17热机能源与可持续发展.ppt

第17讲热机能源与可持续发展 第17讲 热机能源与可持续发展 考点53热机 考点自主梳理与热身反馈 1 热机原理通过燃烧把燃料的 能转化为 能 再通过做功把 能转化为 能 2 工作过程热机的一个工作循环由 四个冲程组成 在四个冲程中 只有 冲程是燃气对外做功 将 能转化为 能 其 化学 内 内 机械 吸气 压缩 做功 排气 做功 内 机械 他三个冲程是辅助冲程 要靠安装在曲轴上的飞轮的 来完成 一个工作循环中 曲轴 飞轮转动2周 活塞往复运动2次 对外做功 次 3 热机效率 1 定义 用来做 的那部分能量与燃料 燃烧放出的能量之比 第17讲 热机能源与可持续发展 惯性 1 有用功 完全 考点54以热机为载体的力 热综合计算 第17讲 热机能源与可持续发展 热量 第17讲 热机能源与可持续发展 有用功 考点55能量的转化与守恒 第17讲 热机能源与可持续发展 1 常见能的转化 1 摩擦生热 能转化为 能 2 发电机 能转化为 能 3 电动机 能转化为 能 4 光合作用 能转化为 能 5 燃料燃烧 能转化为 能 2 能量守恒定律 1 内容 能量既不会凭空消灭 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 到其他物体 而在转化和转移的过程中 机械 内 机械 电 电 机械 光 太阳 化学 化学 内 转化 转移 第17讲 热机能源与可持续发展 能量的总量 2 说明 能量守恒定律是自然界最普遍 最重要的定律之一 也是人们认识自然 利用自然和保护自然的有力武器 能量的转化和转移是有 的 保持不变 方向性 考点56能源与可持续发展 第17讲 热机能源与可持续发展 1 能源分类 1 按能源的来源可分为一次能源 如太阳能 风能 水能等 和二次能源 如电能等 2 按能源可否再生可分为可再生能源 如风能 水能等 和不可再生能源 如化石能源 核能等 3 化石能源是指煤 石油 天然气等 2 核能 1 获得途径 重核 和轻核 两种方式 2 核能利用 如图17 1所示 裂变 聚变 第17讲 热机能源与可持续发展 核电站能量转化过程 核能 电能 3 太阳能 1 来源 在超高温下发生 释放出的巨大能量以光和热的形式向四周辐射 2 直接利用的方式 一是用集热器把水等物质加热 如太阳能热水器等 二是用太阳能电池把太阳能转化为电能 内能 机械能 氢原子核 聚变 第17讲 热机能源与可持续发展 第17讲 热机能源与可持续发展 A 做功冲程 内能转化为机械能 压缩冲程 机械能转化为内能B 压缩冲程 内能转化为机械能 做功冲程 机械能转化为内能C 做功冲程 机械能转化为内能 压缩冲程 内能转化为机械能D 压缩冲程 机械能转化为内能 做功冲程 内能转化为机械能 答案 D 第17讲 热机能源与可持续发展 2 2013 聊城 目前 我们使用的主要能源有 石油 天然气 煤 核能 太阳能等 它们中属于可再生能源的是 核能的产生有核裂变和核 两种方式 3 2013 泰安 某电热壶铭牌上标有 220V1000W 字样 当其正常工作时 把质量为2kg 温度为30 的水加热到80 用时10min 加热过程中 水吸收的热量是 J 电热壶烧水的效率是 c水 4 2 103J kg 太阳能 聚变 3 4 2 105 70 考向互动探究与方法归纳 A 解析 根据进气门 排气门的开 关情况和活塞的运动方向来判断 压缩冲程的特点是进气门 排气门关闭 活塞向上运动 故选A 第17讲 热机能源与可持续发展 例1 2013 南京 如图17 3所示是内燃机的四个冲程 其中属于压缩冲程的是 第17讲 热机能源与可持续发展 冲程的判断方法 一看气门 进气门打开为吸气冲程 排气门打开为排气冲程 二看活塞运动方向 两气门均关闭时 活塞向上运动为压缩冲程 活塞向下运动为做功冲程 例2 2013 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 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 100 第17讲 热机能源与可持续发展 1 26 108J 第17讲 热机能源与可持续发展 一 选择题1 2013 日照 如图17 4所示是汽油机工作时各种冲程的示意图 其中表示做功冲程的是 考题自主训练与名师预测 C 第17讲 热机能源与可持续发展 2 2013 盐城 下列利用不可再生能源发电的是 A 风电场B 水电站C 热电厂D 光伏电站3 2013 德州 下列有关热和能的说法中正确的是 A 物体内能增大 一定从外界吸收热量B 汽油机在做功冲程中把机械能转化为内能C 物体的温度越高 分子无规则运动越剧烈D 燃料的热值越大 燃烧时放出的热量越多4 2013 郴州 我国随着航天事业发展的需要 正在研制大功率液氢发动机 这种发动机主要是因为氢具有 A 较小的密度B 较大的比热容C 较高的热值D 较低的沸点 C 第17讲 热机能源与可持续发展 C C 5 2013 安徽 关于能量及能量之间的转化 下列说法正确的是 A 火山具有内能 冰山不具有内能B 火箭在加速上升时 机械能保持不变C 拦河大坝使水位升高 增加了水的重力势能D 坠落的陨石在空中划过一道亮光时 内能转化为机械能 C 第17讲 热机能源与可持续发展 解析 任何物体在任何状态下都具有内能 火箭在加速上升时 机械能增加 拦河大坝使水位升高 增加了水的重力势能 坠落的陨石在空中划过一道亮光时 机械能转化为内能 6 2013 资阳 下列有关物质和能的说法中 错误的是 A 一次能源指的是自然界中存在的 能被人们直接利用的能源B 地震发生时释放出巨大的能量使山体滑坡 是重力势能转化为动能C 跟电子的质量相等的质子和中子挤在原子中心 构成非常小的原子核D 能量的转化和转移都是有方向性的 C 第17讲 热机能源与可持续发展 7 2013 郴州 核电站是由反应堆 汽轮机 发电机三部分组成 在核电站发电过程中 能量转化顺序正确的是 A 核能 机械能 内能 电能B 核能 内能 机械能 电能C 内能 核能 机械能 电能D 电能 机械能 内能 核能 B 第17讲 热机能源与可持续发展 8 2013 娄底 2013中国国际节能减排展览会于2013年3月21日在北京召开 提倡低碳工业 低碳建筑 低碳交通 低碳生活 走可持续发展之路 下列的做法符合 低碳生活 要求的是 A 若有可能 出行时尽量使用自行车B 废电池随便丢弃C 为了方便而使用一次性塑料袋D 大力发展以煤为燃料的火力发电 A 第17讲 热机能源与可持续发展 9 2013 福州 PM2 5 是指大气中直径小于或等于2 5微米的颗粒物 吸入后会进入血液对人体造成危害 福州市为了保护宜居环境 今年已开始PM2 5的监测 以下措施中会使空气中PM2 5污染增大的是 A 不控制汽车尾气的排放B 提倡使用太阳能设备C 发展核电代替部分煤发电D 禁止在户外焚烧垃圾 A 第17讲 热机能源与可持续发展 10 2013 淮安 汽车在刹车过程中 因摩擦将 能转化为地面 轮胎和空气的 转化后 这些能将无法再自动转化为使汽车行驶所需要的能量 这种现象说明能量的转化具有 性 在能量的转化或转移过程中 能的总量保持 11 2013 郴州 神十问天 再探苍穹 神十返回地面的过程中与大气层剧烈摩擦 使舱体温度升高 这是机械能转化为 能 同时 舱体外表有一特殊涂层 能由固体直接变为气体 并吸收大量热量 以保护航天员安全 这种涂层的物态变化过程叫 第17讲 热机能源与可持续发展 机械 内能 方向 不变 内 升华 第17讲 热机能源与可持续发展 12 2013 沈阳 如图17 5所示 在试管内装些水 用橡皮塞塞住 加热使水沸腾 会看到塞子被喷出 在塞子被喷出的过程中 水蒸气的 能转化成塞子的 能 内 机械 动 13 酒精 C2H5OH 是一种清洁能源 它属于 选填 一次 或 二次 能源 已知酒精的热值为3 0 107J kg 2kg酒精完全燃烧放出的热量为 J 第17讲 热机能源与可持续发展 解析 酒精通常是由粮食等经发酵制取的 属于二次能源 燃烧酒精释放的热量 Q mq 2kg 3 0 107J kg 6 107J 二次 6 107 第17讲 热机能源与可持续发展 第17讲 热机能源与可持续发展 1 若该地暖系统的总水量为2 103kg 将全部的水从5 加热至45 水至少需要吸收多少热量 c水 4 2 103J kg 答案 3 36 108J 解析 1 水吸收的热量Q cm t t0 4 2 103J kg 2 103kg 45 5 3 36 108J 第17讲 热机能源与可持续发展 2 某家庭木地板的面积为80m2 散热管材料为聚丁烯 PB 供水温度为45 则该供暖系统每小时的散热量为多少焦耳 解析 由表可知 散热管材料为聚丁烯 PB 供水温度为45 时 木地板的散热功率是90W m2 则面积为80m2的木地板每小时的散热量为 Q PSt 90W m2 80m2 3600s 2 592 107J 答案 2 592 107J 第17讲 热机能源与可持续发展 3 水地暖 散热量除与散热时间 面积有关外 你认为还与哪些因素有关 请至少写出两点 答案 地面