热机的效率、能量的转化和守恒 ----2023-2024学年 人教版九年级物理全一册

课题：热机的效率与能量的转化和守恒 知识点一：热机的效率 1. 燃料的热值（代表燃料完全燃烧时放出热量的本领） · 定义：某种燃料完全燃烧放出放出的热量与其质量之比，叫做这种燃料的热值。热值在数值上等于1kg某种燃料完全燃烧放出的热量。 · 单位：固体燃料的热值的单位是焦耳每千克（J/kg）、气体燃料的热值的单位是焦耳每立方米（J/m3）。 · 热值是燃料本身的一种特性，只与燃料的种类有关，与燃料的形态、质量、体积无关。 · 公式：Q放＝qm、Q放＝qV ① Q——放出的热量——焦耳（J）；q——热值——焦耳每千克（J/kg）；m——燃料质量——千克（kg）。 ② Q——放出的热量——焦耳（J）；q——热值——焦耳每立方米（J/m3）；V——燃料体积——立方米（m3）。 · 酒精的热值是3.0×107J/kg，它表示：1kg酒精完全燃烧放出的热量是3.0×107J。 煤气的热值是3.9×107J/m3，它表示：1m3煤气完全燃烧放出的热量是3.9×107J。 · 火箭常用液态氢做燃料，是因为：① 液态氢的热值大；② 液态氢的体积小，便于储存和运输。 2. 燃料的有效利用、热机的效率 · 燃料燃烧，使燃料的化学能转化为内能。 · 在实际应用中，燃料很难完全燃烧，所以放出的热量比实际计算出的要少。另外，放出的热量又很难得到全部有效利用，总会有一部分热量损失。例如，用蜂窝煤烧水时，热量损失的部分包括：① 未完全燃烧的部分；② 高温烟气带走的热量；③ 被容器、炉具、周围空气等吸收的热量。 · 有效利用燃料的一些方法：把煤磨成粉末状、用空气吹进炉膛（提高燃烧的完全程度）； 以较强的气流，将煤粉在炉膛里吹起来燃烧（减少烟气带走的热量）。 · 热机的效率：热机用来做有用功的那部分能量和完全燃烧放出的能量之比叫做热机的效率。 公式： · 热机的效率是热机性能的一个重要标志，与热机的功率无关；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。 · 提高热机效率的途径：① 使燃料充分燃烧，尽量减小各种热量损失；② 机件间保持良好的润滑，减小摩擦。③在热机的各种能量损失中，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。 · 常见热机的效率：蒸汽机6%～15%、汽油机20%～30%、柴油机30%～45% ( 水瓶琴 ) 典例强化 例1.酒精的热值是3.0×107J/kg，下列说法中错误的是（　　） A．燃烧1kg酒精一定能放出3.0×107J的热量 B．燃烧1kg酒精可能放出少于3.0×107J的热量 C．燃烧1kg酒精最多能放出3.0×107J的热量 D．完全燃烧1kg酒精能放出3.0×107J的热量 例2.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 知识点二：能量的转化和守恒 1. 我们接触过以下形式的能量：机械能、内能、光能、化学能、电能 动能和势能属于机械能，“动能或势能转化为其他形式的能量”的说法是错误的。 2. 在一定的条件下，各种形式的能量可以相互转化和转移。 3. 能量守恒定律：能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生，它只会从一种形式转化为为其他形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。 要点诠释 对能量守恒的理解： 1　 判断能量的转化，要看能量大小的变化。在某一现象中，如果一种形式的能力在减小的同时，引起另一种形式的能量增大，那么就可以确定这种形式的能量转化成了另一种形式的能量。 2　 若发生能量的转移，必有一物体能量减少，另一种物体能量增加，并且能量的形式不变。 3　 热传递的过程是内能的转移过程，内能转移的多少等于吸收或放出热量的多少。 4　 能量的转化和转移都是有方向性的。 5　 永动机不可制成。 典例强化 例1.学习了“能量的转化和守恒”的知识后，同学们提出了下面的一些关于利用和开发能源的建议，其中不可行的是（　　） A．我国煤炭资源丰富，应研究并采用如何让燃料充分燃烧，以减少热量损失的措施 B．电力部门应加快进行将内能直接转化为电能的研究，以减少内能在多次转化过程中的损失 C．我国应进一步开发利用江河水利资源 D．随着资源的不断消耗，应研究出一种既可以不消耗或少消耗能量，又能不断对外多做功的机器 随堂基础巩固 1.关