初三物理热值与能量转换效率

文案大全热效率专题讲解课程小结1．热值（q ）：1千克某种燃料完全燃烧放出的热量，叫热值。

单位是：焦耳/千克。

2．燃料燃烧放出热量计算：Q 放 =qm ；（Q 放 是热量，单位是：焦耳；q 是热值，单位是：焦/千克；m 是质量，单位是：千克。

气体燃料Q 放 =qV3．内燃机可分为汽油机和柴油机，它们一个工作循环由吸气、压缩、做功和排气四个冲程。

一个工作循环中对外做功1次，活塞往复2次，曲轴转2周。

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之比，叫热机的效率。

的热机的效率是热机性能的一个重要指标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。

了解热值定义 燃料完全燃烧放出的热量与燃料质量之比，叫做这种燃料的热值 单位 焦耳/千克，即”J/kg “，读作”焦耳每千克“公式mq Q=，期中Q 表示燃料完全燃烧放出的热量，m 表示燃料的质量，q 表示该燃料的热值物理意义 表示一定质量的某种燃料在完全燃烧时所放出热量的多少。

如木炭的热值为3.4x107J/kg ，它表示1kg 木炭完全燃烧所放出的热量是3.4×107J 。

同种燃料的热值不同，不同燃料的热值一般不同热值反应了所有能燃烧的物质的一种行之，反应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，也就是说，他是燃料本身的一种特性，它只与燃料的种类有关，与燃料的形态、质量、体积、是否完全燃烧均没有关系。

气体燃料的热值定义为燃料完全燃烧放出的热量与燃料体积之比 （3）燃料燃烧放出热量的计算如果用m 表示燃料的质量，用q 表示该种燃料的热值，用Q 放表示完全燃烧时所放出的热量，则Q 放=mq 。

期中m 的单位是kg ，q 的单位是J/kg ，Q 放的单位是J 。

注意： （1）只有燃料完全燃烧时，放出的热量的计算公式Q=mq 进行计算，不要与物体温度降低时放热公式Q=cm （t 2-t 1）混淆。

（2）计算时要看清燃料的种类、是否完全燃烧等关键词。

由燃料完全燃烧放出的热量的计算公式Q=mq 变形可得到mq Q =，注意公式中每个物理量都有其特殊物理意义，而不是纯粹的数学关系，不能错误地认为q 与Q 成正比、与m 成反比。

考点/易错点1热机的效率（1）热机能量是损失①燃料未能完全燃烧由于燃料的优劣，内燃机气缸与活塞的密封程度等原因，热机不可能将燃料完全燃烧，这必将有一部分能量损失。

不过，这里损失的能量很小。

②废气带走很大一部分能量四冲程内燃机的一个工作循环中，排气冲工程将气缸中的废气排放掉，但此时废气的温度仍很高，内能较大。

③一部分能量消耗在散热上热机大部分是由金属制成的，金属是热的良导体，传递了部分燃料燃烧所释放的热量，所以散热也是能量损失的一个方面。

④克服摩擦做功活塞和曲轴在运动时克服摩擦做做功，这部分能量也要靠燃料燃烧的内能来提供 （2）热机的效率①定义：用来做有用功的那部分能量个燃料完全燃烧所释放的能量之比②公式%100⨯=）量（燃料完全燃烧释放的能）用来做有用功的能量（总有用Q Q η③由于热机在工作过程中总有能量损失，所以热机的效率总小于1. （3）提高热机的效率的主要途径①使燃料充分燃烧 ②尽量减少各种热损失③在热机的设计和制造上，采用先进的技术④使用时，注意保养，保证良好的润滑，合理调整运动零件之间的间隙，减小因克服摩擦阻力而额外消耗的功。

考点/易错点2能量转化实验探究：在透明塑料盒的地步钻一个孔，把电子式火花发生器的放电针管紧紧地塞进孔中，打开塑料盒盖，向盒中滴入数滴酒精，再将盒盖盖紧，然后按动电火花发生器的按钮。

我们将会看到，透明塑料盒内的酒精剧烈燃烧，塑料盒盖被高温高压气体推出，在盒口不远处有水雾产生，在此过程中，酒精燃烧后的燃气对外做功，燃气的内能减少，转化为塑料盒盖的机械能。

根据这一原理，可以制造出一种讲内呢过转化为机械能的机器。

热机是热力发动机的简称，它是将燃料燃烧产生的高温高压燃气的内能转化为机械能的装置。

最常见的内燃机是四冲程的汽油机和四冲程的柴油机。

汽油机是以汽油味燃料的内燃机。

汽油机的工作过程如下表： 冲程名称 吸气冲程 压缩冲程 做工冲程 排气冲程 进气门开闭 打开 关闭 关闭 关闭 闭气门开闭 关闭 关闭 关闭 打开 活塞运动方向 向下 向上 向下 向上 冲程作用 吸入燃气和空气的混合气体 压缩燃料和空气混合气体做功，使其压强增大、温度升高 在当活塞到达气缸顶端时，火花塞打火，点燃燃料，产生的高温高压燃气推动活塞做功。

通过连杆、曲轴带飞轮转动排除废气能的转化 无能量转化 压缩燃料和空气的混合气体，机械能转化成内能燃料燃烧，化学能转化成燃气的内能，燃气推动活塞做功，内能转化成机械能 无能量转化考点突破：机械能与内能间的转化是通过做功来实现的，对物体做功的过程是将机械能转化为内能的过程，而物体对外做功则是内能转化为机械能的过程。

如：流星坠入大气层时，机械能减少，内能增加，机械能转化为内能。

壶中的水沸腾时，壶盖不断跳动，则是内能转化为机械能。

一、例题精析考点1.热值【例题1】烧开同样一壶水，完全燃烧的干木材与完全燃烧的无烟煤质量不同，是因为干木材和无烟煤具有不同的（ ） A ．热值 B ．比热容 C ．内能 D ．热量 【答案】A【解析】烧开同样一壶水，完全燃烧的干木材与完全燃烧的无烟煤质量不同，说明完全燃烧相同质量的干木材和无烟煤放出的热量不同，即热值不同． 【例题2】汽车油箱的汽油用掉一半后，关于油箱内汽油的说法正确的是（ ） A ．它的质量变为原来的一半 B ．它的密度变为原来的一半C．它的热值变为原来的一半 D．它的比热容变为原来的一半【答案】A【解析】汽车油箱中的汽油用掉一半后，汽油的质量减少一半，但密度、热值和比热容是不变的【例题3】把一杯酒精从20℃加热到40℃的过程中，它的（）A．热值变大，比热也变大 B．热值不变，比热变大C．热值变大，比热不变 D．热值不变，比热也不变【答案】D【解析】对于酒精来说，它的热值和比热容是一定的，和酒精的质量和温度都没有关系考点2.热机的效率【例题4】关于“热机”，下列说法中错误的是（）A．通过技术改进，可以使热机的效率达到100%B．减少城市热岛效应的措施之一就是倡导“绿色出行”C．用水而不用其它循环物质降低热机的温度，主要是利用水的比热容最大的特性D．严寒的冬天，有人晚上把热机水箱中的水放出，是防止气温降低时，水凝固而胀坏水箱【答案】A【解析】A、使用热机不可避免的要克服机器部件摩擦做额外功，效率不可能达到100%，所以A是错误的；B、“绿色出行”可以减少热机工作时的二氧化碳和热量的排放，是减少城市热岛效应的措施之一就是所以B是正确的；C、水的比热容比较大，在升高相同的温度需要吸收更多的热量，所以利用水来降低热机的温度，所以C是正确的；D、水凝固时体积变大，就会胀坏水箱，所以冬天要把水箱中的水放出，所以D是正确的．【例题5】热机的效率较低，为了提高热机的效率，你认为下列方法目前不可能的是（）A．尽量使燃料充分燃烧 B．尽量减少各种热损失C．尽量减少因克服摩擦力而额外消耗的能量 D．想办法把燃料放出的热量全部用来做有用功【答案】D【解析】在现有条件下，热机工作过程中燃料不可能完全燃烧，机械摩擦和散热要消耗能量、废气带走较大部分能量．所以燃料燃烧释放出的热量不可能全部做有用功．【例题6】如图所示为小艳家新买的一辆小汽车．周末，爸爸开车带着小艳出去游玩，途中，这辆汽车在1h的时间内，在水平路面上匀速行驶了72km，消耗汽油6kg．若已知该汽车发动机的功率（即牵引力的功率）为23kW，汽车（包括车上的人和物品）质量为1.5t，汽油的热值为4.6×107J/kg，g=10N/kg．则关于上述1h的行驶过程，下列分析正确的是（）A．该汽车对路面的压力大于1.5×104N B．该汽车克服阻力做的功是2.3×104JC．该汽车的牵引力是1.15×103N D．该汽车发动机的效率是30%【答案】CD【解析】A、根据流体压强与流速的关系，汽车在行驶中会受到一个向上的升力的作用，因此，其对地面的压力会小于汽车自身的重力．B、在水平方向上牵引力与阻力是一对平衡力，克服阻力做的功等于牵引力做的功．要利用公式W=Pt进行计算．C、在B中计算出了牵引力做的功，根据公式F=W/S便可以计算得出．D、理解热机效率的概念：用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比．考点3.能量的转化【例题7】汽车里面包含了许多物理知识，下列说法正确的是（）A．汽油机做功冲程将机械能转化为内能B．正确使用安全带是为了防止惯性带来的危害C．用水作为汽车发动机的冷却剂，其重要的原因之一是水的比热容较小D．零陵大道限制最高车速80km/h，合8m/s【答案】B【解析】（1）内燃机的一个工作循环由吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成，其中压缩冲程机械能转化成内能，做功冲程内能转化成机械能；（2）一切物体都有保持原来运动状态不变的性质称为惯性，司机和乘客与汽车一起运动，当汽车突然停止，司机和乘客由于惯性要保持原来的运动状态，容易冲出车外发生事故；（3）相同质量的水和其它物质比较，吸收或放出相同的热量，水的温度升高或降低的少，升高或降低相同的温度，水吸收或放出的热量多；（4）速度的国际单位是m/s，常用单位有km/h，1m/s=3.6km/h．【例题9】下列说法中正确的是（）A．温度越高的物体，放出的热量越多B．在“摩擦生热”的过程中，内能转化为机械能C．铁块很难被压缩，是因为铁分子一直在做无规则的运动D．内陆地区比沿海地区昼夜温差大，原因之一是砂石的比热容比水的比热容小【答案】D【解析】（1）在热传递过程中，物体吸收或者放出的热量由物质的比热容、质量和温度的变化这三个因素共同决定的，即Q=cm△t；（2）摩擦生热，克服摩擦力做功，机械能转化成物体的内能，物体的温度升高；（3）物质是由分子组成的，组成物质的分子在永不停息地做无规则运动，分子间有间隙，存在着相互作用的引力和斥力；（4）水的比热容比砂石的较大，因此在同样受冷和受热时，水的温度变化较小，砂石的温度变化较大．二、课堂运用1.四冲程汽油机做功冲程中，汽油燃烧产生高温高压的气体推动活塞向下运动。

在活塞向下运动的过程中，汽缸内气体的第2题A．内能减少B．温度升高C．密度增大D．分子热运动加快2.2013年2月15日，一颗数十吨的陨石被地球俘获，在加速下落的过程中，陨石与大气剧烈摩擦、迅速升温、猛烈燃烧，犹如一颗火球扑向俄罗斯．陨石下落过程中，其能量转化过程是A．重力势能一动能一内能 B．动能一重力势能一内能 C．重力势能一内能一动能 D．内能一重力势能一动能3.两辆排量相同的小汽车以相同的速度行驶相同的路程，则（）A、耗油量小的那辆汽车的内燃机做功少B、耗油量大的那辆汽车的内燃机做功快C、耗油量小的那辆汽车的内燃机效率高、性能好D、两辆汽车的热机效率相同4.“汽车不但要吃油，有时也要喝水”，用水冷却发动机是因为水的大，在发动机开始工作后一段时间内，水箱中水的内能会_____（填“增加”或“减少”），这是通过_____方式来改变内能的．一台单缸四冲程汽油机的飞轮转速是30r/s，则汽油机每秒对外做功_____次．5.下列说法正确的是A．电动机是热机的一种 B．汽油机的压缩冲程，主要将内能转化为机械能C．汽车发动机用水作冷却液，主要是利用水比热容大的特点D．汽车司机开车时要系好安全带，是为了减小刹车时人的惯性6.关于“热机”，下列说法中错误的是（）A．通过技术改进，可以使热机的效率达到100%B．减少城市热岛效应的措施之一就是倡导“绿色出行”C．用水而不用其它循环物质降低热机的温度，主要是利用水的比热容最大的特性D．严寒的冬天，有人晚上把热机水箱中的水放出，是防止气温降低时，水凝固而胀坏水箱三、课后作业1.下列说法中，错误的是（）A．物体吸热时，温度不一定升高 B．一个物体温度越高，它含有的热量越多C．柴油机的做功冲程是将机械能转化为内能D．温度和质量都相同的两杯水具有的内能也相同2.下列有关热和能的说法中正确的是（）A.物体内能增大，一定从外界吸收热量B.汽油机在做功冲程中把机械能转化为内能C.物体的温度越高，分子无规则运动越剧烈D.燃料的热值越大，燃烧时放出的热量越多文案大全3.如图所示，是上海世博会烟火晚会礼花绽放时的景象。