(教参)第13章 第4节 热机效率和环境保护-【提分教练】2022-2023学年九年级物理全一册同步(沪科版)

第四节　热机效率和环境保护 素养目标 1. 知道不同燃料的热值不同，了解提高热机效率的主要途径。(物理观念) 2. 利用比值定义法，建立热值的概念。(科学思维) 3. 根据生活经验以及观察思考，归纳总结出热机工作时能量的流向，了解热机的效率低于1。(科学探究) 4. 通过了解燃料燃烧产生的内能既促进了人类社会的发展，又造成了污染，初步建立既要发展，又要保护环境的综合评价思想。(科学态度与责任) 一、燃料的热值 1. 定义：某种燃料 完全燃烧 放出的 热量 与所用该燃料的 质量(体积) 之比，叫做这种燃料的热值。 2. 热值用字母 q 表示，固体和液体燃料的单位是 J/kg ；气体燃料的热值单位是 J/m3 。 3. 热量的计算公式：Q＝mq。 二、热机的效率 4. 定义：热机运转中，对外做的 有用功 与燃料完全燃烧所释放的 能量 的比值称为热机效率。通常用百分比来表示。 5. 提高热机效率的主要途径是减少热机工作中的各种能量损失。首先要减少燃烧过程中的 热量 损失，其次是要简化 机械传动 部分，并选用优良的润滑材料减小 摩擦 ，以减少能量损失。 三、环境保护 6. 热机对环境的污染主要包括 废气 和噪声污染。 【判一判】 1. 热值大的燃料放出的热量一定多。 (　×　) 2. 燃料燃烧越充分，放出的热量越多。 (　×　) 3. 容易燃烧的燃料热值一定大。 (　×　) 4. 1 kg干木柴和0.5 kg干木柴的热值一样大。 (　√　) 5. 汽油机的效率比柴油机的效率高。 (　×　) 【微思考】 6. 汽车等各种交通工具的效率都小于1，为什么？ 答案：因为燃料不能完全燃烧会损失部分能量，摩擦、机械传热等都会损失能量，所以热机的效率小于1。 　　燃料的热值 如图所示，一个四口之家分别单独使用下列不同种类的燃料时，平均月消耗量分别为干木柴约200 kg、烟煤约80 kg、液化石油气约30 kg、煤气约60 kg。请回答下列问题。 为什么这个家庭单独需要的各种不同燃料的质量不同？ 答案：因为质量相同的不同燃料完全燃烧时放出的热量不同，也就是不同燃料的热值不同。 一堆干木柴用掉一半，热值会不会改变？为什么？ 答案：一堆干木柴用掉一半，热值不会改变，因为热值是物质的一种特性，它只与燃料的种类有关，与燃料的质量、体积、是否完全燃烧无关。 已知干木柴的热值为1.2×107 J/kg，这个家庭一个月消耗的干木柴若完全燃烧会放出多少热量？ 解：Q放＝mq＝200 kg×1.2×107 J/kg＝2.4×109 J。 2021年10月，我国“长征二号F”运载火箭成功地将“神舟十三号”载人飞船送向太空，并实现了与核心舱、“天舟二号”“天舟三号”组合体成功对接。火箭燃料中有液态氢，液态氢常作为燃料，是因为液态氢具有(　D　) A. 较多的热量　　　 B. 较小的密度 C. 较大的比热容 D. 较大的热值 热值越大的燃料在完全燃烧相同质量的燃料时，释放出的热量越多，所以在选择火箭燃料时首先应该考虑燃料热值的大小。 汽油的热值为4.6×107 J/kg，现有汽油4 kg，选其中一半完全燃烧，放出的热量是 9.2×107 J，剩余汽油的热值是 4.6×107 J/kg。 燃料的热值是燃料的属性，不会随着质量的改变而改变。 解析：一半汽油完全燃烧放出的热量Q＝mq＝2 kg×4.6×107 J/kg＝9.2×107 J。燃料的热值是燃料的属性，不会随着质量的改变而改变，汽油的质量变少后，剩余汽油的热值不变，仍为4.6×107 J/kg。 1. 关于燃料的热值，下列说法正确的是(　D　) A. 燃料的热值与燃料的燃烧情况有关 B. 容易燃烧的燃料，热值一定大 C. 煤的热值比干木柴的大，燃烧煤放出的热量一定比燃烧干木柴放出的热量多 D. 0.5 g汽油和2 kg汽油的热值是一样的 2. 如图所示是A、B两种燃料完全燃烧释放的热量Q与其质量m的关系图像，从图像中可看出燃料A的热值 小于 (选填“大于”“小于”或“等于”)燃料B的热值，完全燃烧0.3 m3的天然气来加热水箱中的水，放出的热量是 9×106 J。(该天然气的热值为3.0×107 J/m3) 解析：如图所示，取相同质量m0，由图可知，QA<QB，根据q＝可知，qA<qB。已知V＝0.3 m3，q＝3.0×107 J/m3，天然气完全燃烧放出的热量Q放＝Vq＝0.3 m3×3.0×107 J/m3＝9×106 J。 　　热机的效率 如图所示为煤气灶烧水和汽车的能量流向图，请根据所学知识回答下列问题。 　 用煤气灶烧水的时候，煤气会不会完全燃烧，煤气燃烧放出的热量能不能完全被水吸收？ 答案：因为氧气不充分，所以煤气不会完全燃烧。煤气燃烧放出的热量并不会完全被水吸收，辐射掉一部分热量