内容正文:
热机 热机效率 能量转化和守恒
1. 了解热机的工作原理。知道内能的利用在人类社会发展史中的重要意义。
2. 从能量转化的角度认识燃料的热值。
3. 知道能量守恒定律。列举日常生活中能量守恒的实例。
4. 具有用能量转化与守恒的观点分析问题的意识。
复习目标
一、 热机
1. 定义:热机是利用燃料燃烧时释放的内能 做功 的机器。
2. 能量转化:将 内 能转化成 机械 能。
3. 内燃机
(1) 工作特点:燃料直接在气缸内燃烧,生成高温高压的燃气,推动活塞做功。
(2) 种类:常见的内燃机有汽油机和柴油机。
(3) 四冲程内燃机的工作过程:
做功
内
机械
① 吸气冲程、压缩冲程、 做功 冲程、排气冲程组成一个工作循环。
② 在一个工作循环中,经历 4 个冲程,活塞往复运动 2 次,曲轴转动 2 周。
③ 做功 冲程中,内能转化为机械能。
做功
4
2
2
做功
知识梳理
二、 热机效率
1. 燃料的热值
(1) 定义:某种燃料 完全燃烧 放出的热量与燃料的质量或体积之比,叫做这种燃料的热值。热值常用符号 q 表示。定义式: q= (多用于固体、液体燃料)或 q= (多用于气体燃料)。
(2) 单位: J/kg 或 J/m3 。
(3) 特点:燃料的热值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。
完全燃烧
q
q=
q=
J/kg
J/m3
① 能量转化:燃料的 化学 能转化为 内 能。
② 公式:
a. 固体、液体:Q= qm (Q的单位是J,m的单位是kg,q的单位是J/kg)。
b. 气体:Q= qV (Q的单位是J,V的单位是m3,q的单位是J/m3)。
化学
内
qm
qV
(4) 燃料完全燃烧时能量的计算:
2. 热机效率
(1) 定义:热机工作时,用来 做有用功 的那部分能量与燃料 完全燃烧 放出的能量之比,叫做热机效率。常用符号η表示。
(2) 公式:η=×100%。
(3) 热机效率 不可能 达到100%。
(4) 提高热机效率的途径:使燃料充分燃烧;尽量减少热量散失;减小摩擦,保持良好的润滑等。
做有用功
完
全燃烧
不可能
三、 能量的转化和守恒
1. 能量转换装置的效率:
效率=×100%。
2. 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 为其他形式,或者从一个物体 转移 到其他物体,而在转化和转移的过程中,能量的总量 保持不变 。
转化
转移
保持不变
第2题
考点一 热机
1. (2023·马鞍山花山一模)2022年12月4日晚上8时,神舟十四号载人飞船返回舱带着陈冬、刘洋、蔡旭哲三位航天员安全返回地球。返回舱穿越大气层时温度升高,这是通过做功的方式增加其内能的;这与内燃机的 压缩 冲程的能量转化方式相同。
2. (2023·合肥一模)如图所示,将水加热至沸腾后,塞子被冲出,此过程的能量转化方式与汽油机的 做功 冲程相同。
压缩
做功
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
考点突破
A. B. C. D.
3. (2023·营口)下列四幅图中,表示做功冲程的是( C )
C
4. 某台单缸四冲程汽油机的飞轮转速是1800r/min,此汽油机在每秒内( B )
A. 完成120个冲程,对外做功30次
B. 完成60个冲程,对外做功15次
C. 完成30个冲程,对外做功15次
D. 完成60个冲程,对外做功30次
B
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
考点二 热机效率
5. (2023·淮南谢家集二模)我国研发的一种新能源植物油,具有不易燃、不易爆、不易挥发的特点,存储方便。若实验测得100g这种新能源植物油完全燃烧放出的热量为4.5×106J,则它的热值为 4.5×107J/kg 。
6. (2022·宜昌)关于燃料及其热值,下列说法中正确的是( C )
4.5×107J/kg
C
A. 没有燃烧的燃料,热值等于零
B. 燃料完全燃烧时,它的热值最大
C. 燃料的热值与质量和燃烧状态无关
D. 燃料燃烧时温度越高,放出的热量越多
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
7. 某汽油机工作时的能量损失情况:气缸散热损失30%,废气带走35%,机械摩擦及其他损耗总和为10%。已知汽油热值为4.6×107J/kg。下列说法中,正确的是( B )
A. 该汽油机工作的效率是25%,工作时汽油燃烧释放能量的75%转化为机械能