14.4 跨学科：热机效率和环境保护 课件-2025-2026学年物理沪科版(2024)九年级全一册

第四节　跨学科：热机效率和环境保护 知识点1 燃料的热值 1．能量转化：燃料燃烧是_______转化为_____的过程． 2．热值：某种燃料_________释放的热量与所用燃料的质量之 ___，叫做这种燃料的热值．用字母“__”表示．对气体燃料而 言，热值是某种气体燃料_________放出的热量与该种气体燃料 标准状态下的_____之比． 化学能 内能 完全燃烧 比 q 完全燃烧 体积 3．单位：___________，符号：_____，气体燃料的对应单位： ____． 4．燃料完全燃烧放热公式：_______或_______(气体)． 指点迷津 热值是燃料本身的一种性质，反映了不同燃料在燃烧过程中，化学能转化为内能的本领的大小．它与燃料的种类有关，与燃料的形态、质量、体积、是否完全燃烧均没有关系． 焦耳每千克 J/kg J/m3 Q放＝mq Q放＝Vq 知识点2 热机效率 1．热机中能量损失的途径有：_________________、_________ ___________、_____________________、___________________． 2．热机效率：热机运转中，做_____功与___________________ 的能量的比值称为热机的效率，其表达式应为η＝_________， 其中W有表示_________________，Q表示_____________________ _____． 燃料不能完全燃烧 废气排出 带走的能量 克服摩擦所消耗的能量 机械传热损失的能量 有用 燃料完全燃烧所释放 对外所做的有用功 燃料完全燃烧所放出的 热量 3．提高热机效率的主要途径是减少热机工作中各种能量损 失．首先要_________________________，其次是___________ _______________________________________________________ _____． 减少燃烧过程中的热量损失 要尽量简化 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 知识点3 环境保护 1．热机的广泛使用，给环境带来了许多_________问题，其主 要污染形式有_________和_________． 2．环境保护的措施：在保持_____发展、_____发达的同时， 减少废气与粉尘的污染，保护生活的环境． 环境污染 废气污染 粉尘污染 工业 交通 考点1 燃料的热值 典例1 [2022·宜昌]关于燃料及其热值，下列说法中正确的 是( ) 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 思路导析 热值是燃料自身的一种属性，大小与燃料的质量、温度、燃烧情况无关，燃料燃烧放出的热量多少与燃料的热值、燃料的质量有关，与燃烧时的温度无关． 变式 [2024·岳阳期末]2024年10月22日8时10分，长征六号运 载火箭在太原卫星发射中心一飞冲天(如图所示)，随后成功将 “天平三号”卫星送入预定轨道，发射任务取得圆满成功．发 射火箭的燃料具有的_____大，燃料燃烧时将化学能转化为___ 能． 热值 内 考点2 热机效率 典例2 [2025·新疆一模]为了节约能源，需要提高热机效率，关于提高热机效率，下列说法正确的是( ) A．尽量使用热值大的燃料 B．采用先进的制造技术，能将热机的机械效率提高到100% C．尽量增加热机工作时间 D．尽量减少废气带走的热量 思路导析 热机效率指有用能量与燃料完全燃烧放出的热量的比值，比值越大，效率越高；使用热机时，真正能转变为对外做的有用功的能量只是燃料燃烧时所释放能量的一部分，热机的效率不能达到100%. 变式 一台柴油机中的燃料完全燃烧放出了8×107 J的热量，共计损失了4.8×107 J能量，下列说法正确的是( ) A．用来做有用功的能量为1×107 J B．该柴油机的效率为60% C．通过科技进步，在未来可以实现能量零损失 D．减少机械间的摩擦可以提高热机效率 1．据河南南阳的“水氢发动机”的宣传说，“水氢发动机”可以利用水来制取氢气，从而为发动机提供高能燃料．中央电视台对此作了专题报道，认为目前的技术尚不成熟，所谓的“水氢发动机”要真正投入使用还有很长的路要走．对此，下列分析不正确的是( ) A．氢气燃烧无污染是“水氢发动机”备受关注的原因之一 B．氢气是发动机的一种理想燃料，是因为氢气的热值大 C．“水氢发动机”是利用内能做功的机械 D．目前利用水制取氢气耗能高，因此“水氢发动机”的效率很高 2．[2024·兴庆区期末]某汽油机工作时，能量流向图如图所示．现有一罐汽油，该汽油机燃烧了0.1 kg，输出的有用机械能为1.38×106 J，取汽油热值为4.6×107 J/kg.求： (1)汽油机完全燃烧汽油时放出的热量； (2)该汽油机的效率； (3)该罐汽油剩余0.2 kg时的热值是多少，并说明理由． eq \f(W有,Q)×100% 解：(1)0.1 kg汽油完全燃烧放出的热量为：Q放＝mq＝0.1 kg×4.6×107 J/kg＝4.6×106 J； (2)该汽油机的效率为： η＝eq \f(W,Q放)＝eq \f(1.38×106 J,4.6×106 J)×100%＝30%； (3)4.6×107 J/kg.理由是热值是燃料的一种特性，只决定于燃料的种类，与质量和燃烧情况等无关，故剩余汽油的热值不变. $$