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7\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·扬州）如图表示的是汽油机的______冲程；在压缩冲程中，是通过_______的方式增加气体内能的.7\n点拨：由图可知：①进气门与排气门关闭，②火花塞点火，活塞向下运动.由①可知，图片中内燃机可能处于压缩冲程或做功冲程，再结合条件②可知，图片中内燃机正在做功.1.汽油机在压缩冲程中( )A.进气门关闭，排气门打开 B.进气门、排气门都关闭C.气缸内气体压强减小，温度降低 D.活塞向离开火花塞的方向运动2.（2022·潍坊）汽车已经成为现代生活中不可缺少的一部分，现代汽车多数采用汽油机作为发动机，如图是四冲程汽油机的工作循环示意图，下列说法中正确的是( )A．甲冲程是把机械能转化为内能 B．乙冲程是把内能转化为机械能C．丙冲程是把机械能转化为内能 D．丁冲程是把内能转化为机械能3.(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.命题点2热值近期煤价节节攀升，少数不法商贩将煤矸石破碎后掺在优质煤中高价销售，客户为了不上当，最恰当的方法是检测下列物理量中的( )A．热值B．比热容C．温度D．质量点拨：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，掺假后煤的热值降低，所以可以用热值来区分．1.（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14.3×107J/kg，完全燃烧0.5kg的氢气可放出________J的热量；若一罐氢气用去了一半，则剩余氢气的热值______（填“变大”“不变”或“变小”）.3.（2022·昆明）已知天然气的热值为4.0×107J／m3，完全燃烧2.1m3的天然气可以获得________J的热量，不计热量损失，这些热量可以使500kg水的温度升高_______℃.［c水=4.2×103J／（kg·℃）］命题点3能源的分类与转化(2022·烟台）下列各种能源中，属于可再生能源的是( )A．风能B．核能C．石油D．天然气方法归纳能源家族成员众多，要分辨每种能源的类型，应以能源的特征为依据，分类标准为参照系，紧扣定义，对号入座.1.(2022·福州）环境污染是人们越来越关注的问题.下列能源中，广泛使用容易造成空气污染的是( )A.太阳能B.风能C.水能D.煤2.（2022·东营）核电站发电流程如图所示，在核电站的发电过程中，下列所述能量转化顺序正确的是( )7\nA．核能→化学能→内能→电能B．核能→化学能→机械能→电能C．核能→内能→机械能→电能D．核能→机械能→内能→电能3.（2022·玉林）平常生活中我们使用的电能属于_____（填“一次”或“二次”）能源.我国首辆月球车“玉兔号”成功登陆月球开展探测工作，“玉兔号”在月球上工作的能源主要来源于________（填“太阳能”或“核能”).命题点4能量转化效率的计算一位外地游客从扬州火车站乘出租车去西湖景点游玩，匀速行驶的出租车的牵引力为4000N，如图是他所乘车的车费发票，请根据发票的信息计算这段时间内出租车所做的功和功率．如果在这段时间内，出租车消耗了1L汽油，试计算这辆车汽油机的效率大约是多少．（汽油的密度ρ汽油=0.8×103kg/m3，汽油的热值q汽油=4.6×107J/kg）方法归纳解决能量转化类计算题，首先应找到能量转化关系式，再利用相应公式展开，最后代入物理量求解.1.（2022·河北）用煤气灶把2kg、初温为30℃的水烧到80℃，消耗了20g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.（2022·滨州）西气东输工程让滨州市民用上了物美价廉的天然气．在标准大气压下，将质量为2kg、温度为20℃的水加热至沸腾，水至少要吸收_______J热量，这需要完全燃烧______m3天然气．［c水=4.2×103J/（kg·℃）,天然气的热值为8×107J/m3］一、选择题1.（2022·衡阳）下列能源属于不可再生能源的是( )A.煤B.太阳能C.风能D.生物质能2.（2022·广州）某机器的能量流向图如图所示，据此推测该机器可能是( )A．热机B．电动机C．发电机D．电热水器7\n第2题图第3题图3.（2022·枣庄）如图所示，在某市的路边出现了一种“风光互补式”节能灯，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．小风扇是用来给太阳能电池板散热的B．小风扇是风力发电机，它把电能转化为机械能C．太阳能电池板同时向小风扇和节能灯供电D．太阳能电池板是将太阳能转化为电能4.（2022·扬州）下列关于“热机”的说法中，正确的是( )A.通过技术改进，热机效率可达100%B.做功冲程将机械能转化为内能C.热机常用水做冷却剂，是因为水的沸点高D.火箭发动机属于热机5.（2022·荆州）“PM2.5”是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物，吸入后会对人体健康造成危害，是影响空气质量的重要污染源.荆州市是全国74个空气质量监测城市之一.以下措施中会使空气中PM2.5污染增大的是( )A．禁止焚烧秸秆B．提倡使用太阳能设备C．发展核电代替部分煤发电D．提倡城市居民开车出行6.（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7.（2022·扬州）小明对“能源与可持续发展”这一章进行了总结性反思，其中正确的是( )A.能量是守恒的，不会有能源危机B.能量转化和转移具有方向性C.核电站不会产生任何污染D.太阳能只能转化成电能和内能8.（2022·枣庄）核电站利用核能发电，它的核心设备是核反应堆．下列说法错误的是( )A．目前核电站都是通过聚变反应来利用核能B．核反应堆中发生的链式反应是可以控制的C．原子核分裂或聚合时释放出核能D．核能是一种不可再生的能源二、填空题9.（2022·苏州）开发和利用新能源是现代社会发展面临的重要课题.以下列出的几种能源中，属于不可再生能源的是______，属于清洁能源的是______.(均填序号)①煤②风能③太阳能④石油10.（2022·南京二模）如图是今年12月2日我国用长征火箭发射“嫦娥三号”卫星时的壮观情景．火箭发射升空时，燃料通过燃烧将化学能转化为燃气的______能，再转化为火箭的______能；火箭的燃料使用液态氢，主要是因为它的密度小且_______大.7\n第10题图第11题图11.（2022·威海）在如图所示的四幅图中，甲、乙是两个演示实验示意图；丙、丁是四冲程汽油机工作过程中的两个冲程示意图．与压缩冲程原理相同的是_____图所示的演示实验；汽油机利用内能来做功的冲程是______图．12.（2022·株洲）在火电站内，燃料的化学能经锅炉、蒸汽轮机和发电机最终转化为电能．蒸汽轮机的作用是将______能转化为机械能．若锅炉、蒸汽轮机和发电机的效率分别为50%、70%和80%，则火电站的效率为______．13.电脑的中央处理器（CPU）只有半张扑克牌大小，工作时发热显著，常采用散热片与风扇组合冷却，某电脑CPU的功率为90W，其中发热功率占8%，铜质散热器的质量是0.8kg．若工作半小时，CPU消耗电能______J，产生热量_____J，这些热量可使散热器温度升高_____℃．［铜的比热容为0.39×103J/（kg·℃），结果保留一位小数］14.（2022·常德）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可以使______kg的水从20℃加热至60℃.［q煤气=4.2×107J/kg,c水=4.2×103J/(kg·℃)］三、计算题15.（2022·泰州）三峡水电站有“照亮半个中国”的美誉，它的年平均发电量约为8.5×1010kW·h，相当于一座年消耗5×1010kg标准煤的火力发电站的发电量．(1)标准煤的热值为2.9×107J/kg，完全燃烧5×l010kg标准煤能放出多少热量？(2)以三峡水力发电代替同等的火力发电，每年会少排CO2气体1.2×1011kg，这些气体的体积是多少m3(通常情况下CO2气体的密度为2kg/m3)？(3)根据本题中的数据，计算火力发电的效率．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 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 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 1.直接 不断 得到补充 分裂 结合 聚变 电 热 化学各个击破例1 做功 做功7\n题组训练 1.B 2.A 3.压缩 10例2 A题组训练 1.D 2.7.15×107 不变 3.8．4×107 40例3 A题组训练 1.D 2.C 3.二次 太阳能例4 车行驶的时间：t=10：05-9：50=15min=900s，车行驶的路程：s=6.75km=6750m，牵引力做功：W=Fs=4000N×6750m=2.7×107J．发动机功率：P=W／t=2.7×107J／900s=3×104W；汽油的质量：m=ρ汽油V=0.8×103kg/m3×1×10-3m3=0.8kg；汽油完全燃烧释放的热量：Q=q汽油m=4.6×107J/kg×0.8kg=3.68×107J；这辆车汽油机的效率大约是η=W／Q=（2.7×107J／3.68×107J）×100%=73.4%.题组训练 1.4.2×105 8.4×105 50 2.6.72×105 8.4×10-3整合集训1.A 2.A 3.D 4.D 5.D 6.C 7.B 8.A 9.①④ ②③ 10.内 机械 热值 11.乙 丙 12.内 28% 13.1.62×105 1.296×104 41.5 14.热值 2.5×10315.（1）Q=qm=2.9×107J/kg×5×1010kg=1.45×1018J；（2）V=m/ρ=1.2×1011kg/2kg/m3=6×1010m3；（3）已知E=8.5×1010kW·h=8.5×1010×1000×3600J=3.06×1017J，Q=1.45×1018J，η=E/Q×100%=（3.06×1017J/1.45×1018J）×100%=21.1%.7
