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1、 第17讲 热机 能源与可持续发展 圣 贾 尼 但 析 掂 邱 湘 腻 眼 蕾 钒 槛 市 翱 董 步 宛 裤 解 弘 甄 侩 瓜 拓 踌 疑 宝 爷 贺 佰 成 1 7 热 机 能 源 与 可 持 续 发 展 1 7 热 机 能 源 与 可 持 续 发 展 第17讲 热机 能源与可持续发展 考点53 热机 考点自主梳理与热身反馈 1热热机原理 通过过燃烧烧把燃料的_能转转化为为_能，再通 过过 做功把_能转转化为为_能。 2工作过过程 热热机的一个工作循环环由_、_、_ 、 _四个冲程组组成。在四个冲程中，只有_ 冲程是燃气对对外做功，将_能转转化为为_能，其 化学内 内机械 吸气压缩 做功
2、 排气做功 内机械 巍 然 爹 巾 凯 沮 仕 窝 什 先 嘎 很 哼 锥 凌 溯 萄 酌 尔 娟 夯 梨 采 榔 跨 灶 燕 钙 妄 八 知 沮 1 7 热 机 能 源 与 可 持 续 发 展 1 7 热 机 能 源 与 可 持 续 发 展 他三个冲程是辅辅助冲程，要靠安装在曲轴轴上的飞轮飞轮 的 _来完成。一个工作循环环中，曲轴轴、飞轮转动飞轮转动 2周 ， 活塞往复运动动2次，对对外做功_次。 3热热机效率 (1)定义义：用来做_的那部分能量与燃料_ 燃烧烧放出的能量之比。 第17讲 热机 能源与可持续发展 惯性 1 有用功完全 铃 援 履 姐 玄 而 找 骑 贺 意 疡 悉 毁 刹 睁
3、 询 造 焕 墓 铡 来 梆 暮 碌 啦 访 灌 县 阵 疡 童 析 1 7 热 机 能 源 与 可 持 续 发 展 1 7 热 机 能 源 与 可 持 续 发 展 考点54 以热机为载体的力、热综合计算 第17讲 热机 能源与可持续发展 盯 艾 付 肌 神 卉 漾 牛 瞪 午 烫 苑 变 儡 括 汗 联 宋 豪 撞 也 湍 慨 妄 筋 探 竣 枫 抽 承 嗅 钦 1 7 热 机 能 源 与 可 持 续 发 展 1 7 热 机 能 源 与 可 持 续 发 展 热量 第17讲 热机 能源与可持续发展 有用功 牵 风 氦 戊 林 右 陀 音 稚 毁 钧 胰 札 课 刮 勘 劝 厦 筑 探 谗 翼
4、掂 衷 沾 排 例 粉 蛾 鸦 苫 迄 1 7 热 机 能 源 与 可 持 续 发 展 1 7 热 机 能 源 与 可 持 续 发 展 考点55 能量的转化与守恒 第17讲 热机 能源与可持续发展 1常见能的转化 (1)摩擦生热：_能转化为_能。 (2)发电机：_能转化为_能。 (3)电动机：_能转化为_能。 (4)光合作用：_能转化为_能。 (5)燃料燃烧：_能转化为_能。 2能量守恒定律 (1)内容：能量既不会凭空消灭，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_到其他物体，而在转化和转移的过程中， 机械内 机械电 电机械 光(太阳)化学 化学 内 转化 转移 蜂 灾
5、 臀 正 听 派 偿 欢 梆 皮 铸 污 直 副 瞪 书 绝 惹 纹 惺 赫 嗜 凌 弄 泌 红 鸵 壮 纸 亲 鸿 鸦 1 7 热 机 能 源 与 可 持 续 发 展 1 7 热 机 能 源 与 可 持 续 发 展 第17讲 热机 能源与可持续发展 能量的总量_。 (2)说明：能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的 定律之一，也是人们认识自然、利用自然和保护自然 的有力武器。 能量的转化和转移是有_的。 保持不变 方向性 奸 帛 馏 泌 鲍 纹 剂 洞 色 擞 恶 憋 涨 滤 械 堆 膛 赤 四 授 缔 乌 呜 淤 蹬 寨 布 刺 潭 涪 溃 蓄 1 7 热 机 能 源 与 可 持 续 发 展
6、 1 7 热 机 能 源 与 可 持 续 发 展 考点56 能源与可持续发展 第17讲 热机 能源与可持续发展 1能源分类 (1)按能源的来源可分为一次能源(如太阳能、风能、 水能等)和二次能源(如电能等)。 (2)按能源可否再生可分为可再生能源(如风能、水能 等)和不可再生能源(如化石能源、核能等)。 (3)化石能源是指煤、石油、天然气等。 2核能 (1)获得途径：重核_和轻核_两种方式。 (2)核能利用(如图171所示) 裂变聚变 崭 树 瓜 暮 璃 佬 成 擦 酿 既 虎 辽 很 炙 掇 藩 样 搜 渣 拒 亦 獭 盂 炯 厄 弥 唐 坯 懈 授 脓 搓 1 7 热 机 能 源 与 可
7、持 续 发 展 1 7 热 机 能 源 与 可 持 续 发 展 第17讲 热机 能源与可持续发展 核电站能量转化过程：核能_ 电能。 3太阳能 (1)来源：_在超高温下发生_，释放 出的巨大能量以光和热的形式向四周辐射。 (2)直接利用的方式：一是用集热器把水等物质加热， 如太阳能热水器等；二是用太阳能电池把太阳能转化 为电能。 内能机械能 氢原子核 聚变 咏 石 卧 涝 冕 期 皇 泡 哼 换 钝 克 黎 锑 肩 挫 气 醋 值 炮 龙 常 养 让 獭 津 晤 晒 源 威 宴 哥 1 7 热 机 能 源 与 可 持 续 发 展 1 7 热 机 能 源 与 可 持 续 发 展 第17讲 热机
8、能源与可持续发展 1【2013自贡】如图172所示的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。下列对图中的补充正确的是( ) 晴 泵 见 衰 瘁 殉 琶 韧 盗 志 糠 辨 火 疏 略 吴 屠 联 痈 辩 浇 通 浊 驮 群 椅 霄 嚼 叹 餐 击 谱 1 7 热 机 能 源 与 可 持 续 发 展 1 7 热 机 能 源 与 可 持 续 发 展 第17讲 热机 能源与可持续发展 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做功冲程 机械能转化为内能 压缩冲程 内能转化为机械能 D压缩冲
9、程 机械能转化为内能 做功冲程 内能转化为机械能 【答案】D 援 麓 招 求 即 砖 您 万 船 冻 嘶 灶 转 孔 分 缕 桶 恶 盅 醛 它 纷 怨 谚 瞥 颈 文 榆 馆 割 耽 随 1 7 热 机 能 源 与 可 持 续 发 展 1 7 热 机 能 源 与 可 持 续 发 展 第17讲 热机 能源与可持续发展 2【2013聊城】目前，我们使用的主要能源有：石油、 天然气、煤、核能、太阳能等，它们中属于可再生能源 的是_。核能的产生有核裂变和核_ 两种方式。 3【2013泰安】某电热壶铭牌上标有“220V 1000 W” 字样，当其正常工作时，把质量为2kg，温度为30的 水加热到80，
10、用时10 min。加热过程中，水吸收的热 量是_J，电热壶烧水的效率是_。 c水4.2103 J/(kg) 太阳能 聚变 3.4.210570% 拓 纠 萧 再 摩 匿 晨 藻 痕 褒 讣 闪 挥 瓤 浑 粥 凰 牙 有 纵 荤 抒 冶 碰 臀 菩 颁 奶 帧 哺 回 间 1 7 热 机 能 源 与 可 持 续 发 展 1 7 热 机 能 源 与 可 持 续 发 展 考向互动探究与方法归纳 A 【解析】 根据进气门、排气门的开、关情况和活塞的运 动方向来判断。压缩冲程的特点是进气门、排气门关闭，活 塞向上运动。故选A。 第17讲 热机 能源与可持续发展 例1 【2013南京】如图173所示是内
11、燃机的四个冲 程，其中属于压缩冲程的是（ ） 筹 赁 弥 谚 煽 送 洒 毛 般 琼 固 收 彰 眶 铃 楞 龙 趣 腕 腊 孰 亦 饱 眩 霹 怪 滋 密 扼 态 氟 荐 1 7 热 机 能 源 与 可 持 续 发 展 1 7 热 机 能 源 与 可 持 续 发 展 第17讲 热机 能源与可持续发展 冲程的判断方法：一看气门，进气门打开为吸气冲程， 排气门打开为排气冲程；二看活塞运动方向，两气门均关闭 时，活塞向上运动为压缩冲程，活塞向下运动为做功冲程。 正 边 际 经 蝗 妒 驱 鹏 帕 拘 妙 铁 慢 荫 督 走 铭 亭 氨 台 篇 蛔 饯 辈 筋 秋 琼 廓 花 防 茄 铸 1 7 热
12、 机 能 源 与 可 持 续 发 展 1 7 热 机 能 源 与 可 持 续 发 展 例2 【2013南充】某中学为学生供应开水，用焦炭作 为燃料，已知焦炭的热值是3107 J/kg，现完全燃烧了4.2 kg的焦炭，放出的热量为_，设该热量有25% 被水吸收，能将_kg的水从25加热到100。已知 c水4.2103 J/(kg) 100 第17讲 热机 能源与可持续发展 1.26108 J 撂 洲 瓜 勇 珊 掌 怒 壬 锗 睦 坍 催 呸 硒 酌 氓 稻 刁 撑 逐 侄 缚 英 飘 麻 况 拜 航 炯 簇 旺 糠 1 7 热 机 能 源 与 可 持 续 发 展 1 7 热 机 能 源 与 可
13、 持 续 发 展 第17讲 热机 能源与可持续发展 误 憾 版 秸 踢 客 臻 涎 驰 麓 白 毕 鳖 碾 好 础 尹 掐 卫 靛 李 防 弘 控 馁 墨 帽 共 验 繁 刚 宦 1 7 热 机 能 源 与 可 持 续 发 展 1 7 热 机 能 源 与 可 持 续 发 展 一、选择题 1【2013日照】如图174所示是汽油机工作时各种冲程 的示意图，其中表示做功冲程的是( ) 考题自主训练与名师预测 C 第17讲 热机 能源与可持续发展 颇 鳃 鸽 午 缅 媳 夸 狗 柳 贿 摇 泥 兔 洱 尔 鸟 棚 象 度 裤 宴 设 骏 蝎 霹 图 痕 迷 淫 葛 砷 茄 1 7 热 机 能 源 与
14、可 持 续 发 展 1 7 热 机 能 源 与 可 持 续 发 展 2【2013盐城】下列利用不可再生能源发电的是( ) A风电场 B水电站 C热电厂 D光伏电站 3【2013德州】下列有关热和能的说法中正确的是( ) A物体内能增大，一定从外界吸收热量 B汽油机在做功冲程中把机械能转化为内能 C物体的温度越高，分子无规则运动越剧烈 D燃料的热值越大，燃烧时放出的热量越多 4【2013郴州】我国随着航天事业发展的需要，正在研制 大功率液氢发动机。这种发动机主要是因为氢具有( ) A较小的密度 B较大的比热容 C较高的热值 D较低的沸点 C 第17讲 热机 能源与可持续发展 C C 给 稍 章
15、玻 谱 勋 跨 烩 匹 麓 勾 趋 椒 岸 敢 钵 东 盘 栏 繁 毅 歪 夏 东 恃 蛔 寂 弧 藉 丰 攫 校 1 7 热 机 能 源 与 可 持 续 发 展 1 7 热 机 能 源 与 可 持 续 发 展 5【2013安徽】关于能量及能量之间的转化，下列说法正确 的是( ) A火山具有内能，冰山不具有内能 B火箭在加速上升时，机械能保持不变 C拦河大坝使水位升高，增加了水的重力势能 D坠落的陨石在空中划过一道亮光时，内能转化为机械能 C 第17讲 热机 能源与可持续发展 【解析】 任何物体在任何状态下都具有内能；火箭在加 速上升时，机械能增加；拦河大坝使水位升高，增加了水的 重力势能；坠
16、落的陨石在空中划过一道亮光时，机械能转化 为内能。 溺 趾 革 唤 一 揭 迈 迭 蝉 沏 刮 伍 幸 瘁 蚕 校 凿 钉 栗 禹 裹 踏 辫 派 嵌 忍 邯 希 妆 菱 藤 好 1 7 热 机 能 源 与 可 持 续 发 展 1 7 热 机 能 源 与 可 持 续 发 展 6【2013资阳】下列有关物质和能的说法中，错误的是 ( ) A一次能源指的是自然界中存在的，能被人们直接利用 的能源 B地震发生时释放出巨大的能量使山体滑坡，是重力势 能转化为动能 C跟电子的质量相等的质子和中子挤在原子中心，构成 非常小的原子核 D能量的转化和转移都是有方向性的 C 第17讲 热机 能源与可持续发展 戮
17、 如 桐 疟 卒 霉 武 挺 邹 愁 勇 戊 债 狈 鲁 篡 搪 清 惦 萄 怂 卵 妊 夯 履 蹋 娜 锚 祁 凶 本 天 1 7 热 机 能 源 与 可 持 续 发 展 1 7 热 机 能 源 与 可 持 续 发 展 7【2013郴州】核电站是由反应堆 、汽轮机、发电机三 部分组成。在核电站发电过程中，能量转化顺序正确的 是( ) A核能机械能内能电能 B核能内能机械能电能 C内能核能机械能电能 D电能机械能内能核能 B 第17讲 热机 能源与可持续发展 神 牌 怠 猿 子 瞪 苑 啡 予 熄 猫 唇 椅 毒 撰 旅 瓦 议 竹 邓 卵 冰 沪 房 膳 袒 能 贾 畏 呸 奄 蛤 1 7
18、热 机 能 源 与 可 持 续 发 展 1 7 热 机 能 源 与 可 持 续 发 展 8【2013娄底】 2013中国国际节能减排展览会于2013年3 月21日在北京召开，提倡低碳工业、低碳建筑、低碳交 通、低碳生活，走可持续发展之路。下列的做法符合 “低碳生活”要求的是( ) A若有可能，出行时尽量使用自行车 B废电池随便丢弃 C为了方便而使用一次性塑料袋 D大力发展以煤为燃料的火力发电 A 第17讲 热机 能源与可持续发展 搓 朔 厩 粒 壤 牲 悲 表 伙 素 啦 血 窘 版 较 瑞 及 严 菌 侄 锗 什 袄 呢 搞 峻 折 瞒 肇 缨 裤 爽 1 7 热 机 能 源 与 可 持 续
19、 发 展 1 7 热 机 能 源 与 可 持 续 发 展 9【2013福州】“PM2.5”是指大气中直径小于或等于2.5微 米的颗粒物，吸入后会进入血液对人体造成危害。福州 市为了保护宜居环境，今年已开始PM2.5的监测。以下 措施中会使空气中PM2.5污染增大的是( ) A不控制汽车尾气的排放 B提倡使用太阳能设备 C发展核电代替部分煤发电 D禁止在户外焚烧垃圾 A 第17讲 热机 能源与可持续发展 剃 鼠 家 吕 邮 涉 霓 储 先 嫩 帝 葬 跳 崎 掺 讯 籽 枚 受 会 海 次 揍 亢 抿 稽 阀 砖 引 杜 轴 湖 1 7 热 机 能 源 与 可 持 续 发 展 1 7 热 机 能
20、 源 与 可 持 续 发 展 10【2013淮安】汽车在刹车过程中，因摩擦将_能转 化为地面、轮胎和空气的_。转化后，这些能将 无法再自动转化为使汽车行驶所需要的能量，这种现象说 明能量的转化具有_性；在能量的转化或转移过程 中，能的总量保持_。 11【2013郴州】神十问天，再探苍穹。神十返回地面的过程 中与大气层剧烈摩擦，使舱体温度升高，这是机械能转化 为_能；同时，舱体外表有一特殊涂层，能由固体 直接变为气体，并吸收大量热量，以保护航天员安全。这 种涂层的物态变化过程叫_。 第17讲 热机 能源与可持续发展 机械 内能 方向 不变 内 升华 惹 忘 敷 警 碉 惊 氖 听 偶 怀 闰 摈
21、 排 踞 卖 讨 潍 又 灼 迟 沫 新 缩 侨 徊 亦 咖 挎 绢 岭 倪 斯 1 7 热 机 能 源 与 可 持 续 发 展 1 7 热 机 能 源 与 可 持 续 发 展 第17讲 热机 能源与可持续发展 12【2013沈阳】如图175所示，在试管内装些水，用橡皮 塞塞住，加热使水沸腾，会看到塞子被喷出，在塞子被喷 出的过程中，水蒸气的_能转化成塞子的_能。 内机械(动) 挫 狡 骗 矮 丰 送 贬 皋 喧 亢 饱 垛 坍 腐 准 仇 林 辊 票 爷 舵 娩 况 酸 情 滓 喝 抚 奢 饲 振 大 1 7 热 机 能 源 与 可 持 续 发 展 1 7 热 机 能 源 与 可 持 续 发
22、 展 13酒精(C2H5OH)是一种清洁能源，它属于_(选填“一 次”或“二次”)能源。已知酒精的热值为3.0107J/kg，2kg 酒精完全燃烧放出的热量为_J。 第17讲 热机 能源与可持续发展 【解析】 酒精通常是由粮食等经发酵制取的，属于二次能 源；燃烧酒精释放的热量：Qmq2 kg3.0107 J/kg 6107J。 二次 6107 秋 蔽 量 耻 撤 唇 铺 柬 乱 频 接 洽 奖 瑚 檬 咕 荣 嫡 掖 购 肆 拢 槛 陌 津 制 货 匹 海 岛 舶 递 1 7 热 机 能 源 与 可 持 续 发 展 1 7 热 机 能 源 与 可 持 续 发 展 第17讲 热机 能源与可持续发
23、展 三、计算题 14【2013连云港】随着人们生活水平的提高，越来越多的家庭 采用“水地暖”进行取暖。其原理是：在房间地面装饰层下铺 设散热管道，通过管道内的热水散热提高室温。当供水温度 为45时，单位面积的散热功率与地面装饰层材料、散热管 材料的对应关系见下表： 90.0 W/m296.9 W/m2125.7 W/m2聚丁烯烯(PB) 93.5 W/m2103.5 W/m2136.6 W/m2聚乙烯烯(PERT) 木地板塑料陶瓷 散热热管材料 地面装饰饰 层层材料 瓣 塌 界 崭 换 琵 苍 躺 湿 芹 妙 颁 报 拣 颤 秆 割 耙 拐 沿 浙 储 咀 帚 笺 鳃 切 恫 吸 苑 俩 方
24、1 7 热 机 能 源 与 可 持 续 发 展 1 7 热 机 能 源 与 可 持 续 发 展 第17讲 热机 能源与可持续发展 (1)若该地暖系统的总水量为2103kg，将全部的水从5加热 至45，水至少需要吸收多少热量？c水4.2103 J/(kg) 【答案】3.36108 J 【解析】 (1)水吸收的热量Qcm(tt0)4.2103 J/(kg)2103kg(455)3.36108J。 玻 胃 疟 藩 湖 岁 獭 酵 簇 怕 竞 浙 暑 魏 寿 碉 捻 掷 绣 董 男 素 心 描 壬 雕 祁 贞 肠 倾 励 吝 1 7 热 机 能 源 与 可 持 续 发 展 1 7 热 机 能 源 与
25、可 持 续 发 展 第17讲 热机 能源与可持续发展 (2)某家庭木地板的面积为80m2，散热管材料为聚丁烯(PB)，供 水温度为45，则该供暖系统每小时的散热量为多少焦耳？ 【解析】 由表可知，散热管材料为聚丁烯(PB)、供水温度 为45时，木地板的散热功率是90W/m2，则面积为80 m2的 木地板每小时的散热量为：QPSt90W/m280m23600s 2.592107J。 【答案】2.592107 J 荫 呼 薄 逝 榔 疡 橇 蛹 浸 啥 录 烩 冶 圭 堤 特 玻 旺 促 腾 午 涟 专 疯 都 咳 坏 钢 浦 绑 西 国 1 7 热 机 能 源 与 可 持 续 发 展 1 7 热
26、 机 能 源 与 可 持 续 发 展 第17讲 热机 能源与可持续发展 (3)“水地暖”散热量除与散热时间、面积有关外，你认为还与 哪些因素有关？请至少写出两点。 【答案】地面装饰层材料、散热管材料、装饰层厚度、供 水温度、管间距离等 斯 现 腮 峰 护 落 椰 剃 滋 邱 臣 拣 邪 坑 丘 佯 耐 娩 卉 刀 摧 蹈 挝 趟 叶 踊 脚 夷 助 褪 戚 瞪 1 7 热 机 能 源 与 可 持 续 发 展 1 7 热 机 能 源 与 可 持 续 发 展 B 第17讲 热机 能源与可持续发展 1图177是内燃机的某个冲程的工作示意图，以下改变内 能的方式与此相同的是( ) A烤火取暖 B搓手取
27、暖 C向手“呵气”取暖 D用热水袋取暖 汾 改 升 昧 铰 问 鼎 忱 馒 寺 照 墨 全 卫 鱼 仕 娩 伯 豪 畜 驮 正 缮 辊 仪 踪 株 密 传 我 腐 萝 1 7 热 机 能 源 与 可 持 续 发 展 1 7 热 机 能 源 与 可 持 续 发 展 2在倡导“节能环保”“低碳生活”的今天，人类非常重视新能 源的开发和利用，下列能源中属于新能源的是( ) A煤 B石油 C太阳能 D天然气 C 第17讲 热机 能源与可持续发展 思 丈 苞 铂 挫 善 纫 虏 域 峦 踏 娩 谷 悲 萍 手 尘 涣 秒 喻 今 谋 订 敝 韶 事 她 赞 卸 肛 憎 祁 1 7 热 机 能 源 与 可 持 续 发 展 1 7 热 机 能 源 与 可 持 续 发 展