13.4 热机效率和环境保护-【帮课堂】2022-2023学年九年级物理同步精品讲义（沪科版）

第十三章 内能与热机 课时13.4 热机效率和环境保护 ( 素养目标 ) · 物理观念 1.概念 (1)热值：某种燃料完全燃烧放出的热量与所用该燃料的质量（或体积）之比。 （2）热机效率：热机运转中，对外做的有用 功与燃料完全燃烧所释放的热量的比值。 2. 規律 燃料放出热量多少与燃料质量(或体积)和燃料种类有关。 · 科学思维 燃料放出热量多少与多个因素有关，所以用控制变量法探究燃料放出热量与燃料种类的关系。 · 科学态度与责任 了解热机给人类社会发展带来的好处，同时认识到热机使用对环境的不良 影响，培养自觉的环保意识。 题型汇总：热值的概念及计算、炉具效率的计算、热机效率的计算。 ( 知识梳理 ) · 燃料的热值 热值：1千克的某种燃料完全燃烧时放出的热量。符号：q 1. 单位：焦/千克。（J/kg）。或气体燃料的热值：J/m3 2.热值的物理意义: 干木柴的燃烧值是1.2×l07焦物理意义是1千克的干木柴完全燃烧放出的热量是1.2×l07焦。 3.公式： Q=mq或q=Q/m · 热机效率 用来做有用功那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之比。 · 环境保护 1．内能对环境的影响。 （1）废气污染（CO、SO、酸雨）， （2）噪声污染。 2．保护环境，减小污染措施。 （1）改进燃烧设备，采取集中供热，加装消烟除尘装置。 2）提高内能的综合利用率。 把直接烧煤、燃油改为烧其工业副产品；把内能的一次利用变为多次利用（如用余热供暖等）。 （3）充分开发、利用污染小或无污染的能源（如太阳能等）。 ( 考点突破 ) 考点一 燃料的热值 1.我市所有出租车已使用天然气来代替燃油，某出租车在一段时间内消耗了420g天然气，若这些 天然气完全燃烧，可放出热量______J，这些热量可使质量为_____kg的水由20℃升高到100℃；天然气燃烧时将_____能转化为内能．若天然气用去一半，则剩余天然气的热值______（选填“变大”“变小”或“不变”）．[天然气的热值为4.4×107J/kg，水的比热容为4.2×103J/(kg⋅℃)] 【答案】1.848×107、55、化学、不变 【解析】消耗420g天燃气释放的热量：Q=mq=0.42kg×4.4×107J/kg=1.848×107J； 由题知，Q吸=Q放=1.848×107J， 由Q吸=cm(t−t0)得加热水的质量： 天然气燃烧时，天然气的化学能转化为内能； 热值是燃料的特性，天然气用去一半，剩余天然气种类不变，故热值不变． 考点二 热机的效率 2.汽车在一段平直公路上匀速行驶5km，消耗汽油1kg．已知汽车行驶时受到的牵引力为2300N，汽油的热值为4.6×107J/kg求： （1）消耗的汽油完全燃烧放出的热量； （2）汽车发动机的效率． 【答案】（1）汽油完全燃烧放出的热量为4.6×107J． （2）汽车发动机的效率为25%． 【解析】（1）汽油完全燃烧放出的热量：． （2）汽车牵引力做的功： 汽车发动机的效率：． 3.一辆厢式小货车运货，满载后总质量是5.0×10³kg，在平直的公路上匀速行驶100km，耗油10kg，货车受到的阻力是2000N，发动机的牵引功率是50KW.求： （汽油的热值取5.0×107J/kg，g取10N/kg） （1）货车匀速行驶的速度； （2）10kg汽油完全燃烧放出的热量； （3）货车发动机的效率． 【答案】（1）货车匀速行驶的速度v=25m/s． （2）10kg汽油完全燃烧放出的热量为5.0×108J． （3）货车发动机的效率η=40%． 【解析】（1）汽车匀速行驶，则F=f=2000N， 由P=Fv可得． （2）汽油燃烧放出的热量：Q=mq=10kg×5.0×107J/kg=5.0×108J． （3）牵引力做的功：W=Fs=2000N×1×105m=2×108J， 货车发动机的效率：． ( 分层提分 ) 题组A 基础过关练 1. 两台汽油机，甲机的效率为35%，乙机的效率为35%，这两个数据表示（    ） A.甲机做的功比乙机的多 B.甲机的功率比乙机的大 C.在相同时间内甲机消耗的汽油比乙机多 D.在消耗相同的汽油时，甲机做的有用功比乙机多 2. （多选） 在试管中装适量的水，试管口用塞子塞住，用酒精灯对试管加热，如图所示。加热一段时间后，塞子冲出去了，则（        ） A.加热过程中，酒精的化学能全部转化为水的内能 B.塞子冲出前，试管内气体压强不断增大 C.塞子冲出时，试管内气体温度不变 D.塞子冲出时，塞子增加的机械能是由试管内气体内能转化 3. 热机的效率是热机性能的一个重要指标．有一热机，若一部分燃料完全燃烧时，放出的能量为，其中用来做有用功的那部分能量为，该