初三物理热值与能量转换效率

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热效率专题讲解

课程小结

1．热值（q ）：1千克某种燃料完全燃烧放出的热量，叫热值。单位是：焦耳/千克。 2．燃料燃烧放出热量计算：Q 放 =qm ；（Q 放 是热量，单位是：焦耳；q 是热值，单位是：焦/千克；m 是质量，单位是：千克。气体燃料Q 放 =qV

3．内燃机可分为汽油机和柴油机，它们一个工作循环由吸气、压缩、做功和排气四个冲程。一个工作循环中对外做功1次，活塞往复2次，曲轴转2周。

4．热机的效率：用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之比，叫热机的效率。的热机的效率是热机性能的一个重要指标

5．在热机的各种损失中，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。

了解热值

定义 燃料完全燃烧放出的热量与燃料质量之比，叫做这种燃料的热值 单位 焦耳/千克，即”J/kg “，读作”焦耳每千克“

公式

m

q Q

=

，期中Q 表示燃料完全燃烧放出的热量，m 表示燃料的质量，q 表示该燃料的热值

物理意义 表示一定质量的某种燃料在完全燃烧时所放出热量的多少。如木炭的热值为

3.4x107J/kg ，它表示1kg 木炭完全燃烧所放出的热量是3.4×107

J 。同种燃料的热值不同，不同燃料的热值一般不同

热值反应了所有能燃烧的物质的一种行之，反应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，也就是说，他是燃料本身的一种特性，它只与燃料的种类有关，与燃料的形态、质量、体积、是否完全燃烧均没有关系。

气体燃料的热值定义为燃料完全燃烧放出的热量与燃料体积之比 （3）燃料燃烧放出热量的计算

如果用m 表示燃料的质量，用q 表示该种燃料的热值，用Q 放表示完全燃烧时所放出的热量，则Q 放=mq 。期中m 的单位是kg ，q 的单位是J/kg ，Q 放的单位是J 。 注意： （1）只有燃料完全燃烧时，放出的热量的计算公式Q=mq 进行计算，不要与物体温度降低时放热公式Q=cm （t 2-t 1）混淆。

（2）计算时要看清燃料的种类、是否完全燃烧等关键词。 由燃料完全燃烧放出的热量的计算公式Q=mq 变形可得到m

q Q =

，注意公式中每个物理量都有其特殊物理意义，而不是纯粹的数学关系，不能错误地认为q 与Q 成正比、与m 成反比。

考点/易错点1

热机的效率

（1）热机能量是损失

①燃料未能完全燃烧

由于燃料的优劣，内燃机气缸与活塞的密封程度等原因，热机不可能将燃料完全燃烧，这必将有一部分能量损失。不过，这里损失的能量很小。 ②废气带走很大一部分能量

四冲程内燃机的一个工作循环中，排气冲工程将气缸中的废气排放掉，但此时废气的温度仍很高，内能较大。

③一部分能量消耗在散热上

热机大部分是由金属制成的，金属是热的良导体，传递了部分燃料燃烧所释放的热量，所以散热也是能量损失的一个方面。

④克服摩擦做功

活塞和曲轴在运动时克服摩擦做做功，这部分能量也要靠燃料燃烧的内能来提供 （2）热机的效率

①定义：用来做有用功的那部分能量个燃料完全燃烧所释放的能量之比

②公式%100⨯=

）

量（燃料完全燃烧释放的能）

用来做有用功的能量（总有用Q Q η

③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. （3）提高热机的效率的主要途径

①使燃料充分燃烧 ②尽量减少各种热损失

③在热机的设计和制造上，采用先进的技术

④使用时，注意保养，保证良好的润滑，合理调整运动零件之间的间隙，减小因克服摩擦阻力而额外消耗的功。

考点/易错点2

能量转化

实验探究：在透明塑料盒的地步钻一个孔，把电子式火花发生器的放电针管紧紧地塞进孔中，打开塑料盒盖，向盒中滴入数滴酒精，再将盒盖盖紧，然后按动电火花发生器的按钮。我们将会看到，透明塑料盒内的酒精剧烈燃烧，塑料盒盖被高温高压气体推出，在盒口不远处有水雾产生，在此过程中，酒精燃烧后的燃气对外做功，燃气的内能减少，转化为塑料盒盖的机械能。

根据这一原理，可以制造出一种讲内呢过转化为机械能的机器。热机是热力发动机的简称，它是将燃料燃烧产生的高温高压燃气的内能转化为机械能的装置。

最常见的内燃机是四冲程的汽油机和四冲程的柴油机。汽油机是以汽油味燃料的内燃机。 汽油机的工作过程如下表： 冲程名称 吸气冲程 压缩冲程 做工冲程 排气冲程 进气门开闭 打开 关闭 关闭 关闭 闭气门开闭 关闭 关闭 关闭 打开 活塞运动方向 向下 向上 向下 向上 冲程作用 吸入燃气和空气的混合气体 压缩燃料和空气混合气体做功，使其压强增大、温度升高 在当活塞到达气缸顶端时，火花塞打火，点燃燃料，产生的高温高压燃气推动活塞

做功。通过连杆、曲轴带飞轮转动

排除废气

能的转化 无能量转化 压缩燃料和空气的混合气体，机械能转化成内能

燃料燃烧，化学能转化成燃气的内能，燃气推动活塞做

功，内能转化成机械能 无能量转化

考点突破：

机械能与内能间的转化是通过做功来实现的，对物体做功的过程是将机械能转化为内能的过程，而物体对外做功则是内能转化为机械能的过程。

如：流星坠入大气层时，机械能减少，内能增加，机械能转化为内能。壶中的水沸腾时，壶盖不断跳动，则是内能转化为机械能。

一、例题精析

考点1.热值

【例题1】

烧开同样一壶水，完全燃烧的干木材与完全燃烧的无烟煤质量不同，是因为干木材和无烟煤具有不同的（ ） A ．热值 B ．比热容 C ．内能 D ．热量 【答案】A

【解析】烧开同样一壶水，完全燃烧的干木材与完全燃烧的无烟煤质量不同，说明完全燃烧相同质量的干木材和无烟煤放出的热量不同，即热值不同． 【例题2】

汽车油箱的汽油用掉一半后，关于油箱内汽油的说法正确的是（ ） A ．它的质量变为原来的一半 B ．它的密度变为原来的一半