沪科版-物理-九年级全一册课件13.4热机效率和环境保护

【解析】 尾气的温度高，说明热损失多，尾气颜色黑和柴油味浓，说明 燃烧不充分，这些情况都导致热机的效率低下。故选 B
2．如图所示为内燃机的能量流向图14×100% B.EE41×100% C.E3＋E1E4×100% D.E1＋E2＋EE43＋E4＋E5×100%
当堂测评
1．有经验的柴油机维修师，不用任何仪器，只是靠近柴油机排气管口观 察和闻一下，并将手伸到排气管口附近感觉一下尾气的温度，就能初步判断 这台柴油机的节能效果。在同样负荷的情况下，关于柴油机的节能效果，下 列判断中正确的是( B )
A．尾气的温度越高，柴油机越节能 B．尾气的温度越低，柴油机越节能 C．尾气的柴油味越浓，柴油机越节能 D．尾气的颜色越发黑，柴油机越节能
值”小很多，请你写一条产生该误差的原因： __没___有__考__虑__热__量__的__散___失____。
(2)有一种“涡轮增压”(T 型)轿车，通过给发动机更足量的空气使汽油更 充分地燃烧，比普通轿车(L 型)更节能，排气更清洁。同样的汽油(如 97#)加 在 T 型轿车内比加在 L 型轿车内热值__一__样___大_____ (填“更大”或“一样 大”或“更小”)。
6．两台柴油机，若甲柴油机的效率高于乙柴油机，则( D ) A．在输出功相同的情况下，甲柴油机消耗的柴油多于乙柴油机消耗的柴油 B．甲柴油机的功率小于乙柴油机的功率 C．甲柴油机消耗的柴油多于乙柴油机消耗的柴油 D．在功率相同的情况下，甲柴油机消耗的柴油少于乙柴油机消耗的柴油
【解析】 甲柴油机的效率比乙柴油机的效率高，说明甲柴油机用来做 有用功的能量占总能量的百分比大，也就是功率相同的甲乙两台柴油 机，完成相同的有用功，甲柴油机消耗的柴油少于乙柴油机消耗的柴 油．选项AC错误，选项D正确；B、机器的效率是做有用功的能量与燃 料完全燃烧放出能量之比；功率是机器做功快慢，两者没有联系，此选 项错误。
__完__全__燃__烧__1_k_g_的___焦__炭__放__出__的__热__量__为___3_×__1_0_7_J_____________________。
2．热机的效率 定 义：热机对外做的有用功与燃料完全燃烧所释放的能量的比值叫 做热机效率。 说 明：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。 热机能量损失的主要途径：废气排出带走的能量、机械传热损失的能量、 摩擦消耗的能量损失；燃料未完全燃烧。 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%～ 40%内。
类型之二 热机效率
某内燃机工作的效率是 23%，从能量转化看，它表示内燃机工 作时( B )
A．总共只消耗了 23% 的内能 B．将 23% 的内能转化成机械能 C．将 77% 的内能转化成机械能 D．将 23% 的机械能转化成内能
一台效率为 40%的柴油机，当输出 3.44×107 J 有用功时，消耗 的柴油质量是多少？(柴油的热值是 4.3×107 J/kg)( B )
A．0.8 kg B．2 kg C．0.32 kg D．2.8 kg
【解析】 Q 放＝Wη ＝3.444×0 %107 J＝8.6×107 J，m＝Qq放＝84..63××110077 JJ＝2 kg。
类型之三 环境保护
下列有关热机的说法正确的是( A ) A．内燃机的冷却液需要用比热容较大的物质 B．内燃机的做功冲程是机械能转化为内能的过程 C．汽油机消耗的汽油可循环使用，是取之不尽的能源 D．热机的使用缓解了城市的热岛效应
3．(对应例 2)在一标准大气压下，把体积为 2 L，温度为 20 ℃的水烧至 沸腾，水至少需要吸收__6_._7_2_×__1_0_5______ J 的热量。若不计热量损失，需要 燃烧__5_.6_×__1__0_－_2_kg 干木柴。(q 干木柴＝1.2×107 J/kg)
4．(对应例 1)内燃机一个工作循环有吸气、压缩、做功、排气四个冲程， 实现将内能转化为机械能的是____做__功_____冲程。发动机运行前必须加润滑 油，是为了减__小__摩___擦__力__。某品牌汽车运行 100 km 耗油 8 kg，这些汽油完全 燃烧要放出_3_.6_8__×__1_0_8_J 的热量。(汽车的热值 q＝4.6×107 J/kg)
【解析】 (1)水吸收的热量 Q 吸＝cM(t2－t1)，酒精灯放出的热量 Q 放＝Q 吸＝cM(t2－t1)，燃烧酒精的质量为 m＝m1－m2，所以酒精的热值为 Q＝Qm放＝ cMm（1－t2－mt21）；测量值比课本中的“标准值”小很多，是因为没有考虑在加热 过程中热量的散失；(2)热值是燃料的一种特性，和燃料是否充分燃烧无关， 所以同样的汽油的热值是一样大的。
分层作业
1．2016 年，我国成功发射了全球首颗量子通信卫星。发射卫星的火箭使用的 燃料主要是液态氢，这是利用了氢燃料的( A )
A．热值大 B．比热容大 C．密度大 D．以上说法都不正确
2．关于燃料和热值，以下说法正确的是( A ) A．燃料热值与燃料的质量无关 B．容易燃烧的燃料，热值一定大 C．煤的热值大于干木柴的热值，燃烧煤放出的热量比燃烧木柴放出的 热量一定多 D．为了提高锅炉的效率，一定要用热值高的燃料
【解析】 热值是燃料的一种特性，它只与燃料的种类有关，与燃料的质 量、燃烧程度等均无关．故 A 正确；热值大小与燃料是否容易燃烧无关，故 B 错误；燃料燃烧放出热量的多少不仅与燃料的热值大小有关，还与燃料的 质量以及燃烧程度有关，故 C 错误；锅炉的效率与燃料的热值高没有关系， 故 D 错误。
3．(对应例 2)氢能源具有来源广、热值高、无污染等优点。氢气的热值 为 14.3×107 J/kg，完全燃烧 0.5 kg 的氢气可放出__7_._1_5_×__1_0_7_____ J 的热量； 若一罐氢气用去了一半，则剩余氢气的热值为_1_4_._3_×__1_0_7_J_/k_g___。
4．柴油机是工农业生产中常用的热机。已知某型号柴油机的效率为 η， 柴油的热值为 Q，将质量为 m 的柴油完全燃烧，能放出的热量 Q＝_m__q____， 这些热量通过该柴油机的转化对外所做的有用功 W＝_m_Q__η__。
5．下列说法中正确的是( B ) A．一桶柴油的热值比一杯柴油的热值大 B．四冲程内燃机的做功冲程是将内能转化为机械能 C．物体吸收热量后，内能变大，温度一定升高 D．打开醋瓶能嗅到醋味，说明分子间存在引力
第十三章 内能与热机
第四节 热机效率和环境保护
学习指南 知识管理 归类探究 当堂测评 分层作业
学习指南
本节学习主要解决下列问题 1 知道燃料的热值，并会计算。 此内容为本节的重点。为此设计了【归类探究】中的例 1，例 2；【当堂测评】中的 第 3，4 题；【分层作业】中的第 1，2，3，5，9 题。 2 理解热机的效率，并能利用热机效率计算。 此内容为本节的重点和难点。为此设计了【归类探究】中的例 3，例 4；【当堂测评】 中的第 1，2 题；【分层作业】中的第 4，6，7 题。 3．环境保护。 为此设计了【归类探究】中的例 5。
归类探究
类型之一 燃料的热值 截止到 2018 年，全球处于使用状态的汽车数量已突破 11 亿辆以上。
每辆汽车每年耗油 1.8 t，这些汽油完全燃烧放出的热量为____8_._2_8_×__1_0_1_0__J(q 汽油 ＝4.6×107 J/kg)；当汽车从身边经过时，我们会闻到汽油味，说明汽油分子在不 停地做_____无__规__则__运动。
知识管理
1．燃料的热值
定 义：把某种燃料__完__全__燃__烧____放出的热量与所用该燃料的质量之比叫
做这种燃料的热值。
说 明：燃料的热值用_q___表示，单位是_J/_k_g__。燃料完全燃烧放出的热 量的公式是__Q_＝__m__q___。
意
义 ： 焦 炭 的 热 值 为 3×107 J/kg 表 示
7．甲乙两台柴油机，甲的效率低于乙的效率，意义是( C ) A．甲的功率大于乙的功率 B．甲消耗的燃料多于乙消耗的燃料 C．乙将燃料燃烧放出的能变成有用功的那部分能的比例比甲大 D．工作相同时间甲消耗的燃料一定比乙少 8．一台汽油机的飞轮转速为 600 r/min，则 1 s 内( D ) A．完成 10 个冲程，做功 10 次 B．完成 10 个冲程，做功 5 次 C．完成 20 个冲程，做功 10 次 D．完成 20 个冲程，做功 5 次
9．(1)某同学用如图装置测酒精的热值。加热 前酒精灯的质量为 m1，加热一段时间后变为 m2； 烧杯中水的质量为 M，水的初温 t1，末温 t2，水 的比热容用 c 表示。用以上符号表达该同
cM（t2－t1） 学测酒精热值的计算式：__m_1_－__m_2______。 该同学测算发现，测量值比课本中的“标准
一个成年人参加一次长跑，身体消耗的能量为 6.6×106 J，这些
能量相当于完全燃烧 0.55 kg 的干木柴才能得到。则干木柴的热值为 _1_.2_×__1_0__7J_/_k_g_，如果用掉一半后，干木柴的热值将变为_1_.2_×___1_0_7_J/_k_g_。
【解析】 干木柴的热值为 q＝Qm＝6.06.×551k0g6 J＝1.2×107 J/kg。热值是燃 料本身的一种特性，热值大小取决于燃料的种类，同种燃料的热值是不变的， 与燃料的质量、燃烧情况等无关。