热值与热机效率.doc

金诺学校 段龙老师热值与热机【知识点】1、热机：利用 来做功的装置，它可以把 转化为 。如蒸汽机、内燃机等。2、内燃机及其工作原理：将燃料的 能通过燃烧转化为 能，又通过做功，把 能转化为 能。按燃烧燃料种类的不同，内燃机可分为 、柴油机等。(1)内燃机一个工作循环为四个冲程即 冲程、 冲程、 冲程、 冲程。(2)一个工作循环中只对外做 次功，曲轴转 周，飞轮转 圈，活塞单向运动 次，往返 次。(3)压缩冲程是活塞对气体压缩做功，气体内能 ，这时活塞的 转化为气体的 能。(4)做功冲程是气体燃烧时急速膨胀对外做功，内能 ，这时内能转化为 能。(5)汽油机和柴油机工作的四个冲程中，只有 冲程是燃气对活塞做功，其它三个冲程要靠飞轮的惯性完成。为什么不说是靠活塞的惯性来完成？(6)判断汽油机和柴油机工作属哪个冲程应抓住两点：一是气阀门的开与关；二是活塞的运动方向。冲程的名称气门开、关情况活塞的运动方向能量的转化情况吸气冲程 打开向下运动压缩冲程两个气门都 机械能转化成 做功冲程两个气门都 内能转化成 排气冲程 打开向上运动（7）汽油机和柴油机在结构和工作上有什么不同？结构方面：汽油机顶部是 ，而柴油机顶部是 ；且汽油机比较轻巧，柴油机比较厚重；工作过程中：吸气冲程汽油机吸入的是 ，而柴油机只吸入 ；压缩冲程结束的瞬间，汽油机 ，而柴油机 。工作效率方面：汽油机20%-30% ，而柴油机30%-40% 。3、燃料的热值(1)燃料燃烧过程中的能量转化：燃料燃烧是一种化学反应，燃烧过程中，储存在燃料中的化学能被释放，物体的 能转化为周围物体的 能。(2)燃料的热值定义： ，叫做这种燃料的热值。用符号“q”表示。热值的单位 ，读作焦耳每千克。还要注意，气体燃料有时使用J/m3，读作焦耳每立方米。热值是为了描述相同质量的不同燃料在燃烧时放出热量不同而引人的物理量。它反映了燃料通过燃烧放出热量本领大小不同的燃烧特性。不同燃料的热值一般是 的，同种燃料的热值是一定的，它与燃料的质量、体积、放出热量多少无关。(3)在学习热值的概念时，应注意以下几点：“完全燃烧”是指燃料全部燃烧变成另一种物质。强调所取燃料的质量为“lkg”，要比较不同燃料燃烧本领的不同，就必须在燃烧质量和燃烧程度完全 的条件下进行比较。“某种燃料”强调了热值是针对燃料的特性与燃料的种类有关。燃料燃烧放出的热量的计算：一定质量m的燃料完全燃烧，所放出的热量为：Q= ，式中，q表示燃料的热值，单位是J/kg； m表示燃料的质量，单位是kg；Q表示燃料燃烧放出的热量，单位是J。若燃料是气体燃料，一定体积V的燃料完全燃烧，所放出的热量为：Q=qV。式中，q表示燃料的热值，单位是J/m3；V表示燃料的体积，单位是m3；Q表示燃料燃烧放出的热量，单位是J。4、热机效率(1)热机的能量流程图：如下图所示是热机的能量流程图：由图可见，真正能转变为对外所做的有用功的能燃料的 化学能E量只是燃料燃烧时所释放能量的一部分。(2)定义：热机对外做 的能量与燃料完全燃烧所释放的能量的比值，称为热机效率。(3)公式：=E有/Q放。式中，E有为做有用功的能量；Q放为燃料完全燃烧释放的能量。(4)提高热机效率的主要途径改善燃烧环境，使燃料尽可能 燃烧，提高燃料的燃烧效率。尽量减小各种热散失。减小各部件间的 以减小因克服摩擦做功而消耗的能量。充分利用废气带走的能量，从而提高燃料的利用率。【内燃机】1、热机是把_能转化为_能的机器；2、内燃机的特点是：燃料在_燃烧，生成_的燃气，燃气推动活塞_，将_能转化为_能.3、内燃机的工作过程由_、_、_、_四个冲程组成，内燃机中，将机械能转化为内能的是_冲程，将内能转化为机械能的是_冲程. 四个冲程中只有 冲程是燃气对活塞做功，其他三个冲程要靠飞轮的 来完成。4、改变物体的内能的方式有两种。饮料洲进冰箱后温度降低，是用 的方式减少饮料的内能；在汽油机的压缩冲程中，是通过 的方式增加燃料混合物的内能。5、四冲程汽油机的活塞向上运动，是 冲程；进、排气门都关闭的是 冲程；火花塞在 冲程点火，若在一分钟内火花塞点1800次，则此汽油机的转速是_ _r/s.6、汽油机在某个冲程中，进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，此冲程是（ ）A.吸气冲程B.压缩冲程 C.做功冲程 D.排气冲程7、在下图所示的内燃机工作的一个循环中，其四个冲程的顺序应当是（ ）A.乙、甲、丁、丙 B.甲、乙、丙、丁 C.乙、丁、甲、丙 D.甲、乙、丁、丙8、从本质上看，内燃机工作的能量来源于（ ） A机械能 B内能 C化学能 D化学能和内能的总和9、现代火电站和热电站，带动发电机发电的机械是（ ） A电动机 B热机 C人工机械 D水力机械10、四冲程汽油机的的转速是120转/秒，则它每秒钟对外做功的次数为（ ）A.40次 B.60次 C.102次 D.240次11、某台单缸四冲程内燃机的活塞面积是120cm2，一个冲程是0.3m，做功冲程中燃气对活塞的平均压强是5105Pa，曲轴的转速是300r/min。求：内燃机每分钟做多少功？ 其功率是多少？12、某单缸四冲程汽油机的气缸活塞面积为30cm2，一个冲程活塞在气缸中移动的距离是50mm，满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为90l05Pa,飞轮lmin转动1800周，当汽油机满负荷工作时(不计摩擦)，求：(1)做功冲程中燃气对活塞的平均压力；(2)一个做功冲程中燃气对活塞做的功；(3)汽油机的功率。【热值及热机效率】1、已知酒精的热值为q质量为m，则酒精完全燃烧一半放出的热量为 ，剩余酒精的热值为2、干木材的热值是1.2107J/kg，它的物理意义是_。要放出3.6107J的热量，需要完全燃烧_kg的干木材。3、酒精的热值是3.0107J/kg，它表示： 煤气的热值是3.9107J/m3， 它表示： 4、关于热值的概念，下列说法中正确的是（ ）A任何物体都有热值 B燃料燃烧时才有热值C燃料的热值与燃料是否完全燃烧无关 D燃烧时放出热量多的燃料热值大5、四口之家分别单独使用不同种类的燃料时的平均月消耗量为：木柴约为200kg，烟煤约为80kg，液化石油气约为30kg，煤气约为60kg，这四种燃料中哪一种燃烧的热值最高？（ ）A液化石油气 B煤气 C烟煤 D木柴6、已知烟煤的热值是2. 9107J/kg，那么( ）A2kg烟煤燃烧时一定放出5.8107J的热量 B1kg烟煤完全燃烧时一定能放出2.9107J 的热量C. 1kg烟煤温度降低1释放出2.9107J 的热量 D. 10kg烟煤的热值为2.9108J/kg7、关于热机的效率，下述正确的是（ ）A热机的效率有可能等于1 B热机的效率一定小于1C热机的效率越高，其损失的能量越多 D热机的效率越高，对环境的影响越大8、火箭采用液态氢做燃料，火箭点火后，高温高压的燃气迅速膨胀向外喷出，燃气的温度下降，火箭则获得推力快速上升，并达到一定的速度。下列关于火箭的说法中不正确的是（ ）A. 无论如何改进，火箭的热机效率也不可能达到100%B. 采用液态氢做燃料，污染较小C. 采用液态氢做燃料，是因为氢气的热值很大D. 燃气的内能全部转化为箭身的机械能9、柴油机的效率比汽油机高，是因为（ ）A. 柴油的热值比汽油的热值高B. 柴油的比热容比汽油的比热容大C. 柴油机气缸内燃气的压强、温度比汽油机内的大D. 柴油的密度比汽油的密度大10、质量为3kg的石油，用去1/3后，剩下的石油（ ）A比热容变为原来的2/3，热值不变 B比热容不变，热值变为原来的2/3C比热容和热值均变为原来的2/3 D比热容和热值都不变11、“低碳生活”是当今社会所倡导的绿色生活方式。利用太阳能将2000kg的水从15加热到50，可以少燃烧多少烟煤？设烟煤完全燃烧，烟煤的热值为2.94107 J / kg C水=4.2103J/(kg)12、某中学为学生供应开水用锅炉将200Kg水从25C加热到100C，燃烧了6 Kg的无烟煤。试求：（1）锅炉内的200Kg水吸收的热量是多少焦耳？（2）6 Kg的无烟煤完全燃烧放出的热量是多少焦耳？（无烟煤的热值q=3.4107J/kg）（3）此锅炉的效率是多少？13、某中学锅炉房每天要将3t水从20加热到100。问： (1) 这些水要吸收热量为多少？ (2)西气东输实现后，可用天然气作为燃料来烧水，设天然气完全燃烧释放热量的75%被水吸收，学校每天 因烧水要消耗天然气的体积是多少m3？（天然气的热值q=8.4107J/m3）14、某单缸四冲程汽油机的气缸活塞面积为30cm2，一个冲程活塞在气缸中移动的距离是50mm，满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为9.0lO5Pa，飞轮lmin转动1800周，当汽油机满负荷工作时（不计摩擦），若1min消耗汽油0.1L汽油的密度=0.8103kg/m3；汽油的热值为4.6l07J/kg求：（1）做功冲程中燃气对活塞的平均压力；（2）一个做功冲程中燃气对活塞做的功；（3）汽油机的功率（4）该汽油机的效率15、一辆汽车的发动机输出功率为66150w，每小时耗柴油14kg，计算发动机的效率（柴油的燃烧值为4.3107J/kg）16、小兵同学想知道一辆小汽车的实际效率是多少。他从驾驶员师傅处了解到，该汽车100km耗油约7。从书上查得汽油的热值q4.6107J/，他又测出在平直公路上，人用644N的水平拉力可使汽车匀速前进。（空气阻力不计）求：该小汽车行驶100km，消耗的总能量是多少？该小汽车匀速行驶100km，做的有用功是多少？该小汽车的效率是多少？17、在一次军事演习中，某战斗机从基地出发，飞行900km抵达目的地上空，在高空发射导弹后迅速返回原基地，该战斗机装有4台涡轮风扇发动机，单台发动机的推力为75000 N，飞机最大飞行速度约1800 km/h.若同时使用2台发动机时飞机可达到最大飞行速度，且在上述过程中飞机始终以最大速度飞行，飞机燃油释放能量的50可被飞机用于飞行假设只考虑高空中的直线运动，则在此飞行过程中，求：(1) 飞机飞行的时间是多少？(2）飞机飞行的功率是多少？(3）飞机共消耗多少燃油（燃烧值为4.6107J/kg) ?18、太阳能热水器有经济、安全、卫生、环保、节能等优点，某太阳能热水器的集热器的有效采光面积为3m2，能在8h内将225L的水温度升高40。设该热水器每平方米面积每秒接受太阳辐射能为1.4103J,即Po=1.4103J/(m2.s),该太阳能热水器的效率是多大？19、太阳能是一种廉价的无污染能源，开发和利用前景广阔，从