1、初三物理热机和热值【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.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：Ikg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()能量守恒定律【典型例题】例1：关于燃料的热值，以下说法中正确的选项是()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
2、C.煤的热值大于干木柴的热值，燃烧燥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：此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，应选项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，那么剩下的煤油()A.密度和热值不变，比热容减为原来的一半
3、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：此题用于考查密度、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，那么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，那么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
4、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6.0XI06J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4.6Xl()7jkg,表示完全燃烧Ikg汽油放出的热量为4.6X107J,完全燃烧2kg汽油放出的热量Q=燃烧值质量=4.6107Jkg2kg=9.2IO7J.酒精的燃烧值是3.0107JZkg,表示完全燃烧Ikg酒精放出的热量为3.0IO7J.放出6.0IO6J的热量，需完全燃烧的酒精的质量M=热
5、量/燃烧值=6.0X106J3.0107Jkg=0.2kg=200g.答：完全燃烧2kg汽油放出热量92X10i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：此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.此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
6、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，以下说法中正确的选项是()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.热机单位时间里消耗的燃料少，热机的效率就一定高D.以
7、上说法都不对选题目的：此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局部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，就无法比拟热机的效率的上下.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上下.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上下.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
8、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：此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局部能量，即转化成机械能的那局部能量，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，条件缺乏故不对.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？(干木柴的热值为1.2xl()7jkg,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：此题用于考查燃料燃烧放热公式的使
9、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100,利用吸热公式。吸=C机(f-r0)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.此题的易错点是将相=。/“错写成由于公式使用错误使得最后的结果出错.由于无视单位换算，也是导致解题出现错误的原因之一.解：=CW(Z-Z0)=4.2103J(kg)X5kg(100-40oQ=1.2610ftJ.因为Q吸=Q放=126XIO,j所以，干木柴质量加=Qq=L26xK)6ji2K)7JZkg=Olo5kg.例8：无烟煤的热值为3.4xl(fjkg,20g无烟煤完全燃烧所放出的热量假
10、设全部被2kg3OC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：此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放=4n=3.4xlO7Jkgx0.02kg=6.8105J.。吸=CmqTo)因为Q=。放，所以r=(cm)+t0=6.8105J4.2103J(kgoC)2kg+30oC111.在1标准大气压下水的沸点是100,水在Io(TC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
11、只能升高到100C.此题易错点是机械地套用公式Q=0放，即cm(ro)二夕相，算出f=lllC.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，同时也无视了公式。吸=Cm4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3.4l()7jkg,铝的比热容为0.88l()3j(kg-)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奴=C水加水70)=4.2103J(kgoC)5kg(100oC-20oC)=1.68I
12、O6J【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一内能，也就是通常所说的释放出能量。2 .Ikg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3.4Xl()7jkg,它的物理意义是O3 .酒精的燃烧值是3Ol()7jkg,酒精炉里装有100g酒精，假设燃烧掉一半，放出的热量是J,剩余局部酒精的燃烧值是O4 .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O5 .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
13、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O9 .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 .用来做那局部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
14、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60rs,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（）
15、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.防止使用热机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，正确的选项是（）A.有用功跟燃料燃烧值的比值B.用来做有用功的那局部能量跟燃料燃烧所放出的能量之比C.用来做有用功的那局
16、部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局部能量之比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o24 .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，指出汽油机和柴油机的主要区别:五、计算题26 .完全燃烧140g焦炭（焦炭的燃烧值为3.0Xl（）7jkg）能放出多少焦的热量？假设这些热量的30%被水
17、吸收，那么能使 试题答案L化学，化学，内2.完全燃烧，Ikg无XlO7J(C)30kg20C的水温升高到多少？烟煤在完全燃烧时放出的热量是3.43.1.5IO3*6J,3.0107*11Jkg4.加热，物体温度，做功5.气缸内，高温高压，工作物质，活塞做功6.四，二，三，机械，内，内，机械7.做功，辅助，惯性，吸气，压缩，排气，做功8.火花塞，点燃式，压缩，喷油嘴，雾状柴油，压燃式9.汽油和空气的混合物，空气10.有用功完全燃烧减少各种热损失，保证良好的润滑，减少因克服摩擦而额外消耗的功11.12.13.14.X15.B16.A17.B18.C19.D20.C21.C22.B23.外力先使曲轴转动，通过连杆带动活塞运动依靠飞轮的惯性贮存能量，以帮助完成三个辅助冲程24.（a）吸气；（b）排气；（C）压缩；（d）做功25.汽油和空气混合物，空气，有火花塞，有喷油嘴，点燃式，压燃式26.4.2106J,30C
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