文案大全热效率专题讲解课程小结1.热值(q ):1千克某种燃料完全燃烧放出的热量,叫热值。
单位是:焦耳/千克。
2.燃料燃烧放出热量计算:Q 放 =qm ;(Q 放 是热量,单位是:焦耳;q 是热值,单位是:焦/千克;m 是质量,单位是:千克。
气体燃料Q 放 =qV3.内燃机可分为汽油机和柴油机,它们一个工作循环由吸气、压缩、做功和排气四个冲程。
一个工作循环中对外做功1次,活塞往复2次,曲轴转2周。
4.热机的效率:用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之比,叫热机的效率。
的热机的效率是热机性能的一个重要指标5.在热机的各种损失中,废气带走的能量最多,设法利用废气的能量,是提高燃料利用率的重要措施。
了解热值定义 燃料完全燃烧放出的热量与燃料质量之比,叫做这种燃料的热值 单位 焦耳/千克,即”J/kg “,读作”焦耳每千克“公式mq Q=,期中Q 表示燃料完全燃烧放出的热量,m 表示燃料的质量,q 表示该燃料的热值物理意义 表示一定质量的某种燃料在完全燃烧时所放出热量的多少。
如木炭的热值为3.4x107J/kg ,它表示1kg 木炭完全燃烧所放出的热量是3.4×107J 。
同种燃料的热值不同,不同燃料的热值一般不同热值反应了所有能燃烧的物质的一种行之,反应了不同燃料在燃烧过程中,化学能转化为内能的本领的大小,也就是说,他是燃料本身的一种特性,它只与燃料的种类有关,与燃料的形态、质量、体积、是否完全燃烧均没有关系。
气体燃料的热值定义为燃料完全燃烧放出的热量与燃料体积之比 (3)燃料燃烧放出热量的计算如果用m 表示燃料的质量,用q 表示该种燃料的热值,用Q 放表示完全燃烧时所放出的热量,则Q 放=mq 。
期中m 的单位是kg ,q 的单位是J/kg ,Q 放的单位是J 。
注意: (1)只有燃料完全燃烧时,放出的热量的计算公式Q=mq 进行计算,不要与物体温度降低时放热公式Q=cm (t 2-t 1)混淆。
(2)计算时要看清燃料的种类、是否完全燃烧等关键词。
由燃料完全燃烧放出的热量的计算公式Q=mq 变形可得到mq Q =,注意公式中每个物理量都有其特殊物理意义,而不是纯粹的数学关系,不能错误地认为q 与Q 成正比、与m 成反比。
考点/易错点1热机的效率(1)热机能量是损失①燃料未能完全燃烧由于燃料的优劣,内燃机气缸与活塞的密封程度等原因,热机不可能将燃料完全燃烧,这必将有一部分能量损失。
不过,这里损失的能量很小。
②废气带走很大一部分能量四冲程内燃机的一个工作循环中,排气冲工程将气缸中的废气排放掉,但此时废气的温度仍很高,内能较大。
③一部分能量消耗在散热上热机大部分是由金属制成的,金属是热的良导体,传递了部分燃料燃烧所释放的热量,所以散热也是能量损失的一个方面。
④克服摩擦做功活塞和曲轴在运动时克服摩擦做做功,这部分能量也要靠燃料燃烧的内能来提供 (2)热机的效率①定义:用来做有用功的那部分能量个燃料完全燃烧所释放的能量之比②公式%100⨯=)量(燃料完全燃烧释放的能)用来做有用功的能量(总有用Q Q η③由于热机在工作过程中总有能量损失,所以热机的效率总小于1. (3)提高热机的效率的主要途径①使燃料充分燃烧 ②尽量减少各种热损失③在热机的设计和制造上,采用先进的技术④使用时,注意保养,保证良好的润滑,合理调整运动零件之间的间隙,减小因克服摩擦阻力而额外消耗的功。
考点/易错点2能量转化实验探究:在透明塑料盒的地步钻一个孔,把电子式火花发生器的放电针管紧紧地塞进孔中,打开塑料盒盖,向盒中滴入数滴酒精,再将盒盖盖紧,然后按动电火花发生器的按钮。
我们将会看到,透明塑料盒内的酒精剧烈燃烧,塑料盒盖被高温高压气体推出,在盒口不远处有水雾产生,在此过程中,酒精燃烧后的燃气对外做功,燃气的内能减少,转化为塑料盒盖的机械能。
根据这一原理,可以制造出一种讲内呢过转化为机械能的机器。
热机是热力发动机的简称,它是将燃料燃烧产生的高温高压燃气的内能转化为机械能的装置。
最常见的内燃机是四冲程的汽油机和四冲程的柴油机。
汽油机是以汽油味燃料的内燃机。
汽油机的工作过程如下表: 冲程名称 吸气冲程 压缩冲程 做工冲程 排气冲程 进气门开闭 打开 关闭 关闭 关闭 闭气门开闭 关闭 关闭 关闭 打开 活塞运动方向 向下 向上 向下 向上 冲程作用 吸入燃气和空气的混合气体 压缩燃料和空气混合气体做功,使其压强增大、温度升高 在当活塞到达气缸顶端时,火花塞打火,点燃燃料,产生的高温高压燃气推动活塞做功。
通过连杆、曲轴带飞轮转动排除废气能的转化 无能量转化 压缩燃料和空气的混合气体,机械能转化成内能燃料燃烧,化学能转化成燃气的内能,燃气推动活塞做功,内能转化成机械能 无能量转化考点突破:机械能与内能间的转化是通过做功来实现的,对物体做功的过程是将机械能转化为内能的过程,而物体对外做功则是内能转化为机械能的过程。
如:流星坠入大气层时,机械能减少,内能增加,机械能转化为内能。
壶中的水沸腾时,壶盖不断跳动,则是内能转化为机械能。
一、例题精析考点1.热值【例题1】烧开同样一壶水,完全燃烧的干木材与完全燃烧的无烟煤质量不同,是因为干木材和无烟煤具有不同的( ) A .热值 B .比热容 C .内能 D .热量 【答案】A【解析】烧开同样一壶水,完全燃烧的干木材与完全燃烧的无烟煤质量不同,说明完全燃烧相同质量的干木材和无烟煤放出的热量不同,即热值不同. 【例题2】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【答案】A【解析】汽车油箱中的汽油用掉一半后,汽油的质量减少一半,但密度、热值和比热容是不变的【例题3】把一杯酒精从20℃加热到40℃的过程中,它的()A.热值变大,比热也变大 B.热值不变,比热变大C.热值变大,比热不变 D.热值不变,比热也不变【答案】D【解析】对于酒精来说,它的热值和比热容是一定的,和酒精的质量和温度都没有关系考点2.热机的效率【例题4】关于“热机”,下列说法中错误的是()A.通过技术改进,可以使热机的效率达到100%B.减少城市热岛效应的措施之一就是倡导“绿色出行”C.用水而不用其它循环物质降低热机的温度,主要是利用水的比热容最大的特性D.严寒的冬天,有人晚上把热机水箱中的水放出,是防止气温降低时,水凝固而胀坏水箱【答案】A【解析】A、使用热机不可避免的要克服机器部件摩擦做额外功,效率不可能达到100%,所以A是错误的;B、“绿色出行”可以减少热机工作时的二氧化碳和热量的排放,是减少城市热岛效应的措施之一就是所以B是正确的;C、水的比热容比较大,在升高相同的温度需要吸收更多的热量,所以利用水来降低热机的温度,所以C是正确的;D、水凝固时体积变大,就会胀坏水箱,所以冬天要把水箱中的水放出,所以D是正确的.【例题5】热机的效率较低,为了提高热机的效率,你认为下列方法目前不可能的是()A.尽量使燃料充分燃烧 B.尽量减少各种热损失C.尽量减少因克服摩擦力而额外消耗的能量 D.想办法把燃料放出的热量全部用来做有用功【答案】D【解析】在现有条件下,热机工作过程中燃料不可能完全燃烧,机械摩擦和散热要消耗能量、废气带走较大部分能量.所以燃料燃烧释放出的热量不可能全部做有用功.【例题6】如图所示为小艳家新买的一辆小汽车.周末,爸爸开车带着小艳出去游玩,途中,这辆汽车在1h的时间内,在水平路面上匀速行驶了72km,消耗汽油6kg.若已知该汽车发动机的功率(即牵引力的功率)为23kW,汽车(包括车上的人和物品)质量为1.5t,汽油的热值为4.6×107J/kg,g=10N/kg.则关于上述1h的行驶过程,下列分析正确的是()A.该汽车对路面的压力大于1.5×104N B.该汽车克服阻力做的功是2.3×104JC.该汽车的牵引力是1.15×103N D.该汽车发动机的效率是30%【答案】CD【解析】A、根据流体压强与流速的关系,汽车在行驶中会受到一个向上的升力的作用,因此,其对地面的压力会小于汽车自身的重力.B、在水平方向上牵引力与阻力是一对平衡力,克服阻力做的功等于牵引力做的功.要利用公式W=Pt进行计算.C、在B中计算出了牵引力做的功,根据公式F=W/S便可以计算得出.D、理解热机效率的概念:用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比.考点3.能量的转化【例题7】汽车里面包含了许多物理知识,下列说法正确的是()A.汽油机做功冲程将机械能转化为内能B.正确使用安全带是为了防止惯性带来的危害C.用水作为汽车发动机的冷却剂,其重要的原因之一是水的比热容较小D.零陵大道限制最高车速80km/h,合8m/s【答案】B【解析】(1)内燃机的一个工作循环由吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成,其中压缩冲程机械能转化成内能,做功冲程内能转化成机械能;(2)一切物体都有保持原来运动状态不变的性质称为惯性,司机和乘客与汽车一起运动,当汽车突然停止,司机和乘客由于惯性要保持原来的运动状态,容易冲出车外发生事故;(3)相同质量的水和其它物质比较,吸收或放出相同的热量,水的温度升高或降低的少,升高或降低相同的温度,水吸收或放出的热量多;(4)速度的国际单位是m/s,常用单位有km/h,1m/s=3.6km/h.【例题9】下列说法中正确的是()A.温度越高的物体,放出的热量越多B.在“摩擦生热”的过程中,内能转化为机械能C.铁块很难被压缩,是因为铁分子一直在做无规则的运动D.内陆地区比沿海地区昼夜温差大,原因之一是砂石的比热容比水的比热容小【答案】D【解析】(1)在热传递过程中,物体吸收或者放出的热量由物质的比热容、质量和温度的变化这三个因素共同决定的,即Q=cm△t;(2)摩擦生热,克服摩擦力做功,机械能转化成物体的内能,物体的温度升高;(3)物质是由分子组成的,组成物质的分子在永不停息地做无规则运动,分子间有间隙,存在着相互作用的引力和斥力;(4)水的比热容比砂石的较大,因此在同样受冷和受热时,水的温度变化较小,砂石的温度变化较大.二、课堂运用1.四冲程汽油机做功冲程中,汽油燃烧产生高温高压的气体推动活塞向下运动。
在活塞向下运动的过程中,汽缸内气体的第2题A.内能减少B.温度升高C.密度增大D.分子热运动加快2.2013年2月15日,一颗数十吨的陨石被地球俘获,在加速下落的过程中,陨石与大气剧烈摩擦、迅速升温、猛烈燃烧,犹如一颗火球扑向俄罗斯.陨石下落过程中,其能量转化过程是A.重力势能一动能一内能 B.动能一重力势能一内能 C.重力势能一内能一动能 D.内能一重力势能一动能3.两辆排量相同的小汽车以相同的速度行驶相同的路程,则()A、耗油量小的那辆汽车的内燃机做功少B、耗油量大的那辆汽车的内燃机做功快C、耗油量小的那辆汽车的内燃机效率高、性能好D、两辆汽车的热机效率相同4.“汽车不但要吃油,有时也要喝水”,用水冷却发动机是因为水的大,在发动机开始工作后一段时间内,水箱中水的内能会_____(填“增加”或“减少”),这是通过_____方式来改变内能的.一台单缸四冲程汽油机的飞轮转速是30r/s,则汽油机每秒对外做功_____次.5.下列说法正确的是A.电动机是热机的一种 B.汽油机的压缩冲程,主要将内能转化为机械能C.汽车发动机用水作冷却液,主要是利用水比热容大的特点D.汽车司机开车时要系好安全带,是为了减小刹车时人的惯性6.关于“热机”,下列说法中错误的是()A.通过技术改进,可以使热机的效率达到100%B.减少城市热岛效应的措施之一就是倡导“绿色出行”C.用水而不用其它循环物质降低热机的温度,主要是利用水的比热容最大的特性D.严寒的冬天,有人晚上把热机水箱中的水放出,是防止气温降低时,水凝固而胀坏水箱三、课后作业1.下列说法中,错误的是()A.物体吸热时,温度不一定升高 B.一个物体温度越高,它含有的热量越多C.柴油机的做功冲程是将机械能转化为内能D.温度和质量都相同的两杯水具有的内能也相同2.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文案大全3.如图所示,是上海世博会烟火晚会礼花绽放时的景象。