資源簡介

第2節(jié) 熱機(jī)的效率
【預(yù)學(xué)檢驗】
新舊銜接
1. 如圖所示是在燃?xì)庠钌献鲲埖膱鼍埃趶N房中我們可以通過燃燒燃?xì)獾姆椒ǐ@取______。列舉兩個你知道的燃料：______________________。
2. 站在燒水的火爐旁邊，我們會感覺到熱，這是因為燃料燃燒放出的熱量________(填“有”或“沒有”)完全被水吸收。
3. 思考：為什么燃燒相同質(zhì)量的不同燃料，放出來的熱量不一樣多？
答： ____________________________________________________________。
4. (1)有用功：對我們有用的功，________要做的功。
(2)額外功：對我們沒有用，但又__________________的功。
(3)總功：________功和________功之和。
預(yù)學(xué)新知
1. 某種燃料完全燃燒放出的________與其________之比，叫這種燃料的________值。熱值是燃料本身的________。熱值的單位是________(或焦每立方米)，符號是________(或J/m3)。
2. 用來做有用功的那部分能量與燃料完全燃燒放出的能量之________，叫做熱機(jī)效率。
3. 熱機(jī)的效率是熱機(jī)性能的重要指標(biāo)，熱機(jī)的效率高，在做功同樣多的情況下，就消耗更________(填“多”或“少”)的燃料，從而節(jié)約能源，減少污染。
【課堂學(xué)案】
素養(yǎng)目標(biāo)
1.(難點)從生活中體會不同燃料燃燒釋放熱量的本領(lǐng)不同，建立熱值的概念。
2. (重點)能簡單計算燃料燃燒放出的熱量。
3. 能說出熱機(jī)工作時燃料釋放能量的主要流向，知道什么是熱機(jī)效率。
課堂任務(wù)1　燃料的熱值
1.燃料
(1)種類：在木柴、酒精、煤、煤氣、木炭、汽油、氫氣、柴油、天然氣等這些燃料中，屬于固體燃料的是__________________，屬于液體燃料的是____________________，屬于氣體燃料的是________________________。
(2)燃燒時的能量轉(zhuǎn)化：燃料的燃燒是一種化學(xué)變化，在燃燒過程中，燃料的________能轉(zhuǎn)化為________能。
2. 比較不同燃料的放熱能力
為了探究煤油和菜籽油的放熱能力，某小組組裝了如圖所示兩套規(guī)格完全相同的實驗裝置，記錄的實驗數(shù)據(jù)如下表。
　
燃料 加熱前水溫/℃ 燃料燃盡后水溫/℃
煤油 25 44
菜籽油 25 34
(1)在安裝、調(diào)整實驗器材時，應(yīng)先調(diào)整、固定(圖甲中)________(填“A”或“B”)的位置。
(2)為了保證實驗結(jié)論的可靠性，小明在實驗中應(yīng)控制煤油和菜籽油的________相同、水的初溫和________相同。
(3)通過比較____________________可判斷燃料放熱的多少，這種實驗方法叫做________。
(4)根據(jù)表中數(shù)據(jù)可得出結(jié)論：質(zhì)量相同的煤油和菜籽油，________燃燒放出的熱量多，即放熱能力強(qiáng)。
3. 燃料的熱值
(1)定義及符號：某種燃料____________放出的熱量與其________之比，叫做這種燃料的熱值。熱值用符號________表示。
(2)單位：固體和液體燃料的熱值單位是________，氣體燃料的熱值單位通常是________。
(3)燃料完全燃燒放出熱量的計算
①固體和液體燃料完全燃燒放出的熱量：Q＝________，式中m的單位為________，q的單位為________，Q的單位為J。
②氣體燃料完全燃燒放出的熱量：Q＝________，式中V的單位為________，q的單位為________，Q的單位為J。
下列關(guān)于煤的熱值的說法中，正確的是(　　)
A. 2 kg煤的熱值大于1 kg煤的熱值　　　　
B. 煤不完全燃燒時，煤的熱值變小
C. 爐子里燒掉的煤越多，煤的熱值越大
D. 通過粉碎使煤塊變成煤粉，煤的熱值不變
變式12023邵陽中考2023年5月30日，長征二號F遙十六運(yùn)載火箭搭載神舟十六號載人飛船成功發(fā)射(如圖)。火箭使用一種叫做偏二甲肼的液體燃料，是因為該燃料具有較大的(　　)
A. 熱值　　　　　B. 比熱容　　　　　C. 密度　　　　　D. 體積
變式2某燃?xì)鉄崴魇褂锰烊粴庾鳛槿剂希粢淮问褂弥邢牡?.02 m3的天然氣，則這些天然氣完全燃燒放出的熱量為________J(q天然氣＝3.2×107 J/m3)。如果這些熱量全部被水吸收，則水的內(nèi)能________(填“增大”“不變”或“減小”)。
易錯提醒　　　　1.熱值是燃料本身的一種特性，它與燃料的種類有關(guān)，與燃料的質(zhì)量、體積、是否完全燃燒等無關(guān)。質(zhì)量相同的情況下，燃料的熱值越大，完全燃燒放出的熱量越多。2.只有燃料完全燃燒時，計算放出的熱量才能用公式Q放＝qm或Q放＝qV，不要與物體溫度降低時的放熱公式Q放＝cm(t0－t)混淆。
課堂任務(wù)2　熱機(jī)的效率
1.定義：用來做____________的那部分能量，與燃料完全燃燒放出的能量之________，叫做熱機(jī)的效率。
2. 公式：η＝×100%或η＝×100%
注意：因為熱機(jī)在工作過程中總是有能量損失，所以熱機(jī)的效率總是________(填“大于”或“小于”)100%。
3. 在熱機(jī)的能量損失中，________帶走的能量最多。設(shè)法利用________的能量，是提高燃料利用率的重要措施。熱機(jī)的廣泛使用會污染________。
如圖所示是某款汽車的能量轉(zhuǎn)化示意圖，則該汽車的效率是(　　)
A. 7%　　　　　　　B. 30% 　　　　　　　C. 33%　　　　　　　D. 40%
變式3為了節(jié)約能源，需要提高熱機(jī)的效率，下列措施中能提高熱機(jī)效率的是(　　)
A. 盡量減少熱機(jī)部件間的摩擦 B. 盡量增加熱機(jī)的工作時間
C. 盡量燃燒一些熱值大的燃料 D. 盡量增加所用燃料的質(zhì)量
變式42023日照中考2023年5月28日，C919大型客機(jī)進(jìn)行首次商業(yè)載客飛行，飛機(jī)的發(fā)動機(jī)選用航空煤油作為燃料，假如航空煤油的熱值為4.6×107 J/kg，完全燃燒50 kg航空煤油放出的熱量為________J。某集團(tuán)生產(chǎn)的某型號農(nóng)用拖拉機(jī)，為提高發(fā)動機(jī)的效率需要在________沖程讓燃料充分燃燒。
變式5一輛汽車以20 m/s的速度在平直的公路上勻速行駛了3 km，受到的阻力為1 200 N，燃燒了0.3 kg汽油。求：(汽油的熱值q＝4.6×107 J/kg)
(1)牽引力做的功。
(2)這些汽油完全燃燒放出的熱量。
(3)發(fā)動機(jī)的效率(保留1位小數(shù))。
參考答案
【預(yù)學(xué)檢驗】
【新舊銜接】
1．內(nèi)能；木柴、煤(或汽油、天然氣等)
2．沒有
3．燃料的放熱能力不一樣
4．(1)必須　(2)不得不做　(3)有用；額外
【預(yù)學(xué)新知】
1．熱量；質(zhì)量；熱；特性；焦每千克；J/kg 　2.比　3.少
【課堂學(xué)案】
課堂任務(wù)1
1．(1) 木柴、煤、木炭；酒精、汽油、柴油；煤氣、氫氣、天然氣
(2)化學(xué)；內(nèi)
2．(1)B　(2)質(zhì)量；質(zhì)量　(3)溫度計示數(shù)的變化；轉(zhuǎn)換法　(4)煤油
3．(1)完全燃燒；質(zhì)量；q　(2)J/kg；J/m3
(3) ①mq；kg；J/kg　②Vq；m3；J/m3
例1　D　變式1　A
變式2　6.4×105；增大　點撥：0.02 m3天然氣完全燃燒放出的熱量Q＝q天然氣V＝3.2×107 J/m3×0.02 m3＝6.4×105 J；在此過程中，水吸收熱量，內(nèi)能增大。
課堂任務(wù)2
1．有用功；比　2.小于　3.廢氣；廢氣；空氣
例2　B 　點撥：汽車的效率是η＝100%－33%－30%－7%＝30%，故A、C、D錯誤，B正確。
變式3　A　變式4　2.3×109；做功
變式5　解：(1)由二力平衡的條件可知汽車的牽引力F＝f＝1 200 N，則牽引力做的功W＝Fs＝1 200 N×3×103 m＝3.6×106 J。
(2)這些汽油完全燃燒放出的熱量
Q放＝qm＝4.6×107 J/kg×0.3 kg＝1.38×107 J。
(3)發(fā)動機(jī)的效率η＝×100%＝×100%≈26.1%。

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