1、第 14 讲 内能的利用在广西中考中,本讲内容重点考查燃烧燃料放出热量的计算和冲程的判断及能量的转化；热机效率的计算,热机的应用.一般以选择题、填空题、计算题出现.考试说明 1.从能量转化的角度认识燃料的热值；2 了解热机的工作原理,了解内能的利用在人类发展史上的重要意义；3.通过事例,认识能量可以从一个物体转移到另一个物体,不同形式的能量可以相互转化；4.认识能量守恒定律,能列举日常生活中能量守恒的实例；5.能从能量转化和转移的角度认识热机效率.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 mQq理解 酒精的热值是 3.0107 J/k
2、g,表示_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,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 = 100%总有 用Q
3、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【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能的转移过程中能量的形式没有发生变化命题点 1 热机(2015贵港)如图所示是四冲
4、程汽油机的其中一个冲程的剖面图，下列说法正确的是（ ）A该冲程是压缩冲程B该冲程中活塞向上运动C该冲程是内能转化为机械能的过程D该冲程是机械能转化为内能的过程汽油机的四个冲程，可根据气阀和活塞的状态判断是哪个冲程当气阀都关闭，且活塞下行时是做功冲程，结合汽油机冲程的特点，根据电火花是否打火来判断是不是做功冲程压缩冲程和做功冲程都是通过做功的方式改变内能的在做功冲程中将内能转化为机械能；而在压缩冲程中，活塞压缩气体做功，气体的内能增大，机械能转化为气体的内能1(2015柳州)热机工作过程分四个冲程：吸气、压缩、_、排气，其排放的气会对环境造成污染图是世界上一架无燃料、零排放、能环球飞行的“阳光动
5、力 2 号”飞机，它是通过 17 000 余块太阳能电池把_能转化为电能从而获得动力的2(2015崇左)汽油机的一个工作循环由四个冲程组成，在压缩冲程中，_能转化为_能3(2014桂林)如图所示，是汽油机的做功冲程，此过程是将内能转化为_能热机的发展和应用推动了社会的进步，但也带来一些负面影响，请举出一例：_命题点 2 热值、热机效率的计算(2015玉林、防城港)在汽油机的压缩冲程中，机械能转化为 _(填“化学能”或“内能”)如果一辆汽车行驶时消耗汽油 10 L，那么这些汽油完全燃烧能放出_ J 的热量(汽油的密度为 0.7103 kg/m3，汽油的热值为 4.5107 J/kg)在燃料燃烧时
6、放出热量多少的计算常用公式：(1)Q 放 mq，此公式用于计算液体或固体燃料放出的热量；(2)Q 放 qV，此公式用于计算气体燃料放出的热量4(2014贵港)小林家的太阳能热水器某天使 200 kg 的水温度升高 40 ，则这些水吸收的热量为_J，这些热量相当于完全燃烧_m 3 的煤气放出的热量 煤气的热值约为 4107 J/m3，水的比热容 c4.210 3 J/(kg )5(2015绵阳)莲莲用电热水壶烧水，她突发奇想，想测量该电热水壶的烧水效率她査看了该电热水壶的铭牌如图所示，然后装了 1 L 水，测出水的初始温度为 25 ，接通电源，让它以额定功率工作，测量出水烧开用时5 min 50
7、 s，则在一个标准大气压下， 把电热水壶中的水烧开，水需要吸收_ J 的热量，该电热水壶的烧水效率为_ 水 1.0 103 kg/m3, c 水 4.210 3 J/(kg)电热水壶铭牌型 号：MK10DO3A额定电压：220 V额定功率：1 kW装水容量：1 L6(2015桂林)认识自然，亲近自然初春学校组织学生到桂东北的猫儿山山脚下一农庄进行社会实践活动，小明携带一个质量为 1 kg 的合金锅、一台如图甲所示的便携式丁烷气炉(内置一瓶新的燃气，参数如表所示) ，爱探究的小明通过手机上网查到便携式燃气炉的热效率为 30%，丁烷气体的燃烧效率为 90%，野炊地水的沸点为 96 ，测出当地水的温
8、度为 26 . 水的比热容为 4.2103 J/(kg)，锅的比热容为 0.8103 J/(kg)品名 便携式丁 烷气炉 质量 1.88 kg(不含气瓶)型号 WZL168A 尺寸 343284113 mm用途 野外用 点火方式 电子点火使用燃气 液化丁烷气 燃气消耗量 150 g/h(最大火力时)气瓶规格( 尺寸/容量)品名 总质量 净质量 主要成分 热值神州 354 g 250 g 丁烷 9107 J/kg(1)完全燃烧 0.1 kg 的丁烷气体可以放出多少焦耳的热量？(2)需多少焦耳的热量，才能使合金锅内 2 kg 的水温度升高 50 ？(3)如果燃气炉以最大火力工作，一瓶燃气最多能持续
9、燃烧 1.4 h，这样能够把质量为多少千克的水烧开？( 最后结果保留 1 位小数)命题点 3 能量的转化与守恒(2015河池)图示是核电站工作的流程图，关于流程图中各装置的能量转化，下列说法错误的是（ ） 核 反 应 堆 蒸 汽 轮 机 发 电 机 各 种 用 电 器A核反应堆将核能转化为内能B蒸汽轮机将机械能转化为内能C发电机将机械能转化为电能D各种用电器将电能转化为其他形式的能能量的转化有方向性，判断能量的转化，我们主要看它要消耗什么能量，得到什么能量，因为总是消耗的能量转化为得到的能量7(2015南宁一模)如图是某地使用的 “风光互补”景观照明灯它“头顶”小风扇， “肩扛”光电池板， “
10、腰挎”照明灯， “脚踩”蓄电池下列解释合理的是（ ）A光电池板是将电能转化为光能B小风扇利用风力发电，将机械能转化为电能C照明灯是将内能转化为电能D蓄电池夜晚放电，将电能转化为化学能8(2015玉林一模)下列关于能量转化说法正确的是（ ）A水力发电内能转化为电能B柴油机做功冲程内能转化为机械能C手机充电电能转化为机械能D点燃木柴烧水内能转化为机械能9(2014玉林、防城港)下列对能量转化的描述不正确的是（ ）A摩擦生热属于机械能转化为内能B发电机工作属于电能转化为机械能C光合作用属于光能转化为化学能D蓄电池充电属于电能转化为化学能一、选择题1(2015济南)如图所示的实验下列说法不正确的是（
11、）A这个实验说明物体内能可用来对外做功B对木塞做功的过程中水蒸气的内能增加C此过程中蒸汽内能转化为木塞的机械能D这个实验基本反映出了热机的工作原理2(2015长沙)目前长沙城区的老居民小区正在进行水路改造，改造中用到了一种打孔工具冲击钻冲击钻工作时，钻头在电动机的带动下不断地冲击墙壁，打出圆孔冲击钻在工作过程中，其能量转化关系是（ ）A内能转化为机械能B内能转化为电能C只有机械能和内能的转化D有电能、机械能和内能的转化3(2014贺州)汽车油箱的汽油用掉一半后，关于油箱内汽油的说法正确的是（ ）A它的质量变为原来的一半B它的密度变为原来的一半C它的热值变为原来的一半D它的比热容变为原来的一半4
12、(2014南宁)下列关于热学知识的说法，正确的是（ ）A做功冲程是汽车获得动力B烧开水是通过做功的方式增加水的内能C汽油机的效率可以达到 100%D端午粽子飘香，说明分子间存在引力5(2015扬州)下列图形中，属于内能转化为机械能的是（ ）A滑下楼梯 B弯折铁丝C做功冲程 D压缩点火6(2015株洲)如图表示四冲程内燃机的某个冲程示意图，这个冲程是（ ）A吸气冲程 B压缩冲程 C做功冲程 D排气冲程7(2015福州)如图甲所示，小球从某高度处静止下落到竖直放置的轻弹簧上并压缩弹簧从小球刚接触到弹簧到将弹簧压缩至最短的过程中，得到小球的速度 v 和弹簧被压缩的长度 l 之间的关系，如图乙所示，其
13、中 b 为曲线最高点不计空气阻力，弹簧在整个过程中始终发生弹性形变，则小球（ ）A受到的弹力始终不变 B运动过程动能一直增大C运动过程机械能不变 D在 b 点时重力等于弹力8(2015成都)关于能源、能量，下列说法不正确的是（ ）A能源是人类物质生活、社会经济发展的基础B太阳能、风能、地热能等是目前正在努力研究、开发的新能源C根据能量守恒定律，能量不会消灭，但可以创造D电风扇工作时，主要将电能转化为机械能二、填空题9(2015贵港三模)酒精灯里有 100 g 酒精，若燃烧掉一半，则剩余酒精的比热容_，热值_(填“变大” “不变 ”或“变小”)10(2015汕尾)走近加油站，会闻到一股汽油味，这
14、是因为汽油分子在_；完全燃烧 10 kg 汽油可以放出_J 的热量 (汽油的热值为 4.6107 J/kg)；汽油机是把内能转化为_能的动力设备11(2014来宾)汽油机的四个冲程分别为吸气、压缩、做功、排气冲程如图所示是_冲程在压缩冲程中，活塞压缩气体做功，气体的内能会_第 11 题图 第 12 题图12(2015泰州)如图所示，在空气压缩引火仪的玻璃筒底部放一小团干燥的棉花，快速压下活塞，可观察到棉花着火燃烧，此过程中活塞对筒内气体做功，气体的内能_，这与四冲程汽油机的_冲程的能量转化相同某台汽油机飞轮的转速为 2 400 r/min，在 1 min 内，汽油机完成_个工作循环三、综合应用
15、题13(2015柳州模拟)小东和同学去高山上野营时，使用铁锅烧水煮饭他们用铁锅把 2 kg 的水从 20 加热到90 水就沸腾了，后又煮了好久共消耗了 10 kg 的干木柴，但饭吃起来还是不够熟已知水的比热容为 4.2103 J/(kg) ，干木柴的热值为 1.2107 J/kg求：(1)干木柴完全燃烧放出的热量(2)2 kg 的水从 20 加热到 90 吸收的热量(3)燃烧干木柴对环境有什么影响？就小东他们煮饭不够熟，请你给小东提个建议14(2015百色)小明家买了一辆以汽油为燃料的小汽车，如图所示经查阅资料，小明了解到以下信息：“该车如以 80 km/h 的速度匀速行驶时，发动机的牵引力为
16、 780 N，百公里油耗：8 L/100 km”(温馨提示：“百公里油耗：8 L/100 km”是指汽车行驶 100 km，需要消耗 8 L 汽油)已知：1 L10 3 m3 ，汽油密度 0.710 3 kg/m3 ，汽油热值 q4.610 7 J/kg.请你运用所学过的知识解答下列问题：(1)8 L 汽油质量是多少 kg?(2)完全燃烧 8 L 汽油所放出的热量是多少 J？( 计算结果保留 1 位小数点)(3)该车以 80 km/h 的速度匀速行驶时，它的发动机效率是多少？第 14 讲 热机及其效率 能量的转化和守恒考点解读考点 1 比值 焦每千克 J/kg 1 kg 的酒精完全燃烧放出的热
17、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 保持不变各个击破例 1 C题组训练 1.做功 太阳 2.机械 内 3.机械 排放尾气造成环境污染(或造成交通事故等合理答案都可)例 2 内能 3.1510 8题组训练 4.3.3610 7 0.84 5.3.1510 5 90% 6.(1)Q 放 mq0.1 kg910 7 J/kg910 6 J；(2)Q 吸 cmt4.210 3 J/(kg)2 kg50 4.210 5 J；(3)燃气炉以最大火力工作时，燃气消耗的质量为 m
18、气 0.15 kg/h1.4 h0.21 kg，由题知，甲烷气体的燃烧效率为 90%，则燃气燃烧时所放出的热量：Q1Q 放 90%m 气 q90%910 7 J/kg0.21 kg90%1.70110 7 J，又知道便携式燃气炉将其燃气燃烧所放出能量的 30%供给水加热，则水吸收的热量：Q 2Q 130%1.70110 7 J30%5.10310 6 J，由 Q 吸 cmt 得能烧开水的质量：m 水 17.4 kg .Q2ct 5.103106 J4.2103 J/（kg ）（96 26 ）例 3 B题组训练 7.B 8.B 9.B整合集训1B 2.D 3.A 4.A 5.C 6.C 7.D
19、8.C 9.不变 不变 10.扩散 4.610 8 机械 11.做功 增大 12.增大 压缩 1 200 13.(1)干木柴完全燃烧放出的热量：Q 放 qm 木 1.210 7 J/kg10 kg1.210 8 J；(2)水吸收的热量：Q 吸 cm 水 (tt 0)4.210 3 J/(kg) 2 kg(90 20 )5.8810 5 J；(3)燃烧干木柴会带来大气污染；因为沸点随气压的减小而降低，高山上气压小，水的沸点降低，铁锅里的水尽管沸腾了，但是温度比较低，饭还是煮不熟，所以应该使用高压锅14(1)mV0.710 3 kg/m38103 m35.6 kg；(2)Qmq4.610 7 J/kg5.6 kg 2.610 8 J；(3)WFs 780 N10010 3 m37.810 7 J，W/Q100%7.810 7 J/2.6108 J100%30%.
