第三讲热机与热值
第三讲热机与热值
一、热机
1、热机是把内能转化为机械能的装置．
例1. 如图所示是演示点火爆炸的实验装置，按动电火花发生器的按钮，点燃盒内的酒精，盒盖被打出去，这是因为酒精燃烧产生的燃气对外_________，燃气的________能转化为盒盖的_______能。
2、热机的种类很多，例如蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机。
3、内燃机主要分两大类：汽油机、柴油机
A、四冲程汽油机结构：
汽油机四冲程：
例2. 汽车已经成为现代生活中不可缺少的一部分，现代汽车多数采用汽油机作为发动机，如图是四冲程汽油机的工作循环示意图，下列说法中正确的是（）
A．甲冲程是把机械能转化为内能 B．乙冲程是把内能转化为机械能
C．丙冲程是把机械能转化为内能 D．丁冲程是把内能转化为机械能
B、柴油机
柴油机的构造与汽油机构造相似，火花塞换成喷油嘴，引燃方式为压燃式。
主要应用在载重汽车、拖拉机、坦克、火车、轮船等。
例3.如图，甲乙所示为两种内燃机的结构示意图，仔细观察两图可知_______图表示的是汽油机；________图表示的内燃机在吸气冲程中吸入的只是空气，气体在气缸中可以压缩的更厉害，燃料在里面不需要点火就会自动燃烧起来，_________图表示的内燃机在相同的条件下的功率更大。
4、计算：
例4、一台单缸四冲程汽油机的飞轮转速为1800r/min，则每秒完成__________个冲程，每秒钟燃气对外做功______次。
练习4、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9.0×105P a，飞轮lmin转动1800周，则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．
二、热值
1、热值：单位质量的某种燃料完全燃烧所放出的热量叫做这种燃料的热值．
2、公式：Q=mq
3、单位：J/kg
4、热值是燃料的一种特性，它只与燃料的种类有关，而与燃料的质量、放出的热量是否充分燃烧燃烧无关。
例1、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燃烧情况无关
B. 容易燃烧的燃料，热值一定大
C. 煤的热值大于干木柴的热值，燃烧煤放出的热量一定比燃烧干木柴放出的热量多
D. 为了提高锅炉的效率，一定要用热值高的燃料
例2、完全燃烧2kg汽油放出多少热量？要放出6.0×106J的热量，需完全燃烧多少克酒精？
例3、汽油机的效率往往比柴油机低，这说明（）
A. 汽油机的功率比柴油机小
B. 汽油机做的功比柴油机少
C. 柴油机消耗柴油多
D. 柴油机的内能转化为机械能的百分比大
三、热效率简单计算
例4、把5kg40℃的水烧开，需要完全燃烧多少千克的干木柴？（已知干木柴的热值为7
10
2.1⨯J／kg，外界为标准大气压，并且燃料完全燃烧放出的热量全部被水吸收）
作业：
1.如图所示，试管口木塞冲出的过程（）
A．试管口出现的白雾是水蒸气
B．试管口出现白雾说明水蒸气内能增加
C．能量转化情况与内燃机压缩冲程相同
D．水蒸气对木塞做功，水蒸气的内能减少
2.在四冲程汽油机的工作过程中，机械能转化为内能的冲程是（）
A．吸气冲程B．压缩冲程C．做功冲程D．排气冲程
3.现代汽车的发动机一般都是四冲程内燃机，其中四个冲程如图所示，其中做功冲程是（）
4.柴油机的曲轴每分钟转2400转，由此可知柴油机每秒钟做功（）
A．40次B．30次C．20次D．10次
5.下列关于四冲程汽油机和柴油机的区别的说法中错误的是（）
A．在吸气冲程中吸入的物质不同
B．点火方式不同
C．工作过程中能量转化的方式不同
D．用途不同
6.如图是汽油机工作的四个冲程。
其中表示机械能转化为内能的冲程是（）
7.下列关于热机的说法错误的是（）
A．利用内能来做功的机器叫热机
B．蒸汽机、内燃机、燃气轮机、喷气式发动机都叫热机
C．一切热机的工作过程都包括四个冲程
D．汽油机的曲轴每转两周，对外做功一次
8.在汽油机的一个工作循环中，内能转化为机械能的是_______冲程，其他三个冲程都是依靠飞轮的__________来完成的。
9.目前我国研发出一款新型空气动力汽车，它利用压缩空气膨胀推动活塞做功来提供动力，这种汽车在开动时将空气的_________能转化为_________能，这种汽车与汽油机相比优点是____________（说出一点）
10.如图所示是道路维修事常用的路面钻机（俗称“啄木鸟”），该机械利用压缩气体推动活塞将钻头打入路面。
气体推动活塞时将_________能转化为_________能。
11.科学家发明了一款单杠六冲程内燃机，它每一个工作循环的前四个冲程与单杠四冲程内燃机相同，在第四个冲程结束后，立刻向气缸内喷水，水在高温气缸内迅速汽化成高温高压水蒸气，推动活塞再次做功，水蒸气温度______（填“升高”、“降低”或“不变”），其内能_________（填“增大”、“减小”或“不变”），这样燃烧同样多的燃料将获得更多的机械能，提高了热机的________。
为进入下一个工作驯化，这款热机的第六个冲程是________冲程。
12.一单缸四冲程汽油机的活塞面积S=100cm2，活塞行程（一个冲程活塞走的路程）为L=14cm，汽油燃烧在气缸中产生的燃气的压强为2×106pa，曲轴的转速为2400r/min，求这台汽油机的功率。
《热量和热值》内能与热机PPT课件3
燃料燃烧时放出的热量跟燃料的质量有 是从木柴燃烧时放出的热量来的
关
同种燃料的质量越大， 燃烧时放出的热量越多 思考1：5kg的木材和10kg的木材燃烧时放出的
热量是否相同？这因素有关？
思考2：用质量相同煤油、酒精、纸屑烧水， 水升高的温度不
相同，这说明什么？
2.符号
3.单位
Q
吸热时Q吸，放热时Q放
热量和内能的单位焦（J）
一根火柴完全燃烧放出的热量约为1000J
热 量
热量是一个过程量，它对应于 热传递的过程。
一个物体的温度即使很高，也不 能说它含有的热量多
不能说：一个物体含有多少热量 即 只能说：一个物体吸收了多少热量
或放出了多少热量
探究物体吸收或放出的热量
4.2x103J x 10 x 90 = 3.78x106J 4）10kg水温度从80°C降低到30°C时,需要吸收还是放出的热量？热量是
多少？
放热
4.2x103J x 10 x 50 = 2.1 x 106J
检测预习二
了解热值的概念，知道不同燃料的热值 不同，会根据热值来计算燃料完全燃烧 放出的热量。
第十二章 内能与热机
热量和热值
教学目标
1.了解热量的概念。 2.知道水吸收的热量与温度变化和质量的 关系 3.了解热值的概念，知道不同燃料的热值 不同，会根据热值来计算燃料完全燃烧 放出的热量。
检测预习一
1.了解热量的概念。 2.知道水吸收的热量与温度变化和质量的 关系
讨论：①A、B物体温度如何变化？内能的变化？
说明了不同的燃料燃烧放出的热量的本领不相同
燃料燃烧放出的热量跟什么因素有关？
（1）燃料的质量
燃料的热值、热机效率
采用先进的燃烧和冷却技术，提高燃 气轮机的热效率和可靠性。
智能化控制技术的应用
智能燃烧控制
通过实时监测和优化燃料配比，实现高 效、低污染燃烧。
VS
远程监控和维护
利用物联网和大数据技术，实现燃机设备 的远程监控和维护，提高设备的可靠性和 安全性。
THANKS
感谢观看
机械设计
热机的机械设计，如气缸 压力、气阀设计等，也会 影响热机效率。
提高热机效率的途径
改善燃烧条件
通过优化燃烧室设计和氧气供应， 提高燃料的燃烧效率和放热量。
降低热量损失
通过改进热机的保温和散热设计， 减少热量损失，提高热机效率。
提高机械设计水平
通过改进机械设计，提高气缸压力 和气阀性能，从而提高热机效率。
05
未来发展方向
新型燃料的研发
生物燃料
利用生物质资源，如废弃物、农作物等，通过生物发酵或热解等方法制备，具 有可再生、低污染的优点。
氢燃料
氢是高效、清洁的能源，通过燃料电池技术可实现高效能量转换，是未来交通 和工业领域的重要发展方向。
高效热机的设计
超临界机组
利用超临界压力的蒸汽循环，提高发 电效率和减少环境污染。
汽车发动机
汽车发动机的热效率
汽车发动机的热效率是指发动机输出的机械 功与燃料燃烧产生的热量之比。提高热效率 可以降低油耗，减少尾气排放，提高燃油经 济性。
燃料热值对汽车发动机的 影响
燃料的热值是指单位质量的燃料完全燃烧时 所释放出的热量。不同燃料的热值不同，对
汽车发动机的性能和油耗也有影响。
航空发动机
燃料的物理结构也会影响其热值，如煤粉 的热值高于相同质量的块煤。
温度和压力
热机及热量的计算
热机及热量的计算一．热机：热机原理是将燃料的化学能转化成内能再转化成机械能的动力机械的一类，如蒸汽机、汽轮机、燃气轮机、内燃机、喷气发动机等。
热机通常以气体作为工作物质（传递能量的媒介物质叫工质），利用气体受热膨胀对外做功。
内能的来源主要有燃料燃烧产生的热能、核能、太阳能和地热等。
热机在人类生活中发挥着重要的作用。
现代化的交通运输工具都靠它提供动力。
热机的应用和发展推动了社会的快速发展，也不可避免地损失部分能量，并对环境造成一定程度的污染。
热机的工作原理：由内能通过做功转化为机械能（例：酒精燃烧，化学能转化为内能，热量传给水，水沸腾将瓶塞顶出去，水蒸气的一部分内能转化为瓶塞的机械能。
）。
热机的四个冲程：吸气冲程，压缩冲程，做功冲程，排气冲程。
热机的发展史：蒸汽机→蒸汽轮机→内燃机→喷气发动机→火箭发动机热机是利用内能来做功的机器。
分为内燃机和外燃机两种。
常见的内燃机有柴油机和汽油机，通过做功将内能转化为机械能。
一、汽油机：用汽油作燃料的内燃机1. 构造进气门，排气门，火花塞，气缸，活塞，连杆，曲轴。
冲程：活塞从气缸一端运动到另一端叫做一个冲程在做功冲程燃气对活塞做功，内能转化为机械能。
其余三个冲程是依靠飞轮的惯性来完成。
2．工作过程四冲程是指在进气、压缩、做功和排气四个行程内完成一个工作循环，此间曲轴旋转两圈。
吸气冲程时，此时进气门开启，排气门关闭。
流过空气滤清器的空气，和经化油器与汽油混合形成的可燃混合气，经进气管道、进气门进入气缸；压缩冲程时，气缸内气体受到压缩，压力增高，温度上升，将机械能转化为然气的内能；做功冲程是在压缩上止点前点火，使混合气燃烧，产生高温、高压，推动活塞下行并作功；排气冲程时，活塞推挤气缸内废气经排气门排出。
此后再由进气行程开始，进行下一个工作循环。
内燃机气缸内的燃料燃烧使活塞、气缸套、气缸盖和气门等零件受热，温度升高。
为了保证内燃机正常运转，上述零件必须在许可的温度下工作，不致因过热而损坏，所以必须备有冷却系统。
第3讲 内能的利用【培训机构专用】2021-2022学年九年级物理全一册课程精炼(人教版)(原卷版)
第3讲 内能的利用【知识要点】一、热机1.热机：利用 的机械叫热机。
热机的种类：分为蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机。
内燃机：燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机。
内燃机根据其所使用的燃料分为汽油机和柴油机两类。
2. 内燃机的工作原理工作物质的内能3．热值（q ）：1kg 某种燃料完全燃烧放出的 ，叫热值；热值单位是： 。
（1）燃料燃烧放出热量：Q 放 ＝qm ；（Q 放 是燃料放出的热量，单位是J ；q 是热值，单位是J/kg ；m 是质量，单位是kg 。
）对于热值的概念，要注重理解三个关键词：“1kg ”、“某种燃料”、“完全燃烧”。
①1kg 是指燃料的质量，如果燃料的质量不是1kg ，那么该燃料完全燃烧放出的热量就不等于热值的数值；②某种燃料是指热值与燃料的种类有关；③完全燃烧意思是燃料要完全烧尽，否则1kg 燃料燃烧过程中，化学能转变成内能就不是该热值所确定的值。
（2）热值表示燃料在完全燃烧时把化学能转化为内能的本领大小，是燃料本身的一种特性，只与燃料的种类有关，与燃料的质量、体积、是否完全燃烧无关．4.热机的效率：用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量 ，叫热机的效率。
热机的效率是热机性能的一个重要指标。
公式：qmW Q W 有用总有用==η 5.在热机的各种损失中，废气带走的能量最多，设法利用废气的能量，是提高燃料利用率的重要措施。
注意：热机能量的损失：①燃料未完全燃烧（完全燃烧条件：充足空气，研磨成细颗粒）；②废气排出带走能量（废气的利用）；③克服磨擦，消耗能量（使用润滑剂，减小摩擦）。
三、能量转化与守恒6.能量守恒定律：能量既不会 ，也不会 ，它只会从一种形式转化为另一种 ，或者从一个物体转移到另一个 ，而在转化和转移过程中，能量的总量 。
【典型例题】一、热机1．如图为汽油机某一冲程示意图，下列选项中与其能量转化过程相似的是（ ） A ．用手反复弯折铁丝B ．用热水壶烧水C ．压缩空气棉花燃烧D ．开水瓶的瓶塞被水蒸气弹出 2．如图所示是四冲程汽油机的剖面图，关于其四个冲程的描述正确的是A ．吸气冲程中，汽油和空气的混合物进入汽缸B ．压缩冲程中，通过做功的方式使汽缸内气体的内能减小C ．做功冲程中，燃料释放的能量绝大部分转化为机械能D ．排气冲程中，废气带走了燃料释放的能量的极少部分3．柴油机和汽油机在一个工作循环中的四个冲程完全相同的冲程是（ ）A．吸气、压缩B．压缩、排气C．吸气、压缩、排气D．排气4．关于四冲程汽油发动机内部工作描述正确的是（）A．吸气冲程时，吸入的是空气B．通过喷油嘴压燃点火，在压缩冲程时，将机械能转化为内能，C．做功冲程时，若每次对外做功1000J，则2400r/min的发动机的额定功率为20kW D．排气冲程时，排出的废气已经没有内能了全转化为机械能了5．某单缸四冲程汽油机的气缸活塞面积为30 cm2，一个冲程活塞在气缸中移动的距离是50 mm，满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为9.0×l05 Pa，飞轮l min转动1 800周，当汽油机满负荷工作时（不计摩擦），下列说法中正确的是A．汽油机每秒内完成30个冲程B．汽油机的功率为2025 WC．做功冲程中燃气对活塞的平均压力为2.7×l07 ND．一个做功冲程中燃气对活塞做的功为1.35×l05 J6．小明家的汽车发动机为四缸汽油机．该发动机在工作时气缸内的燃气的平均气压为1×106Pa，汽缸的横截面积为50cm2，活塞的行程长10cm，转速3600r/min．则该发动机的功率为（）A．15kW B．30kW C．60kW D．75kW7．关于在四冲程的柴油发动机内部工作描述正确的是（）A．吸气冲程时，吸入的是柴油和空气的混合物B．压缩冲程时，将机械能转换为内能，点燃方式采用压燃式C．做功冲程时，若1000J/次对外做功，则2400r/min的发动机的额定功率为20kW D．排气冲程时，将废气的内能转化为排气门的机械能8．如图所示为汽油机的四个冲程，其中机械能转化为内能的冲程是图___________。
专题3：热值、热量、比热容及其热机效率的计算(原卷版)2021年中考物理高频考点训练
专题3：热值、热量、比热容及其热机效率的理解与计算热值、热量、比热容及其热机效率的理解与计算是中考中热学部分常考的知识点，侧重考查对热值、热量、比热容的理解及相关计算，能有效的考查对相关概念的理解，也能考查学生的计算能力。
一、热值、热量、比热容及其热机效率的理解1、热量与温度、内能的区别：热量与温度、内能的联系：2、热值和比热容、热机效率：二、热值、热量、比热容及其热机效率的计算1、利用比热容计算热量：Q= c mΔt表示温度的变化量，单位是℃，表示质量，单位是kg表示比热容，单位是J（kg·℃）表示热量，单位是J（1）升温时Δt=t-t0，降温时Δt= t0-t，审题时一定要看清是“升高了”还是“升高到”，“升高了”已知的是Δt，“升高到”已知的是“t”。
（t表示末温，t0表示初温）。
（2）在求水的末温时，需先求Δt，注意在一标准大气压下，水最高温度达到100℃。
（3）热量的多少与比热容c、质量m、和温度变化都有关系，而比热容与热量Q、质量m、和温度变化都无关，注意二者的区别。
（4）当某种物质降温放出热量时用Q放=cmΔt，而不能用燃料燃烧放出热量Q放=mq，一定要注意二者的区别。
（5）利用变形公式可以计算: ①质量：Q m c t=∆； ②温度变化，进而求初温或末温：Q t cm∆=。
2、利用热值计算热量公式：Q=mq 或Q=qV(气体)（1）对于气体燃料燃烧放出热量的计算公式，是用Q=mq 还是Q=qV ，取决于q 的单位是J/kg 还是J/m 3或J/L 。
（2）燃料燃烧放出热量的多少由燃料的质量（或体积）、热值的大小以及燃烧情况有关，而热值与热量Q 、质量m （或V ）无关，注意二者的区别。
3、热机效率的计算：100%W Q η=⨯有用放（1）热机所做的有用功往往是热机对外的牵引力F 使得热机在水平方向上通过一定的距离s ，当匀速运动时，牵引力F 与阻力f 相等，于是有W 有用=Fs=fs ； （2）Q放是燃料燃烧放出的热量Q 放=mq 或Q 放=Vq ，所以热机效率公式可变形为：100%100%W fs Q mq η=⨯=⨯有用放或100%100%W fsQ Vqη=⨯=⨯有用放。
中考物理总复习第3课时热机与热值精讲
中考物理总复习第3课时热机与热值精讲了解热机的工作原理。
知道内能的利用在人类社会发展史上的重要意义。
从能量转化的角度认识燃料的热值。
,思维导图),核心考点梳理)热机1．利用__内能__做功的机械。
2．汽油机：燃料是汽油的内燃机。
(1)吸气冲程：进气门__打开__，排气门__关闭__，活塞向__下__运动，__空气和汽油的混合物__进入汽缸。
(2)压缩冲程：进气门和排气门__都关闭__，活塞向__上__运动，燃料混合物被压缩。
内能__增加__、温度__升高__，把__机械__能转化为__内能__。
(3)做功冲程：在压缩冲程结束时，火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧，产生高温高压气体。
高温高压的气体推动活塞向下运动，带动曲轴转动，对外做功。
(4)排气冲程：进气门保持__关闭__，排气门__打开__，活塞向__上__运动，把废气排出汽缸。
3．柴油机：燃料是柴油的内燃机。
(1)吸气冲程：进气门__打开__，排气门__关闭__，活塞向__下__运动，__空气__进入汽缸。
(2)压缩冲程：进气门和排气门__关闭__，活塞向__上__运动，缸内空气被压缩。
内能__增加__、温度__升高__，即__机械__能转化为__内__能。
(3)做功冲程：进气门__关闭__，排气门__关闭__，喷油嘴__喷油__，雾状柴油遇到热空气便立即__燃烧__起来，使活塞向__下__运动，__内__能转化为__机械__能。
(4)排气冲程：进气门__关闭__，排气门__打开__，活塞向__上__运动，把废气排出汽缸。
4．汽油机和柴油机的每一个工作循环都分为__4__个冲程，活塞往复运动__2__次，飞轮转__2__周，对外做功__1__次。
吸气、压缩和排气冲程靠飞轮__惯性__完成，做功冲程是唯一对外做功的冲程。
热值1．定义：把某种燃料完全燃烧放出的热量与其__质量__之比，叫做这种燃料的热值。
2．单位：__J/kg__或__J/m3__。
2020—2021学年浙教版科学九年级上册3.5 第3课时 热机与燃料的热值
第3课时热机与燃料的热值重点提示1. 热机的共同特点：通过做功把内能转化为机械能。
2. 汽油机的一个工作循环中，活塞往复运动两次，只有第三个冲程内燃机推动活塞做功，内能转化为机械能，其余三个冲程均靠安装在曲轴上的飞轮的惯性来完成。
3. 燃料燃烧过程是将储存在燃料中的化学能转化为内能。
热值是燃料的一种特性，与燃料的质量无关。
A组1使汽车获得动力的冲程是(C)A. 吸气冲程B. 压缩冲程C. 做功冲程D. 排气冲程(第2题)2(杭州中考)如图所示，汽油机处于工作过程中的某个冲程，下列对此冲程的叙述，正确的是(A)A. 压缩冲程，机械能转化为内能B. 压缩冲程，内能转化为机械能C. 做功冲程，机械能转化为内能D. 做功冲程，内能转化为机械能3(杭州模拟)如图所示，对于图片中所描述的过程，下列分析中正确的是(C)(第3题)A. 图甲，玻璃管内的空气被压缩，空气的内能减少B. 图乙，瓶子内的空气推动塞子，塞子跳起时，空气的内能增大C. 图丙，试管内的水蒸气推动了塞子，塞子冲出时，水蒸气的内能减少D. 图丁，汽缸内的气体推动活塞向下运动时，气体的内能增大4关于燃料的热值，下列说法中正确的是(A)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5释放化学能的过程不断地发生在人体内，食物也是一种“燃料”。
人体摄入的能量过多或过少，都有损于健康。
某种巧克力的营养成分表上标有“每100克含能量2361千焦”。
下列选项中，与该标识的含义类似的是(C)A. 热量B. 内能C. 热值D. 比热容6(湖州期末)小时候经常玩的一个游戏，就是把喝完水的矿泉水瓶扭转加压，然后比赛谁的瓶盖飞得远。
瓶盖飞的远近和技术有关，但无一例外都会有白色的水雾从瓶子口冒出(如图甲所示)。
在这个过程中发生的能量转化是__内能转化为机械能__，图__乙__(填“乙”或“丙”)中汽油机的工作过程与这一情景中能量的转化是一致的。
3热机(原卷版)
一、热机1、热机：利用内能做功的机械叫热机。
（1）热机的种类：分为蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等。
（2）内燃机：燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机。
内燃机根据其所使用的燃料分为汽油机和柴油机两类。
2、内燃机的工作原理：（1）内燃机的每一个工作循环分为四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。
①汽油机的工作过程多数汽油机的一个工作循环由四个冲程组成，这四个冲程分别是吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。
四个冲程不断循环来保证连续工作，如图所示。
②柴油机的工作过程（2）四个冲程中，只有做功冲程对外做功，其他三个冲程对做功冲程起辅助作用，靠飞轮的惯性完成。
（3）做功冲程把内能转化为机械能；压缩冲程把机械能转化为内能。
（4）一个工作循环中对外做功1次，活塞往复2次，曲轴转2周，飞轮转2圈。
3、柴油机与汽油机的对比二、热机效率1、热值：1kg（或1m3）某种燃料完全燃烧放出的热量，叫做这种燃料的热值。
（1）热值单位：J/kg 或J/ m3（2）公式：Q＝qm 或Q＝qV（q为热值）。
【重点提示】热值是燃料本身的一种特性，它的大小只取决于燃料的种类，而与燃料的质量、放热多少等无关。
不同燃料的热值一般不同。
热值在数值上等于1kg的某种燃料完全燃烧放出的热量。
热值反映了燃料在燃烧过程中，将化学能转化为内能的本领的大小。
2、热机效率：热机用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之比叫做热机的效率。
（1）公式：qmW Q W 有用总有用==η；（2）提高热机效率的途径：①使燃料充分燃烧；②尽量减小各种热量损失；③机器零件间保持良好的润滑、减小摩擦。
①热机的能量流向图燃料很难完全燃烧，释放的热量也没有全部用来做有用功，损失了大部分，在各种能量损失中，废气带走的能量最多。
设法利用废气的能量，是提高燃料利用率的重要措施。
①汽车机械效率和炉具效率的求解方法求热机的效率：发动机的牵引力做功消耗的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比 。
热机和热值-知识精讲
初三物理热机和热值【本讲教育信息】一. 教学内容：热机和热值二. 重点、难点：1. 知道热机的原理，知道内燃机的冲程和能量转化．2. 知道什么是热值，掌握热值的相关计算．三. 知识点分析：（一）热机1. 热机是把内能转化为机械能的装置．2. 内燃机有吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程．3. 压缩冲程把机械能转化为内能，做功冲程把内能转化为机械能．（二）热值1. 热值：1kg的某种燃料完全燃烧所放出的热量叫做这种燃料的热值．2. 公式：Q=mq3. 单位：J/kg（三）能量守恒定律【典型例题】例1：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燃烧情况无关B. 容易燃烧的燃料，热值一定大C. 煤的热值大于干木柴的热值，燃烧煤放出的热量一定比燃烧干木柴放出的热量多D. 为了提高锅炉的效率，一定要用热值高的燃料选题目的：本题用于考查对热值的掌握和理解．解析：燃料的热值是燃料的一种特性，它只与燃料的种类有关，而与燃料的质量、燃烧与否无关，故选项B是错的．燃料燃烧时放出的热量与燃料的热值、燃料的质量、燃烧是否完全有关，选项C中只知道煤的热值较干木柴的大，两者的质量关系、燃烧是否完全并不知道，因此不能确定谁放出的热量多，炉子的效率与燃料燃烧的完全程度和热量散失程度有关，与燃料的热值大小无关，故正确答案：A．例2：一桶煤油用掉了一半，则剩下的煤油（）A. 密度和热值不变，比热容减为原来的一半B. 比热容和密度不变，热值减为原来的一半C. 热值和比热容不变，密度减为原来的一半D. 密度、热值和比热容都不变选题目的：本题用于考查密度、热值和比热容的掌握和理解．解析：物质的密度、燃料的热值和物质的比热容都是表现物质本质属性的物理量，因此对于给定的物质来说，这三个物理量的数值都不会发生变化．答案选D．错选A是不理解比热容的概念，不知道比热容是表示物质特性的物理量，错认为比热容值与物体的质量成反比，物体的质量减少一半，则其比热容值减少一半．错选B是不理解热值的物理意义．热值是表示燃料燃烧本领的物理量，它表示了燃料的一种特性．物质确定后，则该燃料的热值也就随之确定．错选C是错误理解物质密度的定义，误认为物体的密度与物体的质量和体积有关．以上三个错误都是由于不理解物质的特性量是由物质本身决定的，把物质的特性量与一般的物理量概念等同，因而得出了错误结论．例3：完全燃烧2kg汽油放出多少热量？要放出6.0×106J的热量，需完全燃烧多少克酒精？解：可根据燃烧值的定义去分析计算．汽油的燃烧值为4.6×107J/kg，表示完全燃烧1kg汽油放出的热量为4.6×107J，完全燃烧2kg汽油放出的热量Q=燃烧值×质量=4.6×107J/kg×2kg=9.2×107J．酒精的燃烧值是3.0×107J/kg，表示完全燃烧1kg酒精放出的热量为3.0×107J．放出6.0×106J的热量，需完全燃烧的酒精的质量m=热量/燃烧值=6.0×106J/3.0×107J/kg=0.2kg=200g．答：完全燃烧2kg汽油放出热量9.2×107J．需燃烧酒精200g．例4：汽油机工作过程由四个冲程组成，在这些冲程中，内能转化为机械能的是（）A. 吸气冲程B. 压缩冲程C. 做功冲程D. 排气冲程选题目的：本题用于考查知道汽油机工作过程由四个冲程组成，考查理解在汽油机工作的四个冲程中，发生能量转化的情况．解析：知道汽油机工作的四个冲程中，只有在做功冲程与压缩冲程中发生能量转化．且只有在做功冲程中，是将燃气的内能转化为活塞的机械能．本题易错点是不知道汽油机工作的四个冲程中，发生能量转化的情况．汽油机工作中发生能量转化的情况是将燃气燃烧产生的内能转化为活塞的机械能．在汽油机工作过程中只在做功冲程中完成这种能量转化，而其他的几个冲程都是辅助冲程，因此，在分析汽油机工作过程中的能量转化的情况时，只要明确汽油机工作原理，理解汽油机工作的四个冲程中，只有在做功冲程与压缩冲程中发生能量转化，就能得出正确答案．在汽油机工作过程中，只有在做功冲程与压缩冲程中发生能量转化．在压缩冲程中主要是将机械能转化为气体的内能．在做功冲程中，主要是将气体的内能转化为活塞的机械能．答案：C．例5：关于热机的效率，以下说法中正确的是（）A. 热机做的有用功越多，效率就一定越高B. 热机的功率大，效率就一定高C. 热机单位时间里耗费的燃料少，热机的效率就一定高D. 以上说法都不对选题目的：本题用于考查学生对效率和功率知识点的理解．解析：热机的效率是用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之比．热机做的有用功多，但消耗的燃料完全燃烧所放出的能量没有确定，就无法比较热机的效率的高低．热机的功率大，只表示单位时间内做的有用功多．在热机单位时间里所消耗燃料完全燃烧所放出的能量没有确定的情况下，也无法判断热机效率高低．热机单位时间里消耗的燃料少，在热机功率没有确定的情况下，无法确定单位时间里热机所做的有用功的多少，因而无法判断热机的效率高低．答案：选D．例6：汽油机的效率往往比柴油机低，这说明（ ） A. 汽油机的功率比柴油机小 B. 汽油机做的功比柴油机少 C. 柴油机消耗柴油多D. 柴油机的内能转化为机械能的百分比大选题目的：本题用于考查内燃机的效率．解析：热机的效率与功率、做功多少没有直接关系．汽油机的效率低，根据热机效率的定义可知，是用来做有用功的那部分能量，即转化成机械能的那部分能量，占燃料完全燃烧所放出的能量的百分比小，故D 对．热机的效率不是功率，故A 错．做功的多少取决于功率和时间，并不是由热机的效率决定的，故B 错．C 的说法中，条件不足故不对．答案：D ．例7：把5kg40℃的水烧开，需要完全燃烧多少千克的干木柴？（已知干木柴的热值为7102.1⨯J ／kg ，外界为标准大气压，并且燃料完全燃烧放出的热量全部被水吸收）选题目的：本题用于考查燃料燃烧放热公式的使用，考查一标准大气压下水的沸点． 解析：应注意在标准大气压下，水的沸点是100℃．即水烧开时的温度为100℃，利用吸热公式)(0t t cm Q -=吸可以算出将水烧开要吸收多少热量，再利用燃料的热值求干木柴的质量．本题的易错点是将q Q m /=错写成Qq m =，由于公式使用错误使得最后的结果出错．由于忽视单位换算，也是导致解题出现错误的原因之一．解：630101.26C)40C 100(kg 5)C J/(kg 102.4)(⨯=︒-︒⨯⨯︒⋅⨯=-=t t cm Q 吸J ．因为6101.26⨯==放吸Q Q J ．所以，干木柴质量105.0J/kg 102.1/J 101.26/76=⨯⨯=='q Q m kg ．例8：已知无烟煤的热值为7104.3⨯J ／kg ，20g 无烟煤完全燃烧所放出的热量若全部被2kg30℃的水吸收，在1标准大气压下水温可以升高到多少摄氏度？选题目的：本题用于考查物体吸放热的公式，燃料燃烧放热公式的掌握，以及液体沸腾的特点．解析：掌握物体吸放热的公式，会根据物体吸放热的公式与燃料燃烧放热公式正确列出热平衡方程，并能利用液体沸腾的特点正确对计算结果进行分析，得出正确结论．解：57106.80.02kg J/kg 104.3⨯=⨯⨯==qm Q 放J ．)(0t t cm Q -=吸 因为放吸Q Q =，所以C 111C 30]kg 2)C J/(kg 102.4/J 108.6[)/(350︒≈︒+⨯︒⋅⨯⨯=+=t cm Q t 吸．在1标准大气压下水的沸点是100℃，水在100℃沸腾后，水吸收热量只是为了完成沸腾，但水温保持不变．所以水温只能升高到100℃．本题易错点是机械地套用公式放吸Q Q =，即qm t t cm =-)(0，算出111=t ℃．没有考虑到在一个标准大气压下水的沸点是100℃这一隐含条件，这个答案不符合实际情况，同时也忽视了公式t cm Q ∆=吸的适用范围，即只在没有物态变化时适用．例9：质量为0.5kg 的铝壶里装着5kg20℃的水，将铝壶放在煤炉上加热，效率为20％，问：要燃烧多少无烟煤才能将水烧开？〔无烟煤的热值为J/kg 104.37⨯，铝的比热容为C)J/(kg 100.883︒⋅⨯〕解：正确理解效率的概念，水吸收的热量才是有效利用的热量． 正确解法：630101.68C)20C (1005kg C)J/(kg 102.4)(⨯=︒-︒⨯⨯︒⋅⨯=-=t t m c Q 水水吸J0.247kgJ/kg103.4J 108.4 J108.4J/20%1068.1%20/%,207666=⨯⨯==∴=⨯=⨯==∴=qQ m q m Q Q Q Q Q 放煤煤放吸放放吸【模拟试题】（答题时间：45分钟）一、填空题1. 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，也就是通常所说的释放出能量。
热值、热机的效率和功率的有关计算
低位热值是指燃料中的可燃成分完全燃烧后释放出 的热量，不包括水蒸气冷凝释放的热量。
03
高位热值是指燃料中的可燃成分完全燃烧后释放出 的热量，包括水蒸气冷凝释放的热量。
影响因素
燃料的种类和成分
不同燃料和同种燃料的不同成分，其热值不同。
燃烧条件
燃烧温度、压力、氧气浓度等条件影响燃料的 燃烧效率和热值的释放。
热值和功率之间没有直接的关系，因为功率不仅取决于燃料的热值， 还取决于热机的设计和运行条件。
在相同的热机设计和运行条件下，高热值的燃料可能会产生更高的功 率，但这并不是绝对的。
05
实际应用
在工业生产中的应用
热值计算
在工业生产中，热值是燃料燃烧 释放的能量，通过计算热值可以 确定燃料消耗量，从而优化能源 利用，降低生产成本。
能源评估
在能源利用项目中，通过计算相关参数可以对项目 的能源利用情况和经济效益进行评估，为项目决策 提供依据。
技术改进
通过对相关参数的监测和分析，可以发现能 源利用中的问题和瓶颈，推动相关技术的改 进和创新。
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功率匹配
汽车的动力系统需要与车辆负载和道路条件相匹配，通过计算功率可以合理选择发动机 和传动系统，提高车辆的动力性和经济性。
排放控制
汽车排放的污染物与发动机的工作状态有关，通过监测发动机的热效率和功率等参数， 可以控制排放物的生成和排放量。
在能源利用中的应用
节能减排
通过计算热值、热机效率和功率等参数，可 以优化能源利用，减少能源浪费和污染物排 放，促进节能减排。
02
燃烧室设计不合理、空气与燃料混合比不当、燃烧条件不佳等
都会导致燃料燃烧不充分，从而降低热机效率。