热机效率和环境保护(8)
新人教版九年级物理上册 14.2 热机的效率教案 (新版) (8)
二、热机的效率学习目标:1.理解热值概念.知道热值是燃料的特性，能利用热值进行有关燃烧放热的简单计算.2.了解热机效率.知道热机工作时燃料释放能量的主要流向.3. 知道怎样提高热机效率.自主预习:1．燃烧燃料是把能转化为能.1kg的某种燃料放出的热量,叫做这种燃料的热值.单位是，单位符号是 .2.用来做的那部分能量,与放出的能量之比,叫做热机效率.3.在热机的各种能量损失中, 带走的能量最多.设法利用的能量,是提高燃料利用率的重要措施.课堂导学:探究一燃料的热值例1:汽油的热值为4.6×107J/kg，现有汽油2kg，选其中一半完全燃烧，放出的热量是______J，剩余汽油的热值是______J/kg．练习1.(2012.昆明)1Okg的水，温度由1O℃升高到20℃所吸收的热量是______J；如果这些热量由燃烧焦碳来提供，那么需要完全燃烧____g的焦碳.[C水=4.2×103J／(kg·℃)，q焦碳=3.0×107J／kg]探究二热机效率例2: 用天然气灶烧水，燃烧0.5m3的天然气，使100kg的水从20℃升高到70℃.已知水的比热容为c=4.2×103J/(kg•℃)，天然气的热值为q=7.0×107J/m3.求：（1）0.5m3天然气完全燃烧放出的热量Q放；（2）水吸收的热量Q吸；（3）燃气灶的效率η.练习2.如图所示,某太阳能热水器，向其中注入50 k g的水，阳光照射一段时间后，水温从10℃升高到50℃.水的比热容是4.2×103J／(kg·℃).试求：(1)这段时间该热水器中的水吸收的热量是多少?(2)如果这段时间该太阳能热水器接收到太阳辐射的热量是2.8×107J，则这段时间该热水器的效率是多少?(3)若用煤燃烧来提供2.8×107J的热量，需完全燃烧多少千克煤?（煤的热值约为3.5×l07J ／kg）【当堂达标】1.用煤气灶把1kg、初温为20℃的水烧到70℃，消耗了10g煤气．已知水的比热容是4.2×103J/(kg•℃)，煤气的热值为4.2×107J/kg，则水吸收的热量为 J，煤气完全燃烧放出的热量为 J，煤气灶烧水的效率为．2．下列提高热机效率的方法中，不可行的是（）A.减少各种热损失B.加润滑油减少机器各部件之间的摩擦C.充分利用废气的能量，如建热电站D.采取少消耗总能量的办法3．关于热机，下列说法错误的是（）A.热机性能好坏的重要标志之一是热机效率.B.在四冲程内燃机中减少废气带走的大量热量可以大大提高热机效率.C.柴油机的效率比汽油机的高，这是因为柴油的热值比汽油的大.D.在压缩冲程中内燃机将机械能转化为内能.4．某汽车有限公司是一家大型的特种专用汽车生产基地．该厂某型号专用车在车型测试中，在一段平直的公路上匀速行驶5.6km，受到的阻力是3.0×103N，消耗燃油1.5×10-3m3（假设燃油完全燃烧）．若燃油的密度0.8×103kg/m3，热值q=4×107J/kg，求：（1）专用车牵引力所做的功是多少？（2）燃油完全燃烧放出的热量是多少？（3）已知效率η= W/Q（式中W为在某段时间内对外所做的功，Q为它在这段时间内所消耗的燃油完全燃烧所产生的热量），则该专用车的效率是多少？热机的效率一、教学目标1、知识与技能经历“燃烧燃料释放热量的分配”的过程，感受到转化为机械能的内能只是一部分，形成正确的世界观2、过程与方法通过与机械效率的对比，了解热机的效率，感悟到效率是评价投入、产出比的基本方法，并了解不同热机的效率值；3、情感、态度与价值观了解热机的使用对社会的贡献与带来的环境污染，感受到自然科学的发展和先进技术的应用在推进社会发展的同时，也造成了环境污染。
《热机效率和环境保护》 教学设计
《热机效率和环境保护》教学设计一、教学目标1、知识与技能目标（1）理解热机效率的概念，知道热机工作时燃料燃烧能量的主要流向。
（2）了解提高热机效率的方法和途径。
（3）认识热机使用对环境的影响，了解环境保护的重要性。
2、过程与方法目标（1）通过对热机效率的分析和计算，培养学生的逻辑思维能力和数据处理能力。
（2）通过对热机使用与环境保护关系的讨论，培养学生的合作交流能力和综合分析问题的能力。
3、情感态度与价值观目标（1）通过对热机效率的学习，使学生认识到提高能源利用效率的重要性，培养学生节约能源的意识。
（2）通过对热机使用对环境影响的认识，增强学生的环境保护意识，激发学生对社会可持续发展的关注和责任感。
二、教学重难点1、教学重点（1）热机效率的概念和计算。
（2）提高热机效率的方法。
（3）热机使用对环境的影响。
2、教学难点（1）对热机效率概念的理解。
（2）分析影响热机效率的因素。
三、教学方法讲授法、讨论法、实验法、多媒体辅助教学法四、教学过程1、导入新课通过展示汽车、火车、飞机等交通工具的图片或视频，引导学生思考这些交通工具的动力来源，从而引出热机的概念。
提问学生：“你们知道热机是如何工作的吗？热机在工作过程中能量是如何转化的？”激发学生的学习兴趣，引入本节课的主题——热机效率和环境保护。
2、新课讲授（1）热机的效率①介绍热机的工作原理，以汽油机为例，讲解燃料燃烧产生的内能如何转化为机械能。
②给出热机效率的定义：热机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，叫做热机的效率。
③引导学生分析热机工作时能量的流向，包括燃料燃烧释放的能量中，一部分用来做有用功，一部分通过废气带走，一部分被热机部件吸收而散失等。
④进行热机效率的计算例题讲解，让学生掌握热机效率的计算方法。
（2）提高热机效率的方法①组织学生讨论影响热机效率的因素，如燃料燃烧是否充分、热机部件之间的摩擦、废气带走的能量等。
②结合讨论结果，总结提高热机效率的方法，如使燃料充分燃烧、减少热机部件之间的摩擦、改进热机的结构、使用热值高的燃料等。
九年级《热机效率和环境保护》教案、教学设计
（二）教学设想
1.针对教学重点，采用直观演示、案例分析、小组讨论等形式，帮助学生理解和掌握热机效率的计算方法及其影响因素。
-通过实验演示，让学生直观感受热机效率与能量损失之间的关系，加深理解。
-减少热机环境污染的有效措施。
-个人在日常生活中如何做到节能环保。
4.小组合作，制作一份关于热机效率与环境保护的宣传海报，要求设计新颖、内容丰富、具有吸引力。
5.学生根据课堂所学，选择一种热机设备进行实地观察，记录其工作效率，并结合所学知识分析原因，提出改进建议。
作业要求：
1.作业内容要紧密结合课堂所学，注重理论联系实际，提高学生的应用能力。
2.作业提交前，学生需进行自评和互评，确保作业质量。
3.教师将对作业进行认真批改，给予评价和建议，帮助学生进一步提高。
九年级《热机效率和环境保护》教案、教学设计
一、教学目标
（一）知识与技能
1.了解热机效率的概念，理解热机效率与能量转化、能量损失之间的关系。
2.学会计算热机效率，并能运用所学知识分析实际热机效率问题。
3.掌握提高热机效率的方法和途径，了解现代热机技术的发展趋势。
4.了解环境保护的重要性，认识到热机使用对环境的影响，掌握减少环境污染的措施。
1.导入：通过提问方式引导学生回顾热机的基本原理，为新课学习做好铺垫。
2.新课内容：讲解热机效率的概念、计算方法，分析影响热机效率的因素，介绍提高热机效率的方法和途径。
3.实践活动：组织学生进行热机效率实验，让学生亲身感受热机效率与能量损失的关系。
4.课堂讨论：引导学生探讨热机使用对环境的影响，提出减少环境污染的措施。
热机效率与环境保护
热机效率与环境保护热机效率是指热机将热能转化为机械能的程度，衡量了热机能源利用的高低程度。
而环境保护则是指保护和改善自然环境，减少对环境的破坏。
热机效率与环境保护之间存在紧密的联系和相互影响。
本文将探讨热机效率与环境保护的关系，分析如何提高热机效率以促进环境保护。
一、热机效率的意义与计算方法热机效率是评价热机性能的重要指标，对于节能和减排具有重要意义。
热机效率通常用热机输出功与燃料燃烧热的比值来表示。
计算公式如下：热机效率 = 机械输出功 / 燃料燃烧热提高热机效率可以最大限度地利用能源，减少能源的浪费，达到节能减排的目的。
二、热机效率与环境保护的关系（1）减少能源消耗通过提高热机效率，可以减少对能源的消耗。
热机在能量转换过程中存在能量损失，遗散热等问题。
而提高热机效率可以减少这些能量损失，使燃料的利用率更高。
这样不仅可以降低燃料的消耗量，减少资源浪费，还能减少对环境的污染。
（2）降低尾气排放提高热机效率可以减少燃烧排放物的生成。
在燃料燃烧过程中，如果热机效率较低，燃料无法完全燃烧，会产生大量的尾气排放物，如二氧化碳、氮氧化物、硫化物等。
而高效率的热机能够更充分地燃烧燃料，减少排放物的生成，对环境造成的污染更小。
（3）降低温室气体排放温室气体的排放是导致全球气候变化的主要原因之一。
而燃烧过程中释放的二氧化碳是主要的温室气体之一。
提高热机效率可以减少燃料的消耗，从而减少温室气体的排放。
这对于减缓气候变化、保护环境具有重要意义。
三、提高热机效率的方法（1）优化设计通过对热机结构和工艺流程进行优化设计，可以提高热机效率。
例如，采用先进的轴承技术和摩擦减少技术，降低摩擦损失；采用节能材料和隔热材料，减少散热损失等。
（2）热能回收利用在热机工作过程中，会产生大量的废热。
通过热能回收利用的方式，可以将废热重新利用，提高热机效率。
常见的热能回收利用技术包括余热锅炉、余热发电等。
（3）推广清洁能源在能源选择上，应优先选择清洁能源，如太阳能、风能等。
13.4热机效率与环境保护
能源与环境
1、环境污染： （1）大气污染：热机燃烧的过程中放出大量的有 毒气体和烟尘，造成大气污染。 （2）噪声污染：大量的交通运输工具和由热机做 动力的机械工作时产生的噪声污染，影响人类的 正常生活，甚至危害人类健康。 2、保护环境: （1）改进燃烧设备，消烟除尘。 （2）提高燃料的综合利用，采取集中供热。 （3）充分开发利用无污染的能源。 （4）在内燃机排气管上安装消音器，减小噪声污 染。
解：（1）煤气完全燃烧放出的热量 Q放 = m煤气q煤气 = 0.5kg×4.2×107J/kg = 2.1×107J （2）水由20℃升温到70℃所吸收的热量 Q吸= C水m水Δt = 4.2×103J/(kg∙℃)×50kg×50℃ =1.05×107J
五、燃料替代的计算
例题： 有一种太阳能热水器，在晴天气温 为28℃时，每天可以将200kg的水加热到46℃， 那么每天至少能节约多少煤气？（煤气热值 q=1.8×107J/m3）
某研究小组为测量垂直于太阳光的面积为1米2 表面上，每秒钟接受到的太阳能，用自制太阳能 热水器做实验。经多次试验得到自制太阳能热水 器吸收太阳能的效率为50%。控制太阳能热水器 接受太阳光垂直照射的面积始终是2米2，太阳能 热水器内的水的质量为100千克，水的初温为 200C，经8750s时间后上升到450C【C水 =4.2×103)/(kg· ℃)】。请计算： (1)、在上述过程中太阳能热水器内的水吸收热 量是多少焦耳？ (2)、垂直于太阳光的1米2表面上，每秒钟接受 到的太阳能是多少焦耳？
十三、提高热机效率的途径
例题：关于提高热机效率的途径，下列说 法中错误的是（ ） A、尽量使燃料完全燃烧
B、尽量减少输出功率
C、尽量减小摩擦 D、尽量减少热量损失
热机效率与环境保护
热机效率与环境保护一、燃料燃烧的实质燃料的燃烧是一种化学变化，在燃烧过程中，燃料的化学能转化为内能，并通过热传递的方式传给别的物体，使它们的温度升高。
因此一般来说，燃料燃烧进程中放出热量。
二、燃料的热值1、 定义：1千克的某种燃料完全燃烧放出的热量，叫做这种燃料的热值，2、公式：mQ q = 2、 单位：固体、液体：焦／千克。
气体：焦/米33、 热值是反映燃料燃烧释放热量的本领大小的物理量。
4、 热值是燃料本身的一种特性，同种燃料的热值不随燃烧充分与否而变，不随燃料质量的大小而变，即每种燃料都有一个确定的燃烧值，不同燃料的燃烧值一般不同。
5、注意：所谓“完全燃烧”是指全部烧完烧尽的意思，即燃料的燃烧必须是与充足的氧气发生完全氧化反应，这是一个理想的燃烧过程，在实际中是难以实现的，所以由mQq =计算出的理论值与实际有较大的差异（与实际燃烧条件有关）。
三、热机的效率1、 定义：热机的效率就是指用来做有用功的那部分能量和燃烧完全燃烧放出的能量之比（η）2、公式：η=Q 有用/Q 总3、η<1。
燃料在热机中燃烧时，总有一小部分燃料不能完全燃烧而损失掉，但更主要的是热机工作时，排气冲程排出的废气带走很大一部分能量，另外还有一部分能量损失在散热上，由于热机的各零部件之间有摩擦，需要克服摩擦做功而消耗一部分能量。
因此，燃气推动活塞做有用功的能量只是燃料完全燃烧放出的能量中的一部分，所以，热机的效率总小于1。
4、热机的效率是热机性能的一个重要指标，热机的效率越高，它的机械性能就越好。
四．提高热机效率的途径（1）在设计和制造上，要不断改进和革新，以减少各种能量损失，提高效率。
（2）在使用上，要正确使用，注意保养。
例如加润滑剂以保证良好的润滑，减小摩擦；运动零件之间的间隙要调整得当，减小摩擦和防止漏气。
（3）充分利用废气带走的能量。
例如热电站就是利用废气来供热的，这种既供电又供热的热电站，比一般的火电站，燃料的利用率将大大提高。
九年级热机的效率知识点
九年级热机的效率知识点热机是我们生活中无处不在的设备，包括汽车、发电机、冰箱等等。
然而，我们是否真正了解热机的效率？在此，我将为大家介绍一些关于九年级热机效率的知识点。
1. 什么是热机效率？热机效率是指热机从燃料或其他能源中转化为机械能或电能的比率。
简单来说，就是热能转化为有用能量的能力。
2. 理想热机与实际热机理想热机是指在工作过程中没有任何能量损耗的设备，而实际热机存在能量损耗的情况。
这是由于热机在能量转化过程中存在摩擦、辐射等能量损耗的原因。
3. 热机效率的计算热机效率可以通过以下公式计算：热机效率 = 有用能量输出 / 输入能量4. 常见热机效率不同类型的热机存在着不同的效率。
例如，内燃机的效率通常在20%至50%之间，而汽轮机的效率可以高达40%至60%。
这意味着在热机转化能量的过程中，大部分能量都以废热的形式散失了。
5. 提高热机效率的方法为了提高热机的效率，我们可以采取一些措施。
其中之一是利用余热。
在许多热机中，燃烧产生的废热经过特殊设计和利用，可以再次转化为能量，从而提高热机的效率。
6. 热力学第一定律与热机效率热力学第一定律是能量守恒定律的一种表达形式，它说明了能量在物体之间的转化过程中不会产生或消失，只会从一种形式转化为另一种形式。
热机效率实际上就是基于热力学第一定律的概念而得出的。
7. 热机效率与环境保护热机效率与环境保护有着密切的关联。
低效率的热机会导致能量浪费，形成大量的废热和废气排放。
这对环境造成了很大的负担。
因此，提高热机效率不仅可以节约能源，还有助于减少环境污染。
8. 热能回收和再利用在现代工业中，人们开始积极探索热能回收和再利用的方法来提高能源利用效率。
例如，工厂废水中的热能可以通过热能回收系统来回收和再利用。
这些努力旨在减少能源消耗和环境负荷。
结语：热机效率是一个与我们生活息息相关的概念，了解和关注它对于能源利用和环境保护都具有重要意义。
通过学习热机效率的知识，我们可以更好地理解和利用各种热机设备，减少能源浪费，保护环境更加可持续。
热机效率和环境保护-沪科版九年级全一册教案
热机效率和环境保护-沪科版九年级全一册教案一、知识目标1.了解热机的基本工作原理和分类；2.掌握热机效率的概念和计算；3.了解热机对环境的影响；4.意识到保护环境的重要性。
二、能力目标1.观察和分析热机的基本实验现象；2.运用公式计算热机的效率；3.分析热机对环境产生的影响；4.思考如何保护环境。
三、教学重难点1.热机效率的概念、计算方法；2.热机对环境产生的影响；3.环境保护思想的引导。
四、教学过程1. 导入（10分钟）•通过课件或图纸呈现热机、汽车、飞机等相关图片，引导学生讨论这些设备与热机有什么关系；•让学生从图片中找出热机，简单了解热机的结构、原理、分类。
2. 热机效率的概念（20分钟）•通过实际例子或电子板书引导学生理解热机效率的概念和计算方法；•提问：什么是热机效率？如何计算热机效率？为什么要计算热机效率？3. 热机效率的实验演示（30分钟）•展示热机效率的实验器材，让学生观察实验过程；•分组进行实验，记录实验数据；•分享实验数据，用公式计算热机效率。
4. 热机对环境的影响（20分钟）•引导学生思考热机对环境的影响，包括噪声、空气质量、温度等；•分析环保与热机的矛盾，讨论保护环境需要哪些应对措施。
5. 环境保护知识（20分钟）•通过PPT、视频、图片讲解环保相关知识；•引导学生从身边的小事做起，积极参与环保活动，倡导低碳生活。
6. 总结（10分钟）•回顾本节课的知识点，清晰掌握热机效率和环境保护的相关概念；•强调保护环境的重要性，鼓励学生从小事做起，乐观向上地面对未来。
五、教学资源•电子板书、课件、实验器材等。
六、总结本节课通过引入实际生活中的热机以及环境保护的知识，引导学生深入理解热机效率和热机对环境的影响。
同时，通过实验演示、思考、小组合作探究等多种教学方式，激发了学生学习的兴趣和积极性，更好地融合了课程内容和生活实践。
热机效率与环境保护
热机效率与环境保护热机效率是评估能源利用效率的重要指标，而环境保护则是人类社会发展的必然要求。
本文将探讨热机效率与环境保护之间的关系，并探讨如何通过提高热机效率来实现环境保护的目标。
一、热机效率的定义与计算热机效率是指能够将热能转化为机械能的比例，常用符号为η。
一般来说，热机的效率越高，能源利用效率就越高，能源消耗量就越低。
热机效率的计算公式如下：η = W/Q_hot其中，W表示所获得的机械能，Q_hot表示从热源吸收的热能。
根据这个公式可以看出，提高热机效率的关键是提高机械能的输出和降低热能的消耗。
二、热机效率与环境保护的关系燃煤、石油等传统能源的使用对环境造成了严重的污染和破坏。
提高热机效率可以减少能源的消耗，从而降低对环境的影响。
具体表现在以下几个方面：1. 减少温室气体排放热机的高效率意味着同样的机械输出所需要的热能会减少，从而减少了燃烧过程中产生的温室气体的排放量。
温室气体是导致全球气候变暖的主要原因之一，通过提高热机效率，可以减轻全球变暖的速度。
2. 节约能源资源能源是社会发展不可或缺的资源之一，节约能源是推动可持续发展的重要措施。
提高热机效率可以减少对能源的消耗，从而实现能源资源的高效利用。
3. 减少大气污染物的排放燃烧过程中产生的大气污染物对空气质量和人体健康造成了严重的影响。
通过提高热机效率，可以降低燃烧过程中产生的有害气体的排放量，从而改善空气质量。
4. 促进清洁能源的发展提高热机效率需要利用先进的能源技术，这将促进清洁能源的发展。
清洁能源不仅具有低碳、低污染的特点，还能有效地降低对传统能源的依赖，从而推动能源结构的转型和环境保护的实现。
三、提高热机效率的途径为了实现环境保护的目标，必须采取有效的措施来提高热机效率。
以下是几种常见的途径：1. 优化热机的设计通过改善热机的结构和工作方式，可以提高热机的效率。
例如，采用高效的燃烧方式、改进传热方式、减少能源损失等措施，都能够提高热机的效率。
热机效率和环境保护
Q=mq ｑ：燃料旳热值
ｍ：燃料旳质量
或：Q = Vq q单位：J/Kg 或 J/m3
无烟煤旳热值为3.4×107J/kg，表达1kg旳煤在 完全燃烧时所放出旳热量为3.4×107J。
液化气旳热值为4.9×107J/m3，表达1m3旳液化气 在完全燃烧时所放出旳热量为4.9×107J。
例题：计算4Kg柴油完全燃烧释放旳热量。 （q=3.3×107J/Kg ）
已知： m=4Kg, q=3.3×107J/Kg 求: Q 解: Q=mq
=4Kg×3.3×107J/Kg
=1.32×108 J
答:完全燃烧释放旳热量为1.32×108 J
请计算：
干木柴
烟煤
汽油
讨论交流：热机工作时，能不能将燃料所蕴
结束
讨论交流
• 怎样保护我们旳环境？
1.改善燃烧设备，加装消烟除尘装置; 2.集中供热； 3.改用气体燃料，普及煤气和天然气； 4.充分开发利用污染少和无污染旳新能源。
洛杉机光化学烟雾事件 首先，什么是光化学烟雾呢?氮氧化物、烃类等一次污染物 在阳光紫外线旳作用下发生一系列光化学反应，生成臭氧(占 产物85%以上)、过氧乙酰硝酸酯、高活性自由基、醛类、酮 类和有机酸等二次污染物，这些一次污染物和二次污染物形成 旳混合物称为光化学烟雾，它呈浅兰色、有刺激性和很强旳氧 化性，可造成人类及动植物疾病、建筑物毁坏等危害。 洛杉机光化学烟雾事件是指40年代早期至50年代，发生于 美国洛杉机市旳一系列光化学烟雾事件旳总称。该市临海依山， 处于50公里长旳盆地中，一年有300天出现逆温(即大气层某 一高度上旳温度不随高度递减，出现反常增长或不变。这会阻 碍大气向上旳对流扩散和污染物旳扩散)，5～10月阳光强烈。 因为大量汽车排放含氮氧化物、碳氢化合物、一氧化碳等废气， 加之洛杉机市特殊旳地理及气候条件，自1943年开始，形成 了屡次光化学烟雾事件。本地居民纷纷反应有眼睛或喉咙刺激， 其中以1952年旳一次最为严重，大批居民发生眼睛红肿、喉 痛、咳嗽、皮肤潮红等症状，严重者心肺功能衰竭，造成近 400位65岁以上老人死亡。另外，植物大面积死亡，车祸增多。
内燃机 热机效率和环境保护(基础)知识讲解
内燃机热机效率和环境保护（基础）【要点梳理】要点一、内燃机1.热机：将燃料燃烧时释放的内能转变为机械能的装置，被称为热机。
2.内燃机：燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机，叫内燃机。
内燃机中最常见的是汽油机和柴油机。
（1）汽油机①汽油机的构造：气缸、活塞、连杆、曲轴、进气门、排气门、火花塞。
②汽油机的工作过程：吸气、压缩、做功、排气。
a.吸气冲程。
进气门打开，排气门关闭，活塞由气缸最上端向下运动，汽油和空气的混合物从进气门被吸入气缸。
当活塞运动到最下端时，进气门关闭。
b.压缩冲程。
进气门和排气门都关闭，活塞由气缸的最下端向上运动，燃料混合物被压缩，气缸内温度升高，气压增大。
c.做功冲程。
在压缩冲程结束后，火花塞产生电火花，点燃燃料混合物。
燃料混合物剧烈燃烧，产生高温、高压燃气，推动活塞向下运动，并通过连杆驱使曲轴转动。
d.排气冲程。
进气门关闭，排气门打开，活塞从气缸最下端向上运动，把废弃排出气缸，为下一个循环做好准备。
（2）柴油机①柴油机的构造：气缸、活塞、连杆、曲轴、进气门、排气门、喷油嘴。
②柴油机的工作过程：吸气、压缩、做功、排气。
a.吸气冲程。
进气门打开，排气门关闭，活塞由气缸最上端向下运动，空气从进气门被吸入气缸。
当活塞运动到最下端时，进气门关闭。
b.压缩冲程。
进气门和排气门都关闭，活塞由气缸的最下端向上运动，燃料混合物被压缩，气缸内温度升高，其温度超过柴油的燃点。
c.做功冲程。
在压缩冲程结束后，由喷油嘴向气缸内喷射雾状的柴油，这些柴油在气缸内高温的空气中剧烈燃烧，产生高温、高压燃气，推动活塞向下运动，并通过连杆驱使曲轴转动。
d.排气冲程。
进气门关闭，排气门打开，活塞从气缸最下端向上运动，把废弃排出气缸，为下一个循环做好准备。
要点诠释：（1）汽油机和柴油机的工作原理：汽油或柴油在气缸里燃烧时生成高温高压的燃气，用来推动活塞做功。
活塞通过连杆使内燃机的飞轮转动，从而带动其他机械转动。
（2）活塞在气缸内往复运动，从气缸的一端运动到另一端的过程，叫做一个冲程。
《热机的效率》热机效率,绿色动力
《热机的效率》热机效率，绿色动力在我们的日常生活和工业生产中，热机扮演着至关重要的角色。
从汽车的发动机到发电厂的大型机组，热机为我们提供了源源不断的动力。
然而，在享受热机带来便利的同时，我们也不能忽视一个关键的问题——热机的效率。
什么是热机的效率呢？简单来说，热机的效率就是热机在工作过程中，有用功与燃料燃烧释放出的总能量之比。
用公式表示就是：热机效率＝有用功／燃料燃烧释放的总能量 × 100% 。
这个比例反映了热机将燃料的能量转化为有用功的能力。
为了更好地理解热机效率，让我们先来看看热机的工作原理。
以常见的内燃机为例，燃料在气缸内燃烧，产生高温高压的气体，这些气体膨胀推动活塞做功，从而将燃料的化学能转化为机械能。
但在这个过程中，并不是所有的能量都能被有效地利用。
一部分能量会以热能的形式散失到周围环境中，比如通过气缸壁、排气管等散热；还有一部分能量会在克服摩擦、驱动各种辅助设备等过程中被消耗掉。
那么，影响热机效率的因素都有哪些呢？首先是燃料的燃烧效率。
如果燃料不能充分燃烧，就会有一部分化学能没有被释放出来，从而降低了热机的效率。
其次是热机的结构和设计。
良好的气缸密封、合理的活塞行程、优化的配气系统等都能提高热机的工作效率。
再者，热机的工作温度也会对效率产生影响。
一般来说，工作温度越高，热机的效率越高，但同时也会带来材料耐高温等方面的挑战。
此外，摩擦损失也是不可忽视的因素，减少摩擦可以提高热机的输出功率和效率。
提高热机的效率具有重要的意义。
从能源利用的角度来看，更高的热机效率意味着我们能够从相同数量的燃料中获取更多的有用功，从而节约能源资源。
以汽车为例，如果发动机的效率能够提高，那么在相同的行驶里程下，所需的燃料就会减少，不仅降低了车主的使用成本，还减少了对石油等不可再生能源的依赖。
从环境保护的角度来看，热机效率的提高可以减少废气排放。
燃料燃烧越充分，产生的污染物就越少，对空气质量的改善有着积极的作用。
热机效率和环境保护
政策法规支持清洁能源发展
许多国家出台政策法规，鼓励清洁能源的开发和 利用，限制化石能源的使用，进一步推动了清洁 能源在热机中的应用。
新型循环系统在热机中应用前景展望
提高热效率
新型循环系统如朗肯循 环、布雷顿循环等，具 有更高的热效率，能够 减少能源浪费，降低环 境污染。
工作条件
热机的工作温度、压力、负荷等都会影响其效率。例如 ，过高的工作温度可能导致机械部件的磨损和损坏，从 而降低热机效率。
提高热机效率意义
节能减排
提高热机效率可以降低能源消耗和减少污染物排放，对于实现节能 减排目标具有重要意义。
提高经济效益
提高热机效率可以降低生产成本，提高经济效益。例如，在工业生 产中，高效的热机可以降低能源消耗，从而减少生产成本。
降低能耗和排放
智能控制技术可以通过精确控制燃料的供应和空气的流量，降低热机的能耗和排放，减少对环境的负面影响。
提高设备寿命
智能控制技术可以监测热机的磨损和老化情况，及时进行维护和保养，延长设备的使用寿命。
06 总结反思与未来展望
当前存在问题和挑战
热机效率提升困难
受限于材料、工艺及设计水平，热机效率提升速度缓慢，难以满足 日益增长的能源需求。
优化设计参数，降低能耗损失
优化压缩比
根据燃料性质和负荷要求，选择适当的压缩比，以降 低能耗损失。
减轻运动部件质量
采用高强度、低密度材料制造运动部件，降低惯性损 失和摩擦损失。
降低附件损失
优化发电机、水泵、机油泵等附件的驱动方式，降低 附件损失。
改进燃烧过程，提高能量利用率
采用直喷技术
第四节 热机效率专题分层练习
第四节《热机效率和环境保护》专题分层作业（五）作图题类（夯实基础题1-2，能力提升题3-5，素养提升题6-7）1．小莉和小楠两位同学用相同的加热装置对初温相同的水进行加热（水未沸腾），小莉加热的水质量少，小楠加热的水质量多（其他条件均相同）。
图中虚线是小莉同学绘制的水的温度、吸收热量随时间变化的图象。
请以小莉的图象为参考在图中用实线绘制出小楠同学的水的温度、吸收热量随时间变化的图象。
2．如图1所示是一个内壁光滑且密闭绝热的金属圆筒，左端固定在墙上，现在先用力F向左推活塞，使活塞从A 位置运动到最左端C位置。
撤销力F后，活塞又被圆筒内气体推回到A位置。
请在图2中作出活塞从A运动到C再返回A过程中金属圆筒内的气体内能随位置变化的大致关系图象。
（绝热：表示没有热量传递。
坐标原点为内能零起点。
）3．如图所示，用打气筒向瓶内打气，一段时间后瓶塞从瓶口冲出且瓶口冒出少许“白气”请你根据这一现象画出：从开始打气到“白气”消失一段时间后的过程中玻璃瓶内空气温度随时间变化关系的大致图像。
（环境温度为t）4．质量和初温均相同的甲、乙两种晶体分别装在两个相同的容器中，用相同的加热器同时对它们加热。
如图是甲温度随时间变化的部分熔化图象，若乙的比热容和熔点均小于甲，请画出乙在相同过程中，温度随时间变化的大致图象。
5．如图甲所示，将装有90℃热牛奶的奶瓶放入20℃的水中，5min后，水和牛奶的温度均为40℃，试在图乙中分别画出容器中水的温度和奶瓶中牛奶的温度随时间变化的大致图象。
6．用两个相同的加热器同时给质量均为m且初温相同的物质甲和水加热，水的温度随时间的变化关系如图所示，若甲物质的比热容是水的一半，请在图中画出给甲物质加热10min温度随时间变化的关系图象。
7．给一定量的水加热，其温度与时间变化的图象如图右甲所示。
请在甲图中画出在其他条件不变，仅增加水量时水的温度随时间变化的大致图象。
第四节《热机效率和环境保护》专题分层作业（六）自主实验探究题类（能力提升题1，素养提升题2）1．小明了解到有种说法“在室内穿两件薄衣服比只穿一件厚衣服更保暖”。
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∵ Q吸=c2m2△t2
∴ △t2 = Q__吸_ = ______5._0_4×__10_6_J_______ = 40℃
c2m2
4.2×103J/（kg•℃）30kg
答：煤气完全燃烧放出的热量是1.008×107J；水升高的温度为40℃．
燃烧加热模式题型 1、理想情况：没有热量损失。
Q吸= Q放 cm△t=qV 或cm△t=qm’ 2、理想情况：有热量损失。
身体健康，
学习进步！
已知：q1=3.6×107J/m3，V1=0.28m3，m2=30kg，c2=4.2×103J/（kg•℃） 求：Q放=？；△t=？
解：煤气完全燃烧放出的热量：
Q放=V1q1=0.28m3×3.6×107J/m3=1.008×107J；
水吸收的热量：Q吸=ηQ放=50%×1.008×107J=5.04×106J，
13.4热值和热机效率
复习引入
热机的原理
把内能转化为机械能
热机是如何获得大量内能的呢？ 燃烧柴油或汽油
思考讨论 1.你知道的常见燃料有哪些？
酒精、干木材、蜡烛等
2.我们要烧开同一壶水，现有三种 燃料：干草、木柴、煤炭，用哪种 燃料用量最少？
燃料的热值
定义：1kg(m3)某种燃料完全燃烧放出的热量。 单位：焦每千克，符号：J/kg（固体和液体）
燃料燃烧热量的计算公式
例题：
1、十堰市在未来几年将用上天然气，若某 个家庭预计每月使用天然气4m3，这些天然气完 全燃烧放出热量是_________J，相当于_____kg 柴薪完全燃烧放出的热量。（天然气的热值约 为7.5×107J/m3，柴薪的热值约为1×107J/kg）
解析：4m3完全燃烧放出的热量是Q放=Vq=4m3 × 7.5×
107J/m3=3×108J；
柴薪的质量m=Q/q=3×108J/1×107J/kg=30kg。
答案：3×108 30
2、关于燃料的热值正确的是（ ） A．燃料的热值与燃料的燃烧程度有关 B．燃料的热值与燃料的种类有关 C．燃料的热值与燃料的多少有关 D．燃料的热值与上面三个因素都有关
解析：选B。热值是燃料的一种特性，它的大小只与燃 料的种类有关，与燃料的燃烧程度、质量等其它因素没 有关系。
3、热机转变为有用功的能量与燃料完全燃烧释放的能量的比值称为热
机效率，即：
η=
W有 Q放
×100%
4、加热模式题型
（1）、理想情况：没有热量 损失。
Q吸= Q放 cm△t=qV
或cm△t=qm’
（2）、理想情况：有热量损失。 Q吸= η Q放 cm△t= η qV
或cm△t= η qm’
不管做什么都不要急于回报，因为播种和收获不在同一个季节，中间隔着的一段时间，我们叫它为坚持。 现实会告诉你，不努力就会被生活给踩死。无需找什么借口，一无所有，就是拼的理由。 加倍努力，证明你想要的不是空中楼阁。胜利是在多次失败之后才姗姗而来。 心是最大的骗子，别人能骗你一时，而它却会骗你一辈子。 如你赢不了，至少你可以给予你的对手一个微笑。 驾驭命运的舵是奋斗。不抱有一丝幻想，不放弃一点机会，不停止一日努力。 内外相应，言行相称。——韩非 为别人鼓掌的人也是在给自己的生命加油。 原来时光一直都在，只是我们在飞逝。 友谊是精神的融合，心灵的联姻，道德的纽结。——佩恩
单位：焦每立方米，符号：J/m3 （气体）
常用燃料的热值
固体（ J/kg）
液体（ J/kg）
气体（ J/m3）
干木柴 1.2×107 酒精
3.0×107 煤气 1.8×107
烟煤 焦炭 无烟煤
2.9×107 3.0×107 3.4×107
柴油 石油 汽油
4.3×107 天然气 （3.3~4.5)×107 4.4×107 氢气 1.43×108 4.6×107
讨论交流：热机工作时，能不能将燃料所蕴藏的化学能 全部用来对外做有用功呢？
热机 中燃 料释 放能 量的 主要 走向 示意 图
废气排出带走的能 量
由于机械传动 等，克服摩擦 所消耗的能量
热机效率
由图可知，真正能转变为对外做有用功的能量只是燃 料燃烧时所释放能量的一部分。
热机转变为有用功的能量与燃料完全燃烧释放的能
木炭
3.4×107 煤油
4.6×107
观察热值表，你有什么收获？ 1、氢气比热最大。
2、热值是燃料的一种特性，其大小与燃料的种类有
关。
q煤油=4.6×107J/kg和q氢气= 1.4×107 J/m3 物理意义
1kg的煤油完全燃烧所放的热量为4.6×107J 1m3的氢气完全燃烧所放的热量为1.4×10%
Q放
议一议
怎样提高热机的效率？ 1、使燃料充分燃烧; 2、尽量减少各种热量损失； 3、在热机的设计和制造上采用先进的技术； 4、注意保养，保证良好的润滑，减少因克服摩擦阻力 而额外消耗的能量。
能力拓展
已知煤气的热值为3.6×107J/m3，0.28m3的煤气完全燃 烧放出的热量是多少？若这些热量的50%被温度为20℃， 质量为30kg的水吸收，则水温升高多少？[c水 =4.2×103J/(kg·℃)]
Q吸= η Q放 cm△t= η qV 或cm△t= η qm’
课堂总结
一、热值 1、定义：1kg(m3)某种燃料完全燃烧放出的热量。
单位：焦每千克，符号：J/kg（固体和液体） 单位：焦每立方米，符号：J/m3 （气体） 2、热值是燃料的一种特性，它的大小只与燃料的种类有关，与燃料的 燃烧程度、质量等其它因素没有关系。