資源簡介

12.4 機械能與內能的相互轉化
●學習目標：
1、 通過探究，知道不同燃料的熱值不同。會查熱值表，會進行燃料燃燒放熱的簡單計算，能從能量轉化的角度認識燃料的熱值。
2、 通過閱讀“化石燃料的燃燒和環境保護”一文，認識燃料排放物對環境的影響，培養環保意識，初步認識能源與人類生存和社會發展的關系。
重點：通過探究，知道不同燃料的熱值不同。
難點：會進行燃料燃燒放熱的簡單計算，能從能量轉化的角度認識燃料的熱值。
●學習指導
一、閱讀課本53-55頁內容，并通過實驗探究：
1、說出燃料熱值的概念、符號、單位及物理意義。
2、小組討論后，能分析得出燃料燃燒的實質。
3、試著用燃料燃燒的放熱公式進行簡單的計算。
4、會從熱值表中找到自己需要的信息。
二、閱讀課本P55-56的“讀一讀”， 認識燃料排放物對環境的影響，培養環保意識，初步認識能源與人類生存和社會發展的關系。
●學習內容
1、活動12.8比較質量相同的不同燃料充分燃燒時放出的熱量。
為比較酒精和碎紙片這兩種燃料的熱值，小明采用如圖所示的裝置進行實驗：他將一定質量的酒精和碎紙片分別放入兩個燃燒皿中，點燃它們，分別給裝有質量相等的水的兩個相同燒杯加熱，直至酒精和碎紙片完全燃燒．
(1)小明設計了一張記錄實驗數據的表格，其中①②兩項內容漏寫了，請你幫他補充完整．
燃料 加熱前水溫/℃ ①________
10 g酒精
②________
（2）_____質量的酒精和碎紙片______燃燒時，酒精加熱燒杯中的水溫______（大于/等于/小于）碎紙片加熱燒杯中的水溫。
（3）實驗表明，相同______的酒精與碎紙片完全燃燒時，酒精比碎紙片放出的熱量_____（多/少）。
（4）更多實驗表明：質量相等的不同燃料完全燃燒所放出的_______一般是________(相同/不相同)。
(5)實驗后小明根據實驗數據，利用公式Q＝ cmΔt算出了水吸收的熱量，結合“10 g酒精”這一數據，算出了酒精的熱值．算出的酒精熱值是否可靠，請說明理由： 。
2、常說的燃料是指在燃燒時能夠提供__________的物質.燃料的燃燒是一種______變化,在燃料燃燒的過程中，燃料的__________能轉化為_________能,也就是通常所說的釋放出____________.
3、 的某種燃料 時放出的熱量，叫做這種燃料的熱值。燃料的熱值用 表示，單位是 。
4.木炭的熱值為3.4×107J/kg，其物理意義是 。質量為5kg的木炭，用去3kg后，剩余木炭的熱值是 。
5、質量為m的燃料完全燃燒放出的熱量計算的公式為 。
6、酒精的熱值是3.0×107J/kg ，那么質量是0.3kg的酒精完全燃燒放出的熱量是多少？
7．如圖所示實驗中，通過觀察比較__________________來間接比較質量相同的不同燃料充分燃燒時放出的熱量．實驗中燒杯中所裝的液體種類應________，質量應________．(后兩空均選填“相同”或“不同”)
8. 碳的熱值是3.0×107/kg，讀作 ，它表示完全燃燒4.0千克的焦碳能夠放出的熱是 焦。
9. 燃料在燃燒時放出的熱量與 和 有關，與 無關。
10、小華學習了熱學知識后，知道水的比熱容為4.2×103J/〔kg·℃〕，她想估算一下她家每天燒水．做飯需要的熱量。于是小華仔細記錄了每天燒水．做飯．炒菜需要的時間，并把它折算成燒水的時間，相當于每天將30kg．20℃的水燒開。（在標準大氣壓下）
（1）小華家每天燒水．做飯．炒菜需要多少熱量？
（2）如果普通煤熱值是3×107J/kg，那么小華家每天燒水．做飯．炒菜至少需要多少kg的煤？
●總結
1、燃料的燃燒是一種化學反應，其實質是燃料的化學能轉化成內能的過程。
2、注意區別“燃燒”和“完全燃燒”。
3、燃料熱值的大小表示的是燃料燃燒時釋放能量本領的大小。熱值的大小只與燃料的種類有關，而與其他因素無關。
4、燃料的燃燒效率：η=Q吸/Q放 ；熱機的效率：η=W/Q放
●課堂練習
1．下列關于熱值的說法正確的是(　　)
A．2 kg煤的熱值大于1 kg煤的熱值 B．燃料熱值越大，放出的熱量越多
C．熱量燃燒不完全時熱值變小 D．燃料的熱值是燃料本身的特性，與其他因素無關
2. 將一瓶酒精用去三分之二，則剩余部分酒精的密度、比熱容和熱值　　　（　　）
A.　都變為原來的三分之一 B.　密度、比熱容不變，熱值變為原來的三分之一
C.　都不變 　　　　D.　熱值不變，密度、比熱容變為原來的三分之一　
3. 通常情況下，一個三口之家使用燃料的月消耗量最少的燃料的是 （ ）
A．燃燒值為1.2×107焦/千克的木材
　B．燃燒值為3.4×107焦/千克的煤
　C．燃燒值為7.1×107焦/千克的液化氣
　D．一樣多
4．煤油的熱值大于酒精的熱值，下列說法中正確的是 ( )
A．煤油比酒精含有的熱量多
B．燃燒相同質量的煤油和酒精，煤油放出的熱量要多些
C．完全燃燒相同質量的煤油和酒精，利用煤油剛好能燒開一壺水，那么利用酒精則不能燒開這壺水（效率相同條件下）
D．通風條件越好，供氧越充足，兩種燃料的熱值就越大
5.　下列說法正確的是 　　　　　（ ）
　A．燃燒值大的燃料比燃燒值小的燃料完全燃燒時放出的熱量多
　　B．柴油機工作時，燃料燃燒每放出1焦的熱量就可得到1焦的機械能
　　C．熱機的效率越大，它的功率就越大
　　D．柴油機的效率一般比汽油機高，就是說完成相同的有用功，柴油機所用燃料完全燃燒放出能量比汽油機少
6．如圖所示是某內燃機工作時的能量流向圖，該內燃機的熱機效率是 (　　)
A．25%　　B．35%　　C．40%　　D．75%
7．一臺效率為40%的柴油機，當輸出3.44×107J有用功時，消耗的柴油質量是(柴油的熱值是4.3×l07 J/kg) ( )
A．0.8kg B．2kg C．0.32kg D．2.8kg
8.質量為5kg的柴油，用去1/5后，則剩下的柴油（ ）。
A．比熱容變為原來的4/5，熱值不變
B．比熱容不變，熱值變為原來的4/5
C．比熱容和熱值均變為原來的4/5
D．比熱容和熱值都不變
9.兩種燃料的熱值之比為2 ：1，質量之比為1 ：4，則這兩種燃料完全燃燒放出的熱量之比為：（ ）。
A．1 ：2
B．2 ：1
C．8 ：1
D．4 ：1
10.用煤氣灶把2 kg、初溫為30 ℃的水燒到80 ℃，消耗了20 g煤氣，已知水的比熱容是4.2×103 J/(kg·℃)，煤氣的熱值為4.2×107 J/kg，則水吸收的熱量為________J，煤氣完全燃燒放出的熱量為________J，煤氣灶燒水的效率為________%.
11．某校為學生供應開水，用鍋爐將200 kg的水從20 ℃加熱到100 ℃，燃燒了6 kg的無煙煤，無煙煤的熱值是3.4×107 J/kg.試求：[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]
(1)鍋爐內200 kg的水吸收的熱量．
(2)6 kg無煙煤完全燃燒放出的熱量．
(3)此鍋爐的效率．
12．泰安改編某品牌無人駕駛汽車在一段平直公路上勻速行駛6.9 km，消耗燃油1.5 kg.已知汽車的牽引力是2000 N，燃油的熱值為4.6×107 J/kg，假設燃油完全燃燒，求：
(1)消耗的燃油完全燃燒放出的熱量．
(2)汽車牽引力做的功．
(3)汽車發動機的效率．
●回顧-總結-反思

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