第6讲热机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8\n②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·泸州)汽车四冲程内燃机的一个工作循环一般分为吸气、压缩、做功、排气四个冲程，在这四个冲程中，把机械能转化为内能的是________冲程．某单缸四冲程内燃机飞轮转速为1200r/min，该内燃机每秒钟对外做功的次数为________次．汽油机的四个冲程：(1)吸气冲程：进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，吸入汽油和空气的混合物；(2)压缩冲程：两气门都关闭，活塞向上运动，把机械能转化为内能；(3)做功冲程：两气门都关闭，火花塞产生电火花，使燃料燃烧，产生高温高压的气体推动活塞向下运动，把内能转化为机械能；(4)排气冲程：进气门关闭，排气门开启，活塞向上，排出废气．8\n内燃机一个工作循环经历4个冲程，活塞往返2次，飞轮转2转，做功冲程对外做功1次，其他三个冲程是靠飞轮转动的惯性来完成的． 1．(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2．(2022·自贡)下列流程图是用来说明单缸四冲程汽油机的一个工作循环及涉及的主要能量转化情况．关于对图中①②③④的补充正确的是（）→→→A．①做功冲程 ②内能转化为机械能 ③压缩冲程④机械能转化为内能B．①压缩冲程 ②内能转化为机械能 ③做功冲程④机械能转化为内能C．①压缩冲程 ②机械能转化为内能 ③做功冲程④内能转化为机械能D．①做功冲程 ②机械能转化为内能 ③压缩冲程 ④内能转化为机械能3．(2022·达州)汽油机的一个工作循环有四个冲程，如图所示是________冲程．命题点2 热值 (2022·凉山)中国南海海底探明有大量的“可燃冰”，同等条件下，“可燃冰”完全燃烧放出的热量达到煤气的数十倍，说明“可燃冰”的________很大．以10倍的关系粗略计算，1kg“可燃冰”完全燃烧放出的热量为________J，可以使________kg的水从20℃加热至60℃.[q煤气＝4.2×107J/kg，水的比热容c＝4.2×103J/(kg·℃)]点拨：热值是燃料的一种特性，是指1kg某种燃料完全燃烧放出的热量，热值越大的燃料在完全燃烧相同质量的燃料时放出的热量越多；熟记并会运用公式Q放＝mq或Q放＝qV，热量公式：Q＝cmΔt，能较快速的解答此类热量计算题．4．(2022·资阳)关于燃料的热值下列说法正确的是（）A．燃料的热值与燃料的燃烧情况有关B．容易燃烧的燃料的热值一定大C．煤的热值比干木柴的大，煤燃烧放出的热量比干木柴放出的热量多D．0.5kg煤油和1.5kg煤油的热值一样大5．(2022·南充)小明将1kg温度为10℃的水加热到90℃时，需要吸收________J的热量，这相当于完全燃烧________m3的天然气放出的热量．[c水＝4.2×103J/(kg·℃)，天然气的热值为8×107J/m3]6．(2022·攀枝花)为了节能减排，我市部分农村居民使用沼气作为燃料．用1.05dm3的沼气完全燃烧释放出的热量，可以使1kg的水温度升高________℃.[沼气的热值q＝2×107J/m3，水的比热容c水＝4.2×103J/(kg·℃)]命题点3 能源的分类与转化 (2022·遂宁)自然界中有些能源一旦消耗就很难再生，因此我们要节约能源，8\n下列能源中属于可再生能源的是（）A．石油 B．太阳能 C．煤 D．天然气像太阳能、风能、水能以及动、植物等这类可以长期提供或可以再生的能源属于可再生能源；而像煤、石油、天然气和铀矿这类化石或矿物能源，一旦消耗就很难再生的能源则是不可再生能源．7．(2022·成都)以下情景中，关于能量转化的说法正确的是（）A．钻木取火的过程中，内能转化为机械能B．电动机在通电转动过程中，机械能转化为电能C．电磁感应现象中，电能转化为机械能D．汽油机工作过程中，化学能转化为机械能8．(2022·内江)下列说法中正确的是（）A．原子核在常温下就能发生轻核聚变B．太阳的能量来自大量的氘核的裂变C．能量在转化的过程中总量保持不变，并且存在方向性D．煤、石油、天然气都属于可再生能源9．(2022·南充)氢弹是利用原子核________(填“裂变”或“聚变”)在瞬间释放出巨大能量的一种武器；自然界中能量的形式有很多，其中“水能”属于________(填“可再生”或“不可再生”)能源．命题点4 能量转化效率的计算 (2022·宜宾)某一型号的汽车质量为5×103kg，轮胎与地面接触面积为4×250cm2，在一段平直公路上用0.5小时匀速行驶了54km，车受到的阻力为车重的0.1倍．求：(1)该汽车的行驶速度；(2)该汽车对地面的压强；(3)该汽车牵引力所做的功；(4)已知这一过程消耗燃油1.5×10－2m3，求汽车发动机在这一过程中消耗的总能量及该汽车的效率．(假设燃油完全燃烧，燃油密度ρ为0.8×103kg/m3，燃油热值q为4.5×107J/kg，g取10N/kg)8\n解物理计算题一定要熟记并理解各物理公式的含义及其应用范围，解题中仔细审题，弄清题意及其物理过程，抓住关键词语，明确与本题有关的物理概念、规律和公式，选择合适的公式及其变形式进行计算，同时注意解题格式要规范，必要的文字说明，统一单位．10．(2022·达州)完全燃烧0.3m3的天然气来加热水箱中的水，放出的热量是________J；若放出热量的84%被水吸收，则可以将水箱中20kg、20℃的水加热到________℃[天然气的热值为3.0×107J/m3，c水＝4.2×103J/(kg·℃)，当地大气压为一个标准大气压]．在洗浴过程中我们看到浴室里有大量“白气”产生，这些“白气”是水蒸气________(填物态变化名称)形成的．11．(2022·巴中)天然气的使用，大大改善了我们的生活环境，天然气是________(填“可”或“不可”)再生能源．在一个标准大气压下，把质量为200kg，温度为20℃的水烧开，水吸收的热量为________J，若天然气燃烧放出的热量只有50%被水吸收，则需要完全燃烧________m3的天然气．(q天然气＝3.0×107J/m3)12．(2022·南充)某中学为学生供应开水，用焦炭作为燃料，已知焦炭的热值是3×107J/kg，现完全燃烧了4.2kg的焦炭，放出的热量为________J，设该热量有25%被水吸收，能将________kg的水从25℃加热到100℃.[已知c水＝4.2×103J/(kg·℃)]一、选择题1．(2022·巴中)汽油机吸气冲程吸入气缸内的物质是（）A．柴油B．汽油和空气C．汽油D．空气2．(2022·自贡)自然界中有些能源一旦被消耗就很难再生，因此我们要节约能源．在下列能源中，属于不可再生能源的是（）A．风能B．水能C．太阳能D．石油3．(2022·遂宁)下列有关热机的说法中不正确的是（）A．热机工作的过程是将燃料燃烧获得的内能转化成机械能的过程B．为了防止热机过热，通常用水来降温，是利用水的比热大的特性C．可以采用增大热机功率的方法来增大热机的效率D．热机的大量使用会造成环境污染4．(2022·眉山)下列有关热机效率、燃料热值、物体内能的说法中，正确的是（）A．热机所用燃料的热值越大，效率越高B．热机所用燃料的化学能转化成的内能越多，效率越高C．物体的内能越大，温度越高D．摩擦生热是利用做功的方式来增加物体的内能5．(2022·巴中)关于能源利用说法中正确的是（）A．煤、石油、太阳能都是不可再生能源B．风能、太阳能是绿色能源应大力开发利用C．核电站是利用原子核聚变所释放的能量来发电D．火箭发射利用的燃料是液态氢，是因为它含有的热量多6．(2022·资阳)下列有关能量的说法中错误的是（）A．核能转化为电能的正确途径是：核能→机械能→内能→电能B．太阳能利用可以光热转换、光化转换或光电转换，能量转化过程中总量保持不变C．天然气是化石能源，属于不可再生能源，风能、水能等是可再生能源D．拦河坝可以提高上游水位，利用水的势能和动能通过水轮发电机转化为电能7．(2022·资阳)如图所示，下列有关能源及能的转化的说法中错误的是（）8\n太阳能集热器 太阳能汽车变脸的乐山大佛 发烫的汽车发动机A．太阳能集热器的吸热板把太阳能转化为内能B．太阳能汽车利用太阳能电池把太阳能直接转化成汽车动能C．乐山大佛脸上出现的黑色条纹是人类消耗化石能源产生酸性气体形成酸雨腐蚀造成的D．汽车散失的热不能收集起来再利用表明能量转化过程具有方向性8．(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二、填空题9．(2022·雅安)近期科学家发明了一种单缸六冲程内燃机，它每一个工作循环的前四个冲程与单缸四冲程内燃机相同，在第四冲程结束后，立刻向汽缸内喷水，水在高温汽缸内迅速________(填物态变化名称)成高温、高压水蒸气，推动活塞再次做功，在水蒸气推动活塞做功的过程中主要的能量转化情况是________________，从而提高了热机的效率．10．(2022·乐山)在我国西藏高原，有一个羊八井地热区，地热电厂担负着拉萨市一部分电力供应．工作流程如图所示，经过地下井→汽轮机→发电机，其能量转化过程是：将内能转化为________能再转化为________能．11．(2022·达州)一台单缸四冲程汽油机，飞轮转速是2400r/min，该汽油机每秒做功________次．太阳能清洁无污染，是人类能源的宝库，太阳能属于________(填“可再生”或“不可再生”)能源，研发太阳能汽车已是当今发展的趋势，它将太阳能最终转化成汽车的________．12．(2022·广元)低碳生活正在广元兴起，据有关研究表明，在保证生活需要的前提下，每人每年少买一件衣物，可节约2.6kg的标准煤(相当减排CO26.5kg)，若2.6kg的标准煤完全燃烧则可生产________J的热量(煤的热值为3.0×107J/kg)，煤是________(填“可再生”或“不可再生”)能源．13．(2022·绵阳)如图所示，是A、B两种燃料完全燃烧释放的热量Q与其质量m的关系图，从图中可看出A燃料的热值________(填“大于”“小于”或“等于”)B燃料的热值．在标准大气压下，若一定质量的B燃料完全燃烧释放的热量为4.9×106J，其中有60%的热量被质量为10kg、初始温度为38℃的水吸收，c水＝4.2×103J/(kg·℃)，则水的温度将升高________℃.8\n14．(2022·遂宁)小华家在遂宁偏远的农村，还没用上天然气，使用的是瓶装液化气．如果每瓶中装入20kg液化气，液化气的热值取4.2×107J/kg，则每瓶液化气全部完全燃烧放出的热量是________J，若放出的热量有50%被利用，在标准大气压下可把________kg的水从20℃加热至沸腾[c水＝4.2×103J/(kg·℃)]．一次烧水过程中，水烧开后，她看到锅盖向上跳动，其原因是水蒸气的________能转化为锅盖的________能．三、计算题15．(2022·呼和浩特)王大刚同学和家人在郊外野餐，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．8\n第6讲 热机 能量的利用 能源考点解读考点1 比值 焦每千克 J/kg (1)1kg的酒精完全燃烧放出的热量是3.0×107J (2)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 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 压缩 10 例2 热值 4.2×108 2500 例3 B 例4 (1)汽车的行驶速度：v＝＝＝108km/h.(2)F＝G＝mg＝5×103kg×10N/kg＝5×104N，S＝4×250cm2＝1000cm2＝0.1m2.该汽车对地面的压强：p＝＝＝5×105Pa.(3)f＝0.1G＝0.1×5×104N＝5×103N，s＝54km＝5.4×104m．因为匀速行驶，所以F牵＝f＝5×103N，该汽车牵引力所做的功W＝F牵s＝5×103N×5.4×104m＝2.7×108J．(4)由ρ＝可得，燃油的质量m燃＝ρV＝0.8×103kg/m3×1.5×10－2m3＝12kg，这一过程中消耗的总能量Q＝m燃q＝12kg×4.5×107J/kg＝5.4×108J，该汽车的效率η＝×100%＝×100%＝50%.题组训练 1.D 2.C 3.做功 4.D 5.3.36×105 0.0042 6.5 7.D 8.C 9.聚变 可再生 10.9×106 100 液化 11.不可 6.72×107 4.48 12.1.26×108 100整合集训1．B 2.D 3.C 4.D 5.B 6.A 7.B 8.C 9.汽化 内能转化为机械能 10.机械 电 11.20 可再生 机械能 12.7.8×107 不可再生 13.小于 62 14.8.4×108 1.25×103 内 机械 15.(1)吸收的热量Q吸＝cm(t－t0)＝4.2×103J/(kg·℃)×5kg×(98℃－18℃)＝1.68×106J．(2)由η＝得：Q放＝＝＝1.68×107J．由Q放＝mq得：需要的木炭m＝＝＝0.49kg.8
