第6讲能量的利用能源热值定义燃料完全燃烧放出的热量Q与燃料质量m的_________，叫做这种燃料的热值单位_____________，符号是_____________公式q=Q/m理解（1）酒精的热值是3.0×107J/kg，表示_____________________________（2）热值是燃料本身的一种特性，它与燃料的________________有关，与燃料的质量、体积、是否完全燃烧等没有关系【提示】对于气体燃料来说，热值q=Q/V，热值单位为“J/m3”.热机定义把______能转化为______能的机器原理种类蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等内燃机定义燃料在气缸内燃烧产生动力的热机分类汽油机和柴油机工作过程每个工作循环分为四个冲程：_____冲程、______冲程、_____冲程和_____冲程一个工作循环中只有_______冲程是靠燃气推动活塞做功，其他三个冲程是靠安装在曲轴上的飞轮的_______来完成压缩冲程中_______转化为______，在做功冲程中，______转化为_______热机效率定义热机用来做____的那部分能量和燃料完全燃烧放出的热量之比公式η=（Q有用／Q总）×100%能量流向提高热机效率途径①让燃料尽可能充分燃烧，如：将煤粒磨成煤粉、加大送风量等；②利用废气的能量；③机件间保持良好的润滑、减小摩擦能量的转化与守恒能量的转化和守恒内容能量既不会凭空消失，也不会凭空产生，它只会从一种形式_______为其他形式，或者从一个物体_________到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量______说明①能量的转化和转移都是具有方向性的②能的转化是通过物体做功来实现的.能的转化过程中，能量的形式发生了改变③能的转移过程中能量的形式没有发生变化【提示】能量守恒定律不同于机械能守恒定律.所有的能量转化和转移过程，都遵循能量守恒定律，而机械能守恒是有一定条件的.能源的分类分类标准类型定义实例7\n是否要加工一次能源可以_____从自然界获取的能源风能、太阳能、核能、化石能源等二次能源无法从自然界直接获取，必须通过一次能源的消耗才能得到的能源电能、汽油、酒精灯可否再生可再生能源可以从自然界源源____地得到的能源水能、风能、太阳能、生物质能等不可再生能源在短期内不可能从自然界___________的能源核能、化石能源等核能定义原子核________或________时释放的能量叫核能获得方式及应用太阳能来源氢原子核在超高温下发生_______，释放出巨大的核能优点取之不尽、用之不竭，环保无污染利用间接利用:化石燃料直接利用：【提示】核电站的核心设备是核反应堆：控制链式反应的速度，使核能平缓地释放出来，便于利用.命题点1 热机 (2022·益阳)下列关于内燃机的说法正确的是()A．汽车的发动机是内燃机B．蒸汽机、汽轮机、喷气发动机都是内燃机C．内燃机工作时，压缩冲程将内能转化为机械能D．先进的制造技术能将内燃机的效率提高到100%【点拨】 内燃机分为汽油机和柴油机；内燃机是热机的一种，热机的种类分为：①蒸汽机；②内燃机；③汽轮机；④喷气发动机；压缩冲程：机械能→内能；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%.1．(2022·枣庄)一台柴油机飞轮的转速为2400r/min，则在1s内，柴油机完成________个冲程；对外做功的次数是________．2．(2022·成都)以下机械属于热机的是()A．杠杆B．斜面C．洗衣机D．汽油机3．(2022·泰安)四冲程内燃机工作时，哪个冲程将机械能转化为内能()A．压缩冲程B．做功冲程C．吸气冲程D．排气冲程命题点2 热值和热机的效率7\n (2022·安徽)某家庭用燃气热水器将质量为100kg、温度为20℃的自来水加热到50℃，消耗的天然气体积为1m3(假设天然气完全燃烧)．已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，天然气的热值为3.2×107J/m3，求： (1)天然气完全燃烧放出的热量；(2)水吸收的热量；(3)该热水器工作时的效率．【点拨】 本题主要考查了燃料完全燃烧放热公式Q放＝Vq、Q吸＝cmΔt＝cm(t－t0)和效率公式的掌握和运用，属于基础题目．知道水的质量、水的比热容，求出水温度的升高值，利用吸热公式Q吸＝cmΔt求水吸收的热量；由Q放＝Vq可求出天然气完全燃烧放出的热量；水吸收的热量跟天然气完全燃烧放出的热量之比等于热水器的效率．4．(2022·娄底)行驶中的汽车在紧急刹车时，刹车片会发烫这是通过________的方式增加了物体的内能，若汽车行驶过程中消耗汽油2kg，这些汽油完全燃烧时放出________J的热量．(汽油热值4.6×107J/kg)5．(2022·德阳)体积为0.28m3、热值为3.6×107J/m3的煤气完全燃烧放出的热量为________J；若这些热量的50%被温度为20℃、质量为30kg的水吸收，则水的末温是________℃.[水的比热容是4.2×103J/(kg·℃)]6．(2022·宜昌)为节约能源，需提高热机的效率，下列措施不能提高效率的是()A．尽量使燃料充分燃烧B．尽量减少热机部件间的摩擦C．尽量减少废气带走的热量D．尽量增加热机的工作时间7．随着中缅天然气工程的全线贯通，玉溪市民用上了物美价廉的天然气．一把茶壶里装有2.5L的水，水的初温为20℃，小华用燃气灶来烧水，使用了0.014m3天然气．[水的比热容是4.2×103J/(kg·℃)，天然气的热值为8×107J/m3，1L＝10－3m3]．求：(1)在一标准大气压下烧开这壶水，水吸收的热量是多少？(2)天然气燃烧释放出的热量损耗了多少？(3)小华想，热量跑哪儿去了？请您帮他分析，简要说出两种原因．命题点3 能量的转化和守恒 (2022·昆明)可充电电筒的电池能反复充放电使用，既节约了资源，也保护了环境．电池充电时，________能转化为化学能，用电筒照明时，小灯泡将电能转化为________能．根据物体在使用过程中消耗和获得的能量，可判断其能量的转化形式．如电池充电时，消耗了电能，获得了化学能储存在电池的内部，所以为电能转化为化学能．8．(2022·盐城)2022年4月21日，全球最大的太阳能飞机“阳光动力2号”飞抵我省，飞机上的太阳能电池是将________能转化为电能．飞行时，飞机上的双翼螺旋桨向后推动空气，使螺旋桨获得向前的力，说明力的作用是________的．以飞机为参照物，飞机里的蓄电池是________(填“运动”或“静止”)的．7\n9．(2022·郴州)如图所示，是一种新型节能路灯．它“头顶”小风扇，“肩扛”太阳能电池板．关于节能灯的设计解释合理的是()A．太阳能电池板将太阳能转化为电能B．小风扇是用来给太阳能电池板散热的C．小风扇是风力发电机，将电能转化为机械能D．蓄电池在夜晚放电时，将电能转化为化学能10．(2022·淮安)太阳能是人类优先开发和利用的新能源之一，关于太阳能的利用，下列说法正确的是()A．图甲中，绿色植物通过光合作用将太阳能转化为化学能B．图乙中，太阳能热水器通过做功的方式将太阳能转化为水的内能C．图丙中，太阳能交通信号灯将太阳能直接转化为信号灯的光能D．图丁中，首架环球航行的太阳能飞机将太阳能直接转化为飞机的机械能命题点4 能源的分类 (2022·贵港)太阳能属于________的能源，核能属于________能源．(填“可再生”或“不可再生”)【点拨】 从能源是否可再利用的角度可把能源分为可再生能源和不可再生能源．人类开发利用后，在现阶段不可能再生的能源，属于不可再生能源；在自然界中可以不断再生、连续利用的能源，属于可再生能源．11．(2022·乌鲁木齐)核能是________(填“可”或“不可”)再生能源，核潜艇中的核反应堆发生的链式反应是________(填“可以”或“不可以”)控制的．目前人类大力发展核能，太阳能等能源，可有效缓解全球气候________(填“变暖”或“变冷”)的趋势．12．(2022·郴州)能源的利用是有条件的，我们所能利用的能源是有限的，所以，我们要节约能源．以下属于不可再生能源的是()A．核能B．水能C．风能D．太阳能13．(2022·南京)关于能源与可持续发展，下列认识正确的是()A．核燃料是可再生能源B．太阳能电池是将太阳能转化为内能的装置C．能量的转化和转移是有方向的D．能量在转化或转移的过程中，总量会减少整合集训一、填空题1．(2022·菏泽)世界上很多发明都是受到生活现象的启发而萌生的创意，比如：蒸汽机和汽油机，它们工作时，能的转化过程是____________________________________．图中________是汽油机的工作原理图．7\n2．(2022·广安)双能源(汽油和天然气)汽车以其经济、污染小等优点备受人们青睐，已知天然气的热值为7×107J/m3，则气缸内完全燃烧0.1m3天然气，释放出________J热量．3．(2022·齐齐哈尔)在一标准大气压下，把体积为2L，温度为20℃的水烧至沸腾，水至少需要吸收________J的热量．若不计热量损失，需要燃烧________kg干木柴．(q干木柴＝1.2×107J/kg)4．(2022·盐城)在比较不同燃料热值的实验中，小明利用与图示完全相同的两套实验装置，分别在燃烧皿中放入质量相同的燃料甲和燃料乙，点燃后对质量都为100g和初温都为20℃的水加热，燃烧相同时间后，用甲加热后的水温度为30℃，另一杯水温度为24℃.此过程水的内能________(填“增大”或“减小”)，用甲加热的水吸收的热量为________J．此时________(填“能”或“不能”)说明甲的热值较大．[水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)]5．(2022·昆明)核能是一种新能源，核裂变是产生核能的一种方式，另一种核反应方式是________；半导体二极管具有________导电性；若用超导体输电，优点是可以实现输电过程中________电能损失．6．(2022·鄂州)我市所有出租车已使用天然气来代替燃油．天然气是一种清洁燃料，它是____________(填“可再生”或“不可再生”)能源．某出租车在一段时间内消耗了420g天然气，若这些天然气完全燃烧，可放出热量________，这些热量可使质量为________kg的水由20℃升高到100℃[天然气的热值为4.4×107J/kg，水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)]；天然气燃烧时将________能转化为内能．7．(2022·河北)如图是核电站工作情况的方框图，请在空白方框内填写装置的种类并回答下列问题．―→―→(1)核能是____________(填“可再生”或“不可再生”)能源．(2)在汽轮机中，将蒸气的内能转化为轮片的________能．二、选择题8．(2022·遵义)如图所示为四冲程汽油机未按工作循环顺序排列的各冲程示意图．工作时机械能转化为内能的冲程是()9．(2022·乌鲁木齐)家用轿车四冲程汽油机工作时为轿车提供动力的冲程是()A．吸气冲程B．压缩冲程C．做功冲程D．排气冲程10．(2022·黄石)由于世界人口的急剧增加和经济的不断发展，能源的消耗持续增长，所以开发新能源已成为全世界的重要课题，下列关于能源及其利用的说法正确的是()A．化石能源是不可再生能源，而核能、风能、水能、太阳能是可再生能源B．与煤炭、石油、天然气等能源相比，风能、水能、太阳能具有清洁环保的优点C．随着科学技术的快速发展，我国已建成了利用核聚变能量发电的核电站D．因为能量在转化过程中是守恒的，所以能量是“取之不尽，用之不竭”的11．(2022·益阳)有关“能源与可持续发展”的说法中正确的是()A．能量是守恒的，故不会有能源危机B．能量的转移与转化具有方向性，如消耗掉的内能不能收集起来再利用，因此要节约能源C．因水能清洁、安全，因此修建水电站利用水能发电，有百利而无一害D．风能、水能、太阳能、核能都可以在自然界源源不断地得到，它们都是可再生能源12．(2022·长沙)目前长沙城区的老居民小区正在进行水路改造，改造中用到了一种打孔工具——冲击钻．冲击钻工作时，钻头在电动机的带动下不断地冲击墙壁，打出圆孔，如图所示．冲击钻在工作过程中，其能量转化关系是()7\nA．内能转化为机械能B．内能转化为电能C．只有机械能和内能的转化D．有电能、机械能和内能的转化13．(2022·成都)2022年8月，我国自主研发的“华龙一号”核电站总体技术方案通过专家评审．核电站利用核能发电，它的核心设备是核反应堆．下列说法正确的是()A．目前核电站都是通过聚变反应来释放核能B．核电站产生的核废料对环境没有污染C．核反应堆中发生的链式反应是可以控制的D．核反应堆所用的核燃料主要是氢的同位素14．(2022·陕西)如图所示是某老师的自制教具．他在矿泉水瓶的侧壁上钻一个孔，把电火花发生器紧紧塞进孔中，实验时从瓶口喷入酒精并盖上锥形纸筒，按动电火花发生器的按钮，点燃瓶内酒精后，纸筒即刻飞出．关于此实验，分析不正确的是()A．酒精不完全燃烧时热值不变B．能闻到酒精的气味说明分子在永不停息地做无规则运动C．燃气推动纸筒飞出的过程相当于内燃机的压缩冲程D．纸筒飞出后瓶内气体的内能减小，温度降低三、计算题15．(2022·呼和浩特)王大刚同学和家人郊外野餐，用木炭烧水．铁锅内装有5kg水，把水从18℃加热至98℃，已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)．如果木炭的热值为3.4×107J/kg，它燃烧放出的热有10%被水吸收．求：(1)在这个过程中水吸收的热量；(2)在这个过程中用掉多少木炭．16．(2022·广安)6月5日是世界环境日，低碳排放，保护地球是当今世界的主题，如何合理利用和开发能源，提高能源的利用率，实现低碳减排，已成为世界各国共同关注的问题．(1)在能源家族中，风能、太阳能、水能都同属于________(填“可再生”或“不可再生”)能源，它们的开发和利用可以减少大量化石能源的生产和消费所导致的生态破坏与严重环境污染．(2)为实现减排目标，国家大力推广风力、水力发电．如图所示是我国西部某处风力发电场的壮观画面．假如装机总功率为4.2×106kW的风电场项目全面建成后，所有机组发电1h，可提供多少kW·h电能？若这些电能全部转化为水的内能，那么可以把多少质量的水从28℃加热至沸腾(在标准大气压下)？[水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)]7\n第6讲 能量的利用 能源考点解读考点1 比值 焦每千克 J/kg 1kg的酒精完全燃烧放出的热量是3.0×107J 种类考点2 内 机械 吸气 压缩 做功 排气 做功 惯性 机械能 内能 内能 机械能 有用功 燃料完全燃烧 η＝×100% 废气带走 机械损失 散热损失考点3 转化 转移 保持不变考点4 直接 不断 得到补充 分裂 结合 聚变 电 热 化学各个击破例1 A 例2 (1)天然气完全燃烧放出的热量Q放＝Vq＝1m3×3.2×103J/m3＝3.2×107J；(2)水吸收的热量Q吸＝cmΔt＝4.2×103J/(kg·℃)×100kg×(50℃－20℃)＝1.26×107J；(3)热水器的效率η＝×100%＝×100%＝39%. 例3 电 光 例4 可再生 不可再生题组训练 1.80 20 2.D 3.A 4.做功 9.2×107 5.1.008×107 60 6.D 7.(1)水的质量m＝ρV＝1×103kg/m3×2.5×10－3m3＝2.5kg，水吸收的热量：Q吸＝c水m(t－t0)＝4.2×103J/(kg·℃)×2.5kg×(100℃－20℃)＝8.4×105J；(2)天然气完全燃烧放出的热量Q放＝Vq＝0.014m3×8×107J/m3＝1.12×106J，Q散＝Q放－Q吸＝1.12×106J－8.4×105J＝2.8×105J；(3)主要是周围的物体会吸热，所以，热量散失的原因有：茶壶吸热，热量释放到空气中等． 8.太阳 相互 静止 9.A 10.A 11.不可 可以 变暖 12.A 13.C整合集训1．化学能转化为内能，内能转化为机械能 乙 2.7×106 3.6.72×105 5.6×10－2 4.增大 4.2×103 不能 5.核聚变 单向 无 6.不可再生 1.848×107J 55 化学 7.发电机 (1)不可再生 (2)机械(动) 8.B 9.C 10.B 11.B 12.D 13.C 14.C 15.(1)水吸收的热量：Q吸＝cm(t2－t1)＝4.2×103J/(kg·℃)×5kg×(98℃－18℃)＝1.68×106J；(2)由于有10%被水吸收：由η＝变形得Q放＝＝＝1.68×107J，在这个过程中用掉木炭：Q放＝mq得m＝＝＝0.49kg. 16.(1)可再生 (2)提供电能：W＝Pt＝4.2×106kW×1h＝4.2×106kW·h＝1.512×1013J；Q吸＝W＝1.512×1013J，由Q吸＝cm(t－t0)得：m＝＝＝5×107kg.7
