九年级物理全册 第13章 内能与热机 第4节 热机效率和环境保护学案 (新版)沪科版

1、第四节 热机效率和环境保护知识点津通过本节课的学习你要知道什么是燃料的热值,会利用热值进行热量的计算,了解生活生产中节约能源的一些做法,知道什么是热机的效率,并学会简单的计算.自学检测1.热值: (1)某种燃料_燃烧时放出的热量与燃烧该燃料的质量之比,叫做这种燃料的热量,通常用字母q表示; (2)热值的单位是_(用字母表示),有时用J/m3作为气体燃料热值的单位; (3)热值是燃料的一种属性,不同燃料的热值一般_(选填 “相同”或 “不同”).【答案】1. 完全 J/kg 不同2.燃料燃烧时,把_能转化为_能;一般选用液氢等燃料作为航天火箭的燃料,是因为_.【答案】2.化学 内 氢气热值大3.

2、内能的利用:内能的一个重要应用就是利用内能来直接加热;另一个重要应用是利用内能来_,例如热机就是利用内能来做功的;热机的种类很多,但都是把_能转化为_能的装置;利用内能造成的环境污染主要有_.【答案】3.做功 内 机械 大气污染4.热机的效率: (1)用来做_那部分能量与燃料完全燃烧放出的能量_,叫做热机的效率; (2)热机的效率均小于1,原因是_; (3)设法利用热机废气的能量,可以_(选填 “提高”或 “降低”)燃料的利用率,热电站就是那么做的.【答案】4.额外功 之比 必须做额外功,能量损失 提高学测同步一【例1】关于燃料的热值，下列说法中正确的是（ ）A容易燃烧的物质，热值一定大B燃料

3、的热值大，完全燃烧时放出的热量不一定多C燃料燃烧越充分，则燃料的热值就越大D若某种燃料的质量减半，该燃料的热值也减半【解析】燃料的热值指1 kg某种燃料完全燃烧所放出的热量，是燃料本身的一种特性，其大小是个定值，故与燃料的质量、燃烧情况以及燃烧条件无关，A、C、D错误。根据燃烧放热公式Q=mq，燃料完全燃烧放出的热量与燃料热值和燃料质量有关，仅仅是热值大，燃烧放热未必多，故B选项正确。【答案】B【点拨】热值反映的是燃料燃烧时化学能转化为内能本领的大小，具体表现为：热值越大的燃料，在质量相同且完全燃烧时放出的热量就越多，既然热值反映了燃料本身的性质，那么某种燃料的热值与燃料的形状、体积、质量等因

4、素无关，只与物质的种类有关。针对练习一1.焦炭的热值是3107J/kg，完全燃烧1kg的焦炭放出的热量为 J。2.火箭用液氢做燃料，这是因为氢气的_。32009年5月15日，陈家冲垃圾卫生填埋场启动点火，实现了我省首个填埋气体发电，从而减小了填埋气体对周围地区的 污染。该项目一年大约可以燃烧108kg填埋气体，如果这些填埋气体的热值约为2107J/kg，那么这些气体完全燃烧可以产生约 J的热量以供发电。4.在我国实施的“西气东输”工程中，两部地区的天然气被送到缺乏能源的东部地区。天然气与煤相比，以热学角度分析它突出的优点是 ；从环保角度分析它突出的优点是_ (天然气、煤的热值分别是1.1410

5、8Jkg、3107Jkg)。5.某种燃料的热值为3.0107 J/kg，若燃烧1kg的该燃料，则放出的热量( ) A.一定等于3.O107J B.一定大于3.0107JC.一定小于3.0107J D.可能等于3.0107J6.关于燃料的热值，以下说法中正确的是（ ）A燃料的热值与燃料的种类有关系，与燃料的质量和燃烧状况无关B燃烧1千克某种燃料放出的热量叫这种燃料的热值C燃料燃烧时，质量越大，热值越大D燃料不完全燃烧时的热值比完全燃烧时的热值小学测同步二【例2】某辆小轿车油箱内装有32kg汽油，司机小李驾车沿高速公路到某地旅游，路程为300km。假设轿车是匀速行驶，且受到的阻力为920N。已知汽

6、油完全燃烧产生的内能有30%转化为机械能，汽油的热值为4.6107J/kg。求：（1）汽车到达目的地牵引力所做的功；（2）通过计算说明汽车在行驶途中是否需要加油。【解析】轿车在高速公路上匀速行驶，说明小轿车受平衡力的作用，即牵引力和阻力是一对平衡力，已知阻力即可求牵引力。然后，再根据W = F s求出牵引力做的功。而汽车燃烧的汽油可以根据公式求出。【解答】（1）匀速行驶时牵引力F = f = 920N W = F s = 920N300103m = 2.76108 J（2）轿车消耗汽油的质量为m，其完全燃烧产生的内能Q = q m 由题得：W = Q = qm 即 m = = 20 kg 20

7、kg32kg，不需加油。【点拨】汽油机在工作时，由于汽油不能完全燃烧而损失能量，排开的废气带走一部分能量，机械热传递损失一部分能量，克服摩擦消耗一部分能量，所以它做有用功的能量永远小于汽油完全燃烧释放的能量，这点请同学们不要忽视。针对练习二: 7.汽油机甲比汽油机乙效率高，这表明( )A甲用的汽油少 B甲的功率大C工作相同时间，甲耗油少D甲把汽油的内能转化为机械能的百分比较大8.下列说法中正确的是（ ）A.根据Q=mq，质量越大的燃料燃烧时放出的热量越多B.根据，燃料的热值与它燃烧时放出的热量成正比，与燃料的质量成反比C.根据，燃料的质量与它燃烧时放出的热量成正比，与它的热值成反比D.某种燃料

8、的热值与燃料的质量与它燃烧时放出的热量多少均无关9.为了节约能源，需提高热机的效率，下列措施中不能提高热机效率的是（）A.尽量使燃料充分燃烧B.尽量增加热机的工作时间 C.量减少废气带走的热量 D.尽量减少热机部件间的摩擦10.用天然气灶烧水，燃料0.5m3的天然气，使100kg的水从20升高到70。已知水的比热容c4.2103J（kg），天然气的热镇q7.0107J/m3。求：（1）0.5m3的天然气完全燃料放出的热量Q放。（2）水吸收的热量Q吸。（3）燃气灶的效率。针对练习三: 11. 如图所示，这是某报记者在某市一角拍到的照片，照片中高大林立的烟囱冒着滚滚的黑烟，整个天空荫天蔽日，乌烟瘴

9、气。(1)由此照片你可以提出哪些问题？你能回答吗？(2)请你调查你生活的周围，有没有类似的现象，如果有，请你提出一些整改建议。比热容、热值针对练习12.某同学学习了燃料的热值后，自己设计了一个实验来探究煤油和菜籽油的热值大小关系。他实验时组装了如图所示的两套规格完全相同的装置，并每隔1分钟记录了杯中水的温度（见表）。（1）在安装、调整实验器材时，科学合理的顺序是（甲图中）：先调整固定 的位置，再调整固定 的位置（选填“A”或“B”）。（2）为保证实验结论的可靠，实验时应控制两套装置中相同的量有加热时间和水的 、 。（3）通过表中记录本的数据，你认为煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是 。（4）

10、该同学实验前用天平测出了烧杯中水的质量及两油灯中燃料的质量，并记录的数据、利用公式Q吸cm（t-t0）计算出了水吸收的热量，他认为通过这些数据能准确地计算出煤油和菜籽油的热值。你认为他的计算结果可靠吗？ ，为什么？ 。13.一天，小红在楼下听到这样一段对话：王大妈说：“告诉你们一个好消息，听说我们这个小区马上要将煤气改为天然气了，这下可好了！”就在大家一致赞同声中，刘大妈没好气地说：“好什么好，煤气1m3一元钱，听说天然气1 m3要1.8元钱，这不是在变相涨价吗？”听到这，小红在想：通天然气后，家里每月燃料支出的费用不是要增加一倍吗？请你帮助小红解决她的困惑。答案1. 31072.热值大3.大

11、气（或“空气”） 210154.热值大(或完全燃烧相同质量的燃料放出的热量多) 污染小(或无污染)5. D 6.A7. D 8.D 9.D10.（1）3.5107J （2）2.1107J （3）60%11. (1)问题：照片中的黑烟说明什么问题？简答：照片中的黑烟说明燃料燃烧的非常不充分，热效率很低。问题：这些黑烟造成的环境污染，对人类健康有害吗？简答：这些污染，严重危害着人类的身体健康。(2)整改建议：建议这些工厂要改进设备；安装消烟除尘装置；提高燃料的利用率。12.(1)B A （2）质量 水的初温 （3）煤油 （4）不可靠 不可能完全燃烧，且有热量损失（容器、石棉网、铁圈等要吸热，水、容器要向外界环境散热，故无法准确计算燃料的热值）13.由查表可知天然气的热值q=3.34.