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  4. 热机的效率热值能量转移和能量转化

随着我国人民生活水平的不断提高,汽车作为一种普通的交通工具已走进千家万户.(1)汽车发动机一般是柴油机或汽油机,它把燃料燃烧产生的高温高压燃气的________能转化为机械

一、题文

随着我国人民生活水平的不断提高,汽车作为一种普通的交通工具已走进千家万户.
(1)汽车发动机一般是柴油机或汽油机,它把燃料燃烧产生的高温高压燃气的________能转化为机械能,完全燃烧1kg的汽油能够释放________J的能量;(汽油的热值为4.6×107J/kg)
(2)小明同学阅读了某牌号汽车发动机的说明书后,将内燃机的能量流向制成如图所示的图表,根据图表给出的信息,该内燃机的效率为________%.

考点提示:热机的效率,热值,能量转移和能量转化

二、答案

(1)内;4.6×107
(2)30

三、考点梳理

知名教师分析,《随着我国人民生活水平的不断提高,汽车作为一种普通的交通工具已走进千家万户.(1)汽车发动机一般是柴油机或汽油机,它把燃料燃烧产生的高温高压燃气的________能转化为机械》这道题主要考你对 热机的效率热值能量转移和能量转化 等知识点的理解。

关于这些知识点的“解析掌握知识”如下:

知识点名称:热机的效率,热值,能量转移和能量转化

考点名称:热机的效率
  • 热机的效率:
    η=W有用/Q×100%,其中W有用指用来做有用功的能量,Q指完全燃烧释放的能量。
  •  提高热机效率的途径:
    (1)燃料尽可能燃烧
    (2)尽量减少各类热量的损失
    (3)在热机的设计和制造上,采取先进技术
    (4)使用时,注意保养,保证良好的润滑,减少因克服摩擦阻力而额外消耗的功。
  • 机械效率、热效率、热机的效率的计算方法:
    效率问题是中考的热点问题,例如前面我们学习简单机械时的机械效率、太阳能热水器的吸热效率、炉子的放热效率等。
    1.机械效率:,其中W有用指有用功,即对人们有用的功;W指利用机械做的总功。
    2.热效率:,其中Q有用指有效利用的热量, E指总能量。如果是炉子,则E为燃料完全燃烧放出的热量(E=Q=mq);如果是太阳能热水器,则E为太阳射入的总能量;如果是电热器,则E为电流做功放出的热量(E=Ult)。
    3.热机的效率:,其中W有用指用来做有用功的那部分能量,Q指燃料完全燃烧释放的能量。
  • 温室效应和热岛效应
    1.温室效应:温室效应指的是地球表面一些气体 (如二氧化碳、氟氯烃、甲烷、氮氧化物、低空臭氧等)吸收部分的太阳辐射能量后,转化成内能释放到地球表面而不能散去.于是造成地表温度升高的效应。

    2.热岛效应:起城市“热岛效应”的主要原因有:
    ①工厂、交通工具等散发出大量的热量;
    ②城市的建筑物、马路上的砂石的比热容小,相同日照条件下升温快;
    ③城市中水少,使热量不能被充分吸收;
    ④楼群林立.难以形成空气对流,主要的改进措施有:植树造林、建绿地和人工湖等。
考点名称:热值
  • 燃料的热值:
    定义1kg某种燃料完全燃烧放出的热量
    物理意义反映燃料燃烧放热本领的物理量
    单位J/kg或J/m3(气体)
    单位意义例:干木柴热值1.2×107J/kg表示1kg干木柴完全燃烧放出的热量是1.2×107J
    性质热值是燃料的一种特性
    燃料燃烧放热公式Q=mq 或Q=v·q
    m代表质量,单位kg
    q代表热值,单位J/kg
    V代表体积,单位m3
    Q代表放出的热量,单位J
  • 热值概念的理解:
    (1)燃料的热值与燃料的种类有关,热值反映的是所有能燃烧的物质的一种性质,也就是说它是燃料的一种特性,反映了不同燃料在燃烧过程中,化学能转化为内能的本领的大小。燃料的热值只与燃料的种类有关,与燃料的形态、质量、体积以及是否完全燃烧无关。

    (2)“完全燃烧”的含义是烧完、烧尽,1kg的某种燃料,只有在完全燃烧的情况下,放出的热量才等于这种燃料的热值,若该燃料在燃烧时没有完全燃烧,放出的热量就比对应的热值小。
  • 燃料及其燃烧
     能够燃烧并且在燃料时放出光和热的物质,叫做燃料。
     燃料的燃烧是一种化学变化,在燃烧的过程中,燃料的化学能转化为内能,这就是我们常说的释放能量,然后,转移到其他物体上或转化为其他形式的能量供人们使用.
     说明:按照状态,燃料可分为固体燃料(如煤、炭、木材等)、液体燃料(如汽油、煤油、石油等)和气体燃料(如天然气、煤气、沼气等)。
考点名称:能量转移和能量转化
  • 能量的形式:
       在自然界和生活中,能量以多种形式存在,主要有机械能、内能、电磁能、化学能、核能等。
    1.机械能:分动能和势能两类,机械能是物体所具有的动能和势能的和。

    2.内能:物体内所有分子的动能和势能的和叫内能,与物体的温度、质量等因素有系。

    3.电磁能:指的是储存在特定物体或空间中的能量,比如说,两个带电体相互靠近时会相互影响,同级相斥异极相吸;通电导体在磁场中会受到力的作用;两块磁铁相互靠近,也会相互影响,这些都是电磁能

    4.化学能:是指南于化学反应,物质的分子结卡句发生变化而产生的能量。燃料燃烧产生的光和热,以及蓄电池、干电池产生的电都是来源于燃料和蓄电池里储存的化学能。食物也具有化学能。

    5.核能:是指由于核反应,物质的原子核结构发生变化而产生的能量。原子弹爆炸产生的能量,以及核电站发出的电都是来源于原子核的核能。

  • 能量转化和转移的方向性
         能量的转化和能量的转移,都是有方向性的,如温度不同的两个物体接触后,一部分内能从高温物体转移到低温物体上,并不能自发地由低温物体转移到高温物体上;燃料燃烧,化学能转化为内能,但此时得到的内能并不能自发地转化为具有化学能的燃料;电流通过灯泡发光,电能转化为内能和光能,但是这些内能和光能并不能自发地重新转化为电能;汽车制动时,由于摩擦,机械能转化为内能,但这些内能并不能自动地用来再次开动汽车。
  • 能量的转化和转移
    解释实例
    能量的转移能量由一种形式转变为另一种形式电灯发光:电能转化为光能和内能;摩擦生热:机械能转化为内能
    能量的转化能量不经过变化直接由一个物体转移到另一个物体碰撞时:动能从一个物体转移到另一物体;围着火炉烤火:内能从火炉转移到人体
  • 能量转化和转移的判断方法
       物体间发生能量转移时,能量的形式不变;而发生能量的转化时,能的形式要发生改变,在确定能量转化的方向时,可从消耗什么能,得到什么能进行比较来确定.

    例:下面关于能量转化或转移的说法中,错误的是(  )
    A.摩擦起电是将电能转化为机械能的过程
    B.冬天将手放在炉旁烤火感到暖和,是内能从一个物体转移到另一个物体的过程
    C.木柴燃烧是将化学能转化为内能的过程
    D.打桩机的重锤下落的过程,是将重力势能转化为动能的过程

    解析:摩擦起电是消耗了机械能,最终获得电能,冈而是机械能转化为电能;木柴燃烧是消耗了储存在木柴中的化学能获得内能的过程,因而是化学能转化为内能;烤火是将木炭等燃料燃烧后获得的内能转移给手,是内能的转移;打桩机的重锤下落时,高度减小,重力势能减小转化为重锤的动能。故A选项错误。

    答案:A
  • 补充常见的能量转化形式有:
    ①电灯发光时,电能转化为光能和内能;
    ②植物通过光合作用将太阳能转化为化学能储存在体内;
    ③人对机械做功,将人体的化学能转化为机械能;
    ④摩擦生热,机械能转化为内能;
    ⑤水电站里水轮机带动发电机发电,机械能转化为电能;
    ⑥电动机带动水泵把水送到高处,电能转化为机械能;
    ⑦燃料燃烧时发热,化学能转化为内能。

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