第07讲 热量与热机-【寒假自学课】2022年九年级物理寒假精品课（沪粤版）

第07讲 热量和热机 【学习目标】 1.了解热量的概念，知道物体吸热和放热与其温度的变化、质量的关系； 2.从能量转化的角度认识燃料的热值； 3.了解内能的利用在人类社会发展史上的重要意义； 4.知道汽油机和柴油机的构造和工作原理； 5.了解热机的效率。 【基础知识】 一.热量 把物体在热传递过程中内能改变的多少叫做热量。 1、符号：Q，单位：焦耳（J）。 2、物体温度升高或降低时，它吸收或放出的热量与物体质量的大小、温度的变化多少成正比。 3、“热量”是一个过程量，只能说“吸收”或“放出”了热量，不能说物体含有热量。 二.燃料的热值 把某种燃料完全燃烧放出的热量与燃料的质量的比叫做这种燃料的热值。单位是：J/㎏。 1、燃料燃烧放出的热量与哪些因素有关：燃料的种类；燃料的质量；燃料是否充分燃烧。 2、燃料完全燃烧放出热量的计算公式：Q放=mq。其中m为燃料的质量，q为燃料的热值。 三.热机 热机是将燃料的化学能通过燃烧转化为内能，然后通过做功，把内能转化为机械能。 要点诠释：热机的种类：蒸汽机、汽油机、柴油机、燃气轮机、喷气发动机和火箭发动机。 四.汽油机 汽油机是用汽油作燃料，使汽油在机器内部燃烧，从而将内能转化为机械能的一种热机。 1、汽油机的构造及作用 部件名称 作用 气缸 汽油在气缸的顶部燃烧从而产生高温、高压燃气 活塞 在气缸内，高温、高压燃气推动活塞做功，将燃气的内能转化为机械能 连杆和曲轴 连杆跟活塞相连，曲轴通过传动装置跟工作机相连，将活塞的动力传给工作机 进气门 汽油和空气形成的燃料混合气的进口 排气门 燃料燃烧后废气的出口 火花塞 点火装置，能产生电火花使燃料混合物猛烈燃烧 2、四个冲程： （1）汽油机的工作原理：汽油机工作时，活塞在气缸里往复运动，活塞从气缸的一端运动到另一端叫做一个冲程。常见的汽油机要能正常工作，必须连续完成吸气、压缩、做功、排气四个冲程，且不断循环进行。  （2）四个冲程： 　　 （3）排气冲程结束，活塞又向下运动，开始新的吸气冲程，汽油机就连续工作下去。  汽油机的四个冲程中，只有做功冲程是燃气对活塞做功，其他三个冲程要靠飞轮的惯性完成，在开始运转时，要在靠外力先使飞轮和曲轴转动起来，由曲轴通过连杆带动活塞运动，以后汽油机才能自己工作，所以汽油机刚开始时要靠外力起动。  （4）汽油机的各冲程燃气及能量转化情况  由汽油机的工作原理可知，汽油机在做功冲程燃气的压强、内能都最大，温度最高，能量转化是：内能转化为机械能。压缩冲程的能量转化是：机械能转化为内能。  下面是汽油机四个冲程的工作情况和能量转化表： 　　 冲程 活塞运动情况 进气门 排气门 混合气体 能量转变 吸气 上→下 开 关 由进气门进入气缸   压缩 下→上 关 关 被压缩升温、压强增大 机械能→内能 做功 上→下 关 关 火花点燃 内能→机械能 排气 下→下 关 开 排出气缸   五.热机的效率 热机工作时，用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比，叫做热机的效率。 （1）热机的效率是热机性能的一个重要指标，热机的效率越高，它的机械性能就越好。 （2）提高热机效率的途径： ①在设计和制造上，要不断改进和革新，以减少各种能量损失，提高效率。 ②在使用上，要正确使用，注意保养。例如加润滑剂以保证良好的润滑，减小摩擦；运动零件之间的间隙要调整得当，减小摩擦和防止漏气。 ③充分利用废气带走的能量。例如热电站就是利用废气来供热的，这种既供电又供热的热电站，比一般的火电站，燃料的利用率将大大提高。 六.热机与环境 1、热机排放的废气不仅温度高于环境温度，而且还含有一氧化碳、二氧化氮、二氧化碳，微粒等各种 对人体有害的物质，对环境造成污染，影响人们的身体健康和动植物的生存。 2、减少热机排放出的有害物质，控制废气的排放总量，已经成为热机发展与环境保护的重要举措。 3、随着科技的发展越来越多的新技术、新材料、新工艺不断涌现，如电控燃油喷射、共轨、涡轮增压等技术的应用，混合动力汽车、电动汽车、太阳能汽车等新型汽车的研发等，都有利于节能减排和环境保护，从而更好地促进生产及提高人们的生活质量。 【考点剖析】 考点一：热量 例1．（2021·广东连南·九年级期中）下列说法中，正确的是（　　） A．物体温度高时比温度低时含的热量多 B．温度从温度高的物体向温度低的物体传递 C．热量从温度高的物体向温度低的物体传递 D．热量从热量多的物体向热量少的物体传递 【答案】C 【解析】A．热量是过程量，不能用含有来描述，故A错误； B．热传递过程中传递的是热量，不是温度，故B错误； CD．热传递发生的条件是物体间有温度差，热量从高温物体向低温物体传递，故C正