《热机效率》同步练习
1.煤的热值比木柴的热值大,这表示 ( )
A.烧煤比烧木柴产生的热量多
B.烧煤比烧木柴产生的温度高
C.煤比木柴具有的内能多
D.相同质量的煤和木柴完全燃烧,煤放出的热量多
2.冬天,用于生火炉取暖的燃料是无烟煤,它的热值为3.4×107J/kg,当火炉燃烧了1 kg这种煤,则 ( )
A.屋子将吸收3.4×107J的热量
B.火炉放出了3.4×107J热量
C.屋子吸收的热量小于3.4×107J
D.火炉放出的热量略大于3.4×107J
3.发射“神舟九号”的“长征二号F”遥九火箭采用液氢作为燃料,是因为液氢具有 ( )
A.较高的燃点 B.较高的温度
C.较高的沸点 D.较大的热值
4.如图所示为某内燃机的能流图,则该内燃机的效率可表示为 ( )
A.η=×100%
B.η=×100%
C.η=×100%
D.η=×100%
5.在我国实施的“西气东输”工程中,西部地区的天然气被输送到能源缺乏的东部地区。天然气与煤相比,从热学角度分析,它的优点是 ;从环保角度分析,它的优点是 。
6. “可燃冰”作为新型能源,有着巨大的开发使用潜力,同等条件下,“可燃冰”完全燃烧放出的热量达到煤气的数十倍,说明“可燃冰”的
很大。以10倍的关系粗略计算,1 kg“可燃冰”完全燃烧放出的热量为
J(q煤气=3.9×107J/kg)。
7.我国地热资源十分丰富,已经发现的天然温泉就有2 000处以上,温泉水的温度大多在60℃以上。100 kg的温泉水从60℃降到20℃放出的热量是 J,相当于 kg的煤气完全燃烧所放出的热量。
8.某同学学习了燃料的热值后,自己设计了一个实验来探究煤油和菜籽油的热值大小关系。他实验时组装了如图所示的两套规格完全相同的装置,并每隔1 min记录一次杯中水的温度(见表)。
加热的时间/min
0
1
2
3
4
5
6
甲杯水温/℃
25
27
29
32
34
36
38
乙杯水温/℃
25
26
27
28
29
30
31
(1)在安装、调整实验器材时,科学合理的顺序是(甲图中):先调整固定 的位置,再调整固定 的位置(选填“A”或“B”)。
(2)为保证实验结论的可靠,实验时应控制两套装置中相同的量有加热时间和水的 、 。
(3)通过表中记录的数据,你认为煤油和菜籽油两种燃料中,热值较大的是 。
(4)该同学实验前用天平测出了烧杯中水的质量及两油灯中燃料的质量并记录了数据,利用公式Q吸=cm(t-t0)计算出了水吸收的热量,他认为通过这些数据能准确地计算出煤油和菜籽油的热值。你认为他的计算结果可靠吗? ,为什么??
?
。
9.连云港市建设的“BRT”系统,是连接中心城区与外围区域的快速公交系统,它具有专用的车道和站点,有利于中心城区各项功能的向外辐射和向心聚焦。
(1)已知每辆“BRT”专用车一次往返平均耗油80 L,而一辆轿车一次往返平均耗油7.25 L。按每辆“BRT”专用车载客量相当于40辆轿车载客量计算,若40辆轿车上的乘客全部改乘一辆“BRT”专用车,一次往返可节约燃油多少升?如果将这些燃油完全燃烧释放的能量用来烧水且全部被水吸收,可以将多少千克的水从20℃提高到100℃?
(2)从以上计算以及你对“BRT”的了解,你认为该系统的主要优点有哪些?(只需写出两点即可)
答案和解析
1.【答案】D
【解析】本题考查热值的概念。煤的热值比木柴的热值大,说明完全燃烧相同质量的煤和木柴,煤放出的热量多,不能说明烧煤比烧木柴产生的热量多、产生的温度高,也不能说明煤比木柴具有的内能多,故选D。
2.【答案】 C
【解析】本题考查热值的概念。该煤完全燃烧放出的热量等于3.4×107J,屋子不可能全部吸收放出的热量,屋子吸收的热量小于3.4×107J,A错,C对;燃料不可能完全燃烧,火炉放出的热量小于3.4×107J,B、D错。
3.【答案】D
【解析】本题考查燃料的热值。火箭是利用燃料燃烧产生的内能来做功,将内能转化为机械能。运载火箭的质量越小越容易上升,在提供能量相同的情况下,由于液氢的热值较大,所需液氢的质量就较小,便于火箭升空。
4.【答案】 C
【解析】本题考查热机效率。根据热机效率的概念,热机中用来做有用功的能量跟燃料完全燃烧放出的能量之比。
5.【答案】热值大 污染小
【解析】本题考查燃料的利用和环境保护。从热学角度分析,天然气的热值大,相等质量的物质,热值大的放热就多。从环保角度分析,天然气燃烧污染小,而煤燃烧不仅放出二氧化碳,还要放出别的废气。
6.【答案】热值 3.9×108
【解析】本题考查热值的计算。作为新型能源的“可燃冰”的热值很大,
1 kg“可燃冰”完全燃烧放出的热量Q放=10mq煤气=10×1 kg×3.9×107J/kg=
3.9×108J。
7.【答案】1.68×107 0.43
【解析】本题考查热值和比热容的计算。根据放热公式Q放=cm水(t0-t)可得
Q放=cm水Δt=4.2×103J/(kg·℃)×100 kg×(60℃-20℃)=1.68×107J,如果这些热量由煤气燃烧来放出,则需要煤气的质量为m===0.43 kg。
8.【答案】(1)B A (2)质量 初温 (3)煤油
(4)不可靠 煤油和菜籽油不可能完全燃烧,且有热量损失,(烧杯、石棉网、铁圈等要吸热,水、烧杯等向周围环境散热)故无法准确计算燃料的热值
【解析】本题考查探究燃料的热值实验。(1)组装器材,根据酒精灯的高度先调整固定B的位置,再调整固定A的位置。
(2)根据控制变量法的思想,应控制水的质量和初温相同。
(3)由数据分析,甲杯中水的温度升高得快,说明煤油放出的热量多,故热值较大的是煤油。
(4)燃料在燃烧时要损失一部分能量,且燃料不能完全燃烧,无法测出燃料放出的热量,故无法计算出热值。
9.【答案】(1)210 L 2×104kg (2)减轻交通压力,减轻大气污染。
【解析】本题考查热值和比热容的计算。
(1)40辆轿车消耗的燃油为V总=40×7.25 L=290 L
“BRT”专用车一次往返节省的燃油为ΔV=V总-V0=290 L-80 L=210 L
这些燃油产生的热量为Q=qΔV=3.2×107J/L×210 L=6.72×109J
烧开水的质量为m===2×104kg
(2)快速公交系统最大的优点:减轻城市交通压力;节约能源,减轻大气污染。
《热机效率》
【知识与能力目标】
1、知道在燃烧过程中燃料的化学能转化为内能;
2、知道什么是燃料的热值和单位,会查燃料热值表.
【过程与方法目标】
1、从生活中体会不同燃料燃烧释放热的本领不同,建立热值的概念。
2、能简单计算某种燃料完全燃烧放出的热量。
3、能说出热机工作时燃料释放能量的主要流向,知道什么是热机的效率。
【情感态度价值观目标】
结合有效利用燃料的途径,使学生懂得节约和充分利用能源的重要意义和 保护环境的意识.
【教学重点】
燃料热值的概念和理解,热机的效率。
【教学难点】
对热机的效率的理解。
多媒体课件：PPT
实验器材：
一、创设情境,引入新课
无论是烧菜做饭,还是奔驰的汽车与火车,乃至直入苍穹的火箭等都离不开燃料。即从原始人类学会用火的那天起,至今,人们使用的能量绝大部分还是通过燃料燃烧获得的,火的利用给人类社会带来了进步。时至今日,我们的日常生活都离不开燃料的帮助。例举一下生活中我们可以使用哪些燃料烧开一壶水?这些燃料可以如何分类?
二、新课讲授
（一）、燃料
学生结合生活讨论思考
1.生活中燃烧的种类
2.为什么禁止燃烧秸秆?
交流总结:
(1)燃料的种类很多,固体燃料有木柴、煤等,液体燃料有汽油、柴油等,气体燃料有煤气、天然气等。
(2)燃烧秸秆造成大气污染
燃料燃烧放出的热量与什么因素有关?
生活中的燃料很多,我们在日常生活中用来烧水和煮饭的燃料也在发生巨大的变化,木柴、煤炭、液化石油气、煤气、天然气等,为什么会出现这样的变化呢?
思考:
(1)一块的煤和2块煤燃烧时放出的热量是否相同? 这说明什么?
(2)根据生活经验判断相同条件下,1kg木柴和1kg煤,哪一种燃料能烧开更多的水?
(3)烧开同一壶水,用煤和天然气所需的燃料多少一样吗?
(4)1kg的木材完全燃烧和未完全燃烧时放出的热量是否相同?
小结:燃料燃烧放出的热量跟什么因素有关?
(1)燃料的质量(2)燃料的种类
(3)燃料燃烧的状况(是否完全燃烧)
二、燃料的热值:
经历探究,获取新知
提出问题:相同条件下,1kg木柴和1kg煤,1kg煤能烧开更多的水,这说明不同的燃料 燃烧放出的热量不相同,
我们该怎样比较不同燃料燃烧时这种放热性能优劣?
现象学生有生活经验,能产生共鸣。提出问题,激发学生的求知欲。
定义:我们把某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比,叫作这种燃料的热值。
热值在数值上等于1kg某种燃料完全燃烧放出的热量。
交流讨论
课本常见燃料的热值,你有哪些发现?
结合生活经验,谈谈你对热值的理解。
总结:
(1)热值反映了燃料本身的一种特性,只与燃料的种类有关,与燃料的形态、质量、体积、是否完全燃烧均无关系。
(2)热值的单位:J/kg
(3)不同燃料的热值一般不同;不同燃料的热值有时还可能相同。
(4)氢气的热值最大。
(5)气体的热值单位:J/m3
拓展:推导燃料完全燃烧放热的计算公式:
1、酒精的热值是3.0×107J/kg,它的物理意义是什么?
1kg的酒精完全燃烧放出的热量是3.0×107J
2、2kg的酒精完全燃烧放出的热量是多少焦?
2kg×3.0x107J/kg=6.0×107J
3、质量为3kg的酒精完全燃烧放出的热量是多少焦?
3kg×3.0×107J/kg=9.0×107J
4、质量为mkg的酒精完全燃烧放出的热量是多少焦?
Q = mq
其中m表示质量,单位是kg,q表示热值,单位是J/kg,Q表示燃料燃烧放出的热量,单位是J。
同样的道理,体积为V的某种燃料完全燃烧放出的热量是多少焦?
Q = Vq
学生练习：课件展示 （锻炼学生对公式应用能力）
三、热机的效率
提出问题:用煤气灶烧水时,煤气能完全燃烧吗?煤气燃烧放出的热量能全部被水吸收吗?
分析讨论:煤气燃烧放出的热量:
1、煤气不能完全燃烧,损失了一部分能量
2、煤气灶本身也会吸收一部分能量
3、高温的烟气带走了一部分能量
4、还有一部分直接损失掉了
5、水吸收的热量只占煤气放出热量的一部分
总结:所以,在烧水的过程中,被水吸收的热量与燃料完全燃烧放出能量的比值,称为热效率。
热机也有类似的情况:
讨论:在内燃机中,燃料燃烧产生的能量到哪里去了呢?
热机是将内能转化为机械能的装置,在这个情景中,真正转变为对外做有用功的能量只占燃料燃烧时所释放能量的一部分。
所以:用来做有用功的那部分能量,与燃料完全燃烧放出的能量之比,叫做热机的效
计算公式：η=W/Q×100%
理解热机的效率:
(1) 热机效率是指热机转变为有用功的能量与燃料完全燃烧所择放的能量的比值,它反映了能量的利用率,热机性能的一个重要标志.
(2) 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。
为了合理利用能源,人们一直都在努力提高热机的效率,汽油机的效率:20~30%,柴油机的效率:30~45%,都比蒸汽机的效率高,
提高热机的效率?
引导学生从节能和环保角度分析有效利用燃料的方法,探讨提高热机效率的途径。
四、环境污染问题
1、热机为人类的发展做出了重大贡献，但也带来了许多环境污染问题。（课件展示）
2、如何保护我们的环境？（课件展示）
课堂小结:
学生小结本节课的收获。
略。
课件26张PPT。教育科学出版社 九年级 | 上册 固体燃料液体燃料气体燃料1.你知道的燃料有哪些,它们分别属于哪一类？ 常见的燃料有煤、石油（加工炼制成汽油、煤油、柴油和液化气等）、天燃气等，农村还用草木等植物的秸杆作燃料。12.我们要烧开同一壶水，现有三种燃料：干草、木柴、煤炭，用哪种燃料用量最少？质量相等的不同燃料在完全燃烧时所放出能量的本领不同。(为什么提供相同的能量)不同燃料所需的量不同？1一、燃料的热值1、定义：某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量（体积）之比叫做这种燃料的热值。
2、表示字母：q3、单位：焦 /千克 ( J/kg )
焦 /立方米 （ J/m 3 )观察热值表，你有什么收获？常用燃料的热值（单位：J/kg或J/m3）（7.1~8.8)×1071.不同物质的热值一般相同吗？
2.有没有不同物质比热值相同的？
3.哪种物质的热值最大 ？它是多少？表示的物理意义是什么？不同有氢气的热值最大14.3×107 J/m3它表示1m3的氢气完全燃烧释放的热量为14.3x107J的热量4、热值是燃料的一种特性，其大小只与燃料的种类有关，与燃料的质量（体积）、是否燃烧、是否完全燃烧无关。11关于燃料的热值正确的是（ ）
A．燃料的热值与燃料的燃烧程度有关
B．燃料的热值与燃料的种类有关
C．燃料的热值与燃料的多少有关
D．燃料的热值与上面三个因素都有关B练一练5、热值的有关计算：（1）固体或液体燃料：Q放 = mq
（2）气体燃料： Q放 = Vq
解：Q放=Vq气=4m3 ×7.5×107J/m3 =3×108J；
m=Q放/q柴=3×108J/107J/kg=30kg。
答：天然气完全燃烧放出热量是3×108J, 相当于30 kg柴薪完全燃烧放出的热量
这些能量是否都转化成人们需要的了例题：某个家庭预计每月使用天然气4m3，这些天然气完全燃烧放出多少热量，相当于多少kg柴薪完全燃烧放出的热量（q气为7.5×107J/m3，q柴为107J/kg）1燃料完全燃烧放出的能量废气带走的能量散热、克服摩擦损失机械能1化学能
（100﹪ ）内能机械能燃烧不完全损失的能量废气带走的能量克服摩擦损失的能量电流通过导线时发热损失的能量散热损失的能量发电机蒸气轮机锅炉散热损失的能量克服摩擦损失的能量电能（30﹪）火电站能流图由图可知，真正能转变为对外做有用功的能量只是燃料燃烧时所释放能量的一部分。1、定义：用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧释放的能量之比称为热机效率，即：二、热机效率2、提高热机效率的方法：（1）使燃料充分燃烧;
（2）尽量减少各种热量损失；
（3）利用废气的能量；（主要措施）（4）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能量。例：用天然气灶烧水，燃烧1m3的天然气，使100kg的水从20℃升高到70℃.天然气热值3.2×107J/m3求
（1）天然气完全燃烧放出热量
（2）水吸收的热量
（3）天然气灶的效率Q吸=Vq=1m3x3.2x107J/m3=3.2x107JQ放=cm(t2-t1)=4.2x103J/(kg. ℃)x100kg
x(70℃- 20℃)=2.1x107Jx100%=______________3.2x107J2.1x107Jx100%=65.625%1下列提高热机效率的方法中，不可行的是（ ）
A．减少各种热损失
B．加润滑油减少机器各部件之间的摩擦
C．充分利用废气的能量，如建热电站
D．采取少消耗总能量的办法D练习热机为人类的发展做出丑了重大贡献，但也带来了许多环境污染问题：三、热机改变世界1.对人体健康的直接危害,硫酸雾和硫酸盐雾的毒性比二氧化硫大得多,可以侵入肺的深部组织,引起肺水肿等疾病而使人致死.
2.引起河流、湖泊的水体酸化,严重影响水生动植物的生长.
3.破坏土壤、植被、森林.
4.腐蚀金属、油漆、皮革、纺织品及建筑材料.
5.渗入地下,使水中铝、铜、锌、镉的含量比中性地下水中高很多倍.酸雨的危害 四、地球就在我们手中如何保护我们的环境？改进燃烧设备，加装消烟除尘装置;
集中供热；
改用气体燃料，普及煤气和天然气；
充分开发利用污染少和无污染的新能源。
当堂检测反馈1、四口这家分别单独使用不同种类的燃料时的平均月消耗分别为：木柴约200千克，烟煤约80千克，液化石油气约30千克，煤气约60千克。这四种燃料中的热值最高的是（ ）
A、液化石油气 B、煤气
C、烟煤 D、木柴A2、航天工业中的火箭是用液态氢作为燃料的，这是因为液态氢具有（ ）
A、较小的质量 B、较小的密度
C、较大的比热容 D、较大的热值D
