利用能源热值定义 燃料完全燃烧放出的热量 Q 与燃料质量 m 的_，叫做这种燃料的热值单位 _，符号是_公式 q=Q/m（1）酒精的热值是 3.0107 J/kg，表示_理解 （2）热值是燃料本身的一种特性，它与燃料的_有关，与燃料的质量、体积、是否完全燃烧等没有关系【提示】对于气体燃料来说，热值 q=Q/V，热值单位为“J/m 3”.热机定义 把_能转化为_能的机器原理种类 蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等内燃机定义 燃料在气缸内燃烧产生动力的热机分类 汽油机和柴油机每个工作循环分为四个冲程：_冲程、_冲程、_冲程和_冲程一个工作循环中只有_冲程是靠燃气推动活塞做功，
2、其他三个冲程是靠安装在曲轴上的飞轮的_来完成工作过程压缩冲程中_转化为_，在做功冲程中，_转化为_热机效率定义 热机用来做_的那部分能量和燃料完全燃烧放出的热量之比公式 =（Q 有用 Q 总 ）100%能量流向提高热机效率途径让燃料尽可能充分燃烧，如：将煤粒磨成煤粉、加大送风量等；利用废气的能量；机件间保持良好的润滑、减小摩擦能量的转化与守恒能量的转化和守恒内容能量既不会凭空消失，也不会凭空产生，它只会从一种形式_为其他形式，或者从一个物体_到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量_说明能量的转化和转移都是具有方向性的能的转化是通过物体做功来实现的.能的转化过程中，能量的形式发生了改变
3、能的转移过程中能量的形式没有发生变化【提示】能量守恒定律不同于机械能守恒定律.所有的能量转化和转移过程，都遵循能量守恒定律，而机械能守恒是有一定条件的.能源的分类分类标准 类型 定义 实例一次能源可以_从自然界获取的能源风能、太阳能、核能、化石能源等是否要加工二次能源无法从自然界直接获取，必须通过一次能源的消耗才能得到的能源电能、汽油、酒精灯可再生能源可以从自然界源源_地得到的能源水能、风能、太阳能、生物质能等可否再生不可再生能源在短期内不可能从自然界_的能源核能、化石能源等核能定义 原子核_或_时释放的能量叫核能获得方式及应用太阳能来源 氢原子核在超高温下发生_，释放出巨大的核能优点 取之不
4、尽、用之不竭，环保无污染利用间接利用:化石燃料直接利用：【提示】核电站的核心设备是核反应堆：控制链式反应的速度，使核能平缓地释放出来，便于利用.命题点 1 热机如图表示的是汽油机的_冲程；在压缩冲程中，是通过_的方式增加气体内能的.点拨：由图可知：进气门与排气门关闭，火花塞点火，活塞向下运动.由可知，图片中内燃机可能处于压缩冲程或做功冲程，再结合条件可知，图片中内燃机正在做功.1.汽油机在压缩冲程中( )A.进气门关闭，排气门打开 B.进气门、排气门都关闭C.气缸内气体压强减小，温度降低 D.活塞向离开火花塞的方向运动2.汽车已经成为现代生活中不可缺少的一部分，现代汽车多数采用汽油机作为发动机
5、，如图是四冲程汽油机的工作循环示意图，下列说法中正确的是( )A甲冲程是把机械能转化为内能 B乙冲程是把内能转化为机械能C丙冲程是把机械能转化为内能 D丁冲程是把内能转化为机械能3.汽车四冲程内燃机的一个工作循环一般分为吸气、压缩、做功、排气四个冲程，在这四个冲程中，把机械能转化为内能的是_冲程.某单缸四冲程内燃机飞轮转速为 1 0 r/min，该内燃机每秒钟对外做功的次数为_次.命题点 2 热值近期煤价节节攀升，少数不法商贩将煤矸石破碎后掺在优质煤中高价销售，客户为了不上当，最恰当的方法是检测下列物理量中的( )A热值 B比热容 C温度 D质量点拨：热值是燃料的一种特性，是指 1 kg 某种
6、燃料完全燃烧放出的热量，热值越大的燃料在完全燃烧相同质量的燃料时放出的热量越多，掺假后煤的热值降低，所以可以用热值来区分 1.关于燃料的热值下列说法正确的是( )A燃料的热值与燃料的燃烧情况有关B容易燃烧的燃料的热值一定大C煤的热值比干木柴的大，煤燃烧放出的热量比干木柴放出的热量多D.0.5 kg 煤油和 1.5 kg 煤油的热值一样大2.氢能源具有来源广、热值高、无污染等优点氢气的热值为 14.3107 J/kg，完全燃烧0.5 kg 的氢气可放出_J 的热量；若一罐氢气用去了一半，则剩余氢气的热值_（填“变大”“不变”或“变小”）.3.已知天然气的热值为 4.0107 Jm 3，完全燃烧
7、2.1 m3的天然气可以获得_J 的热量，不计热量损失，这些热量可以使 500 kg 水的温度升高_.c 水 =4.2103 J（kg） 命题点 3 能源的分类与转化下列各种能源中，属于可再生能源的是( )A风能 B核能 C石油 D天然气方法归纳能源家族成员众多，要分辨每种能源的类型，应以能源的特征为依据，分类标准为参照系，紧扣定义，对号入座.1.环境污染是人们越来越关注的问题.下列能源中，广泛使用容易造成空气污染的是( )A.太阳能 B.风能 C.水能 D.煤2.核电站发电流程如图所示，在核电站的发电过程中，下列所述能量转化顺序正确的是( )A核能化学能内能电能 B核能化学能机械能电能C核能
8、内能机械能电能 D核能机械能内能电能3.平常生活中我们使用的电能属于_（填“一次”或“二次”）能源.我国首辆月球车“玉兔号”成功登陆月球开展探测工作，“玉兔号”在月球上工作的能源主要来源于_（填“太阳能”或“核能”).命题点 4 能量转化效率的计算一位外地游客从扬州火车站乘出租车去西湖景点游玩，匀速行驶的出租车的牵引力为 4 000 N，如图是他所乘车的车费发票，请根据发票的信息计算这段时间内出租车所做的功和功率如果在这段时间内，出租车消耗了 1 L 汽油，试计算这辆车汽油机的效率大约是多少（汽油的密度 汽油 =0.8103 kg/m3，汽油的热值 q 汽油 =4.6107 J/kg）方法归纳
9、解决能量转化类计算题，首先应找到能量转化关系式，再利用相应公式展开，最后代入物理量求解.1 用煤气灶把 2 kg、初温为 30 的水烧到 80 ，消耗了 g 煤气，已知水的比热容是4.2103 J/(kg) ，煤气的热值为 4.2107 J/kg，则水吸收的热量为_J，煤气完全燃烧放出的热量为_J，煤气灶烧水的效率为_%.2.西气东输工程让滨州市民用上了物美价廉的天然气在标准大气压下，将质量为 2 kg、温度为 的水加热至沸腾，水至少要吸收_J 热量，这需要完全燃烧_m 3天然气c 水 =4.2103 J/（kg）,天然气的热值为 8107 J/m3一、选择题1.下列能源属于不可再生能源的是(
10、 )A.煤 B.太阳能 C.风能 D.生物质能2.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电热水器第 2 题图 第 3 题图3.如图所示，在某市的路边出现了一种“风光互补式”节能灯，它“头顶”小风扇，“肩扛”太阳能电池板关于节能灯的设计解释合理的是( )A小风扇是用来给太阳能电池板散热的 B小风扇是风力发电机，它把电能转化为机械能C太阳能电池板同时向小风扇和节能灯供电 D太阳能电池板是将太阳能转化为电能4.下列关于“热机”的说法中，正确的是( )A.通过技术改进，热机效率可达 100% B.做功冲程将机械能转化为内能C.热机常用水做冷却剂，是因为水的
11、沸点高 D.火箭发动机属于热机5. “PM2.5”是指大气中直径小于或等于 2.5 微米的颗粒物，吸入后会对人体健康造成危害，是影响空气质量的重要污染源.荆州市是全国 74 个空气质量监测城市之一.以下措施中会使空气中 PM2.5 污染增大的是( )A禁止焚烧秸秆 B提倡使用太阳能设备C发展核电代替部分煤发电 D提倡城市居民开车出行6.下列流程图是用来说明单缸四冲程汽油机的一个工作循环及涉及的主要能量转化情况关于对图中的补充正确的是( )A做功冲程 内能转化为机械能 压缩冲程 机械能转化为内能B压缩冲程 内能转化为机械能 做功冲程 机械能转化为内能C压缩冲程 机械能转化为内能 做功冲程 内能转
12、化为机械能D做功冲程 机械能转化为内能 压缩冲程 内能转化为机械能7.小明对“能源与可持续发展”这一章进行了总结性反思，其中正确的是( )A.能量是守恒的，不会有能源危机 B.能量转化和转移具有方向性C.核电站不会产生任何污染 D.太阳能只能转化成电能和内能8.核电站利用核能发电，它的核心设备是核反应堆下列说法错误的是( )A目前核电站都是通过聚变反应来利用核能 B核反应堆中发生的链式反应是可以控制的C原子核分裂或聚合时释放出核能D核能是一种不可再生的能源二、填空题9.开发和利用新能源是现代社会发展面临的重要课题.以下列出的几种能源中，属于不可再生能源的是_，属于清洁能源的是_.(均填序号)煤
13、 风能 太阳能 石油10.如图是今年 12 月 2 日我国用长征火箭发射“嫦娥三号”卫星时的壮观情景火箭发射升空时，燃料通过燃烧将化学能转化为燃气的_能，再转化为火箭的_能；火箭的燃料使用液态氢，主要是因为它的密度小且_大.第 10 题图 第 11 题图11.在如图所示的四幅图中，甲、乙是两个演示实验示意图；丙、丁是四冲程汽油机工作过程中的两个冲程示意图与压缩冲程原理相同的是_图所示的演示实验；汽油机利用内能来做功的冲程是_图12.在火电站内，燃料的化学能经锅炉、蒸汽轮机和发电机最终转化为电能蒸汽轮机的作用是将_能转化为机械能若锅炉、蒸汽轮机和发电机的效率分别为 50%、70%和80%，则火电
14、站的效率为_13.电脑的中央处理器（CPU）只有半张扑克牌大小，工作时发热显著，常采用散热片与风扇组合冷却，某电脑 CPU 的功率为 90 W，其中发热功率占 8%，铜质散热器的质量是 0.8 kg若工作半小时，CPU 消耗电能_J，产生热量_J，这些热量可使散热器温度升高_铜的比热容为 0.39103 J/（kg），结果保留一位小数14.中国南海海底探明有大量的“可燃冰”, 同等条件下,“可燃冰” 完全燃烧放出的热量达到煤气的数十倍, 说明“可燃冰”的_很大; 以 10 倍的关系粗略计算, 1 kg“可燃冰”完全燃烧放出的热量可以使_kg 的水从 加热至 60 .q 煤气= 4.2 107
15、J/kg,c 水 =4.2103 J/(kg) 三、计算题15.三峡水电站有“照亮半个中国”的美誉，它的年平均发电量约为 8.51010 kWh，相当于一座年消耗 51010 kg 标准煤的火力发电站的发电量(1)标准煤的热值为 2.9107 J/kg，完全燃烧 5l010 kg 标准煤能放出多少热量？(2)以三峡水力发电代替同等的火力发电，每年会少排 CO2气体 1.21011 kg，这些气体的体积是多少 m3(通常情况下 CO2气体的密度为 2 kg/m3)？(3)根据本题中的数据，计算火力发电的效率第 6 讲热机能量的利用能源考点解读考点 1 比值 焦每千克 J/kg 1 kg 的酒精完
16、全燃烧放出的热量是 3.0107 J 种类考点 2 内 机械 吸气 压缩 做功 排气 做功 惯性 机械能 内能 内能 机械能 有用功 废气带走 机械损失 散热损失考点 3 转化 转移 保持不变考点 4 1.直接 不断 得到补充 分裂 结合 聚变 电 热 化学各个击破例 1 做功 做功题组训练 1.B 2.A 3.压缩 10例 2 A题组训练 1.D 2.7.1510 7 不变 3.8410 7 40例 3 A题组训练 1.D 2.C 3.二次 太阳能例 4 车行驶的时间：t=10：05-9：50=15 min=900 s，车行驶的路程：s=6.75 km=6 750 m，牵引力做功：W=Fs=
17、4 000 N6 750 m=2.710 7 J发动机功率：P=Wt=2.710 7 J900 s=310 4 W；汽油的质量：m= 汽油 V=0.8103 kg/m3110-3 m3=0.8 kg；汽油完全燃烧释放的热量：Q=q 汽油 m=4.6107 J/kg0.8 kg=3.68107 J；这辆车汽油机的效率大约是 =WQ=（2.710 7 J3.6810 7 J）100%=73.4%.题组训练 1.4.210 5 8.4105 50 2.6.7210 5 8.410-3整合集训1.A 2.A 3.D 4.D 5.D 6.C 7.B 8.A 9. 10.内 机械 热值 11.乙 丙 12.内 28% 13.1.6210 5 1.296104 41.5 14.热值 2.510 315.（1）Q=qm=2.910 7 J/kg51010 kg=1.451018 J；（2）V=m /=1.210 11 kg/2 kg/m3=61010 m3；（3）已知 E=8.510 10 kWh=8.510101 0003 600 J=3.061017 J，Q=1.4510 18 J，=E/Q100%=（3.0610 17 J/1.451018 J）100%=21.1%.