专题12.3 燃料的热值 热机及其效率（讲练）-2016年中考物理一轮复习讲练测课课通（解析版）.doc

考向1热值 1、内能的获得——燃料的燃烧——化学能转化为内能。 2、热值 （1）定义：1kg某种燃料完全燃烧放出的热量，叫做这种燃料的热值。 （2）单位：J/kg （3）公式：Q＝mq（q为热值）。[来源:学科网] （4）煤气的热值是3.9×107J/m3，它表示：1m3煤气完全燃烧放出的热量是3.9×107J。 （5）火箭常用液态氢做燃料，是因为：液态氢的热值大，体积小便于储存和运输 解读：①　对于热值的概念，要注重理解三个关键词“1kg”、“某种燃料”、“完全燃烧”。1kg是针对燃料的质量而言，如果燃料的质量不是1kg，那么该燃料完全燃烧放出的热量就不是热值。某种燃料：说明热值与燃料的种类有关。完全燃烧：表明要完全烧尽，否则1kg燃料化学能转变成内能就不是该热值所确定的值。 ② 热值反映的是某种物质的一种燃烧特性，同时反映出不同燃料燃烧过程中，化学能转变成内能的本领大小，也就是说，它是燃料本身的一种特性，只与燃料的种类有关，与燃料的形态、质量、体积等均无关。 典型例题将一瓶煤油倒掉一半，则留下的一半（ ） A．密度不变，比热容和热值都变为原来的一半 B．质量、比热容、热值都变为原来的一半 C．比热容和热值不变，密度变为原来的一半 D．比热容、热值和密度都不变 【解析】因为物质的密度、比热容、热值是煤油的特性．将一瓶煤油倒掉一半，则留下的一半．煤油的种类和状态没变，所以密度、比热容、热值都不变；但质量减小了． 【答案】D 点评：比热容和热值是物质的特性，不随物体的质量、体积的大小而变化；密度是物质的一种特性，只与物质的种类和状态有关；质量是物体的一种属性，不随物体的形状、状态、位置的变化而变化。 针对练习1实验室中有一瓶酒精，在做实验时已经用去一半，同时由于气温升高酒精的温度升高了，则剩余的酒精的比热容和热值 A．都是原来的一半 B．比热容不变，热值是原来的一半 C．比热容增大，热值增大 D．比热容不变，热值不变 针对练习2在“比较质量相等的不同燃料充分燃烧时放出的热量”的活动中，小明发现分别使5g的酒精和5g的碎纸片充分燃烧后，各自被它们加热的100g、25℃的水的温度分别上升到80℃和45℃，这说明（ ） A．酒精比热容比碎纸片的比热容小 B．酒精含有的热量比碎纸片大得多 C．酒精的内能比碎纸片内能大得多 D．酒精的热值比碎纸片的热值大 针对练习3“嫦娥二号”于2010年10月1日在西昌卫星发射中心发射升空，并成功送入预定轨道，“长征三号丙”运载火箭采用液态氢作为火箭的燃料，原因是液态氢具有 A．较大的比热容 B．较低的沸点 C．较大的热值 D．较高的凝固点 考向2 热机 （1）内能的利用方式： ⑴ 利用内能来加热；从能的角度看，这是内能的转移过程。 ⑵ 利用内能来做功；从能的角度看，这是内能转化为机械能。 （2）热机：定义：利用燃料的燃烧来做功的装置。能的转化：内能转化为机械能 （3）内燃机：将燃料燃烧移至机器内部燃烧，转化为内能且利用内能来做功的机器叫内燃机。它主要有汽油机和柴油机。 （4）内燃机工作的四个冲程 ①冲程:活塞在汽缸内往复运动时，从汽缸一端运动到另一端的过程，叫一个冲程. ②一个工作循环:由吸气 压缩 做功 排气四个冲程组成.完成一个工作循环活塞往复两次，曲轴转动两周，飞轮转两周，向外输出一次功.[来源:学科网ZXXK] ③吸气冲程:进气门打开，排气门关闭，活塞在曲轴的带动下由最上端运动到最下端，活塞上方气缸内的体积增大，压强减小，新鲜空气在大气压的作用下由进气门进入气缸.汽油机除吸进新鲜空气外还吸入汽油.柴油机只吸入新鲜空气. ④压缩冲程:进气门和排气门都关闭，活塞在曲轴的带动下由最下端运动 到最上端，活塞上方汽缸内的体积减小，压强增大，温度升高.压缩冲程将机械能转化为内能.柴油机被压缩的体积更小，压强更大，温度更高，压缩后的温度会超过柴油的着火点. ⑤做功冲程:进气门和排气门都关闭，汽油机在压缩冲程末时火花塞点火，混合的气体剧烈燃烧，柴油机是在压缩冲程末喷油嘴喷出雾状的柴油，因为气缸内空气温度达到柴油的着火点，柴油立即燃烧，汽缸内的温度，压强急剧上升，高温，高压的燃气推动活塞向下运动，连杆带动曲轴旋转.四个冲程中只有做功·冲程实现了人们希望的内能转化为机械能的过程. ⑥排气冲程:进气门关闭，排气门打开，活塞由下向上运动，废气随着活塞的上行被 排出汽缸. 解读：汽油机和柴油机的比较： 汽油机 柴油机 不同 点 构造： 顶部有一个火花塞。 顶部有一个喷油嘴。[来源:学科网] 吸气冲程 吸入汽油与空气的混合气体 吸入空气 点燃方式 点燃式 压燃式 效率 低 高 应用 小型汽车、摩托车 载重汽车、大型拖拉机 相同点 冲程：活塞在往复运动中从汽缸的一端运动到另一端。 一个工作循环活塞往复运动2次，曲轴和飞轮转动2周，经历四个冲程，做功1次。 典型例题 下列四幅图，是汽油机工作循环的四个冲程图，以下按照从“吸气—压缩—做功—排气”顺序排列正确的是 A．甲乙丙丁 B．乙丙丁甲 C．乙甲丁丙 D．丁丙乙甲 【答案】D 针对练习1、单缸四冲程汽油机的四个冲程的示意图如图所示。下列关于汽油机一个工作循环中四个冲程的顺序排列正确的是 A. 丙、丁、乙、甲 B. 乙、丁、甲、丙 C. 乙、甲、丁、丙 D. 甲、乙、丙、丁 针对练习2 汽油机和柴油机相比较，其中正确的是（ ） A.汽油机顶部有喷油嘴，吸入的是空气，效率高 B.汽油机顶部有火花塞，吸入的是汽油和空气的混合物，效率高 C.柴油机顶部有火花塞，吸入的是柴油和空气的混合物，效率高 D.柴油机顶部有喷油嘴，吸入的是空气，效率高 针对练习3 一台单缸四冲程柴油机转速为1200转/min，则柴油机1s内（ ） A.完成20个冲程，做功20次 B.完成40个冲程，做功40次 C.完成40个冲程，做功10次 D.完成20个冲程，做功10次 考向3 热机效率 (1) 燃料的利用率:被我们利用了的热量与燃料完全燃烧释放出的总能量的比值. 公式; η= 影响燃料利用率的因素有:一是燃料不可能完全充分燃烧，二是燃料燃烧放出的热量大部分被散失掉了，只有一小部分被有效利用. (1) 热机的效率:用来做有用功的那部分能量各燃料完全燃烧放出的热量之比， η=<1 解读：热机效率较低的原因:燃料在气缸中不可能完全燃烧，燃料的化学能不能全部转化为内能，‚在排气冲程时废气带走了大部分的热量，ƒ机器发热要散失一部分热量，④热机在运转时各部件之间存在摩擦，克服摩擦做功消耗一部分能量. 提高热机效率的方法:加强技术创新，采用先进的工艺和技术设计和制造热机，‚使燃料在汽缸内充分燃烧，ƒ尽量减少各种热量散失，④使用时注 典型例题小月学习了有关热学的知识后，知道水的比热容是4.2×103J／（kg·℃）． （1）如果小月用燃气灶将质量为5kg、温度为20℃的水加热到100℃，则水需要吸收多少热量? （2）小月烧水用的燃气灶使用的是热值为4.2×107J/kg的煤气，实际消耗的煤气为0.2kg，则煤气完全燃烧会放出多少热量？ （3）上述燃气灶烧水时的热效率为多少？（热效率等于水吸收的热量与燃料完全燃烧放出的热量之比） 【解析】Q吸=cmΔt=4.2×103J／（kg·℃）×5kg×（100℃-20℃）=1.68×106J；（2）Q放=qm=4.2×107J/kg×0.2=8.4×106J；（3）η=. 【答案】（1）1.68×106J；（2）8.4×106J；（3）20％ 针对练习1小明学习了有关热学的知识后，知道水的比热容是4.2×103J/(kg·℃)． （1）如果小明用燃气灶将质量为5kg、温度为20℃的水加热到100℃，则水需要吸收多少热量? （2）小明烧水用的燃气灶使用的是热值为4.2×107J/kg的煤气，实际消耗的煤气为0.2kg，则煤气完全燃烧会放出多少热量？ （3）上述燃气灶烧水时的热效率为多少？（热效率等于水吸收的热量与燃料完全燃烧放出的热量之比） 针对练习2历史上热机的出现曾标志着人类利用能源的巨大进步，早期的蒸气机是将水加热到高温，利用高温高压蒸气推动机器转动的，与现在的内燃机相比，蒸气机的效率较低，除了机械制造的技术因素外，还有一个重要的原因是（ ） A.内燃机所用燃料的热值高 B.内燃机的功率大 C.蒸气机工作过程不符合能的转化规律 D.蒸气机工作时水蒸气带走了相当一部分能量 针对练习3历史上热机的出现曾标志着人类利用能源的巨大进步，早期的蒸气机是将水加热到高温，利用高温高压蒸气推动机器转动的，与现在的内燃机相比，蒸气机的效率较低，除了机械制造的技术因素外，还有一个重要的原因是（ ） A.内燃机所用燃料的热值高 B.内燃机的功率大 C.蒸气机工作过程不符合能的转化规律 D.蒸气机工作时水蒸气带走了相当一部分能量 【参考答案：1. （1）1.68×106J （2）8.4×106J （3）20% 学科网高考一轮复习微课视频手机观看地址： http://xkw.so/wksp