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教科版_第二章_改变世界的热机____知识点 2

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第二章 改变世界的热机

一、内能的利用、热机
（一)、内能的获得——燃料的燃烧
燃料燃烧：化学能转化为内能。
(二)、热值
1、定义：1kg某种燃料完全燃烧放出的热量，叫做这种燃料的热值。
2、单位：J/kg
3、关于热值的理解：
①　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”。1kg是针对燃料的质量而言，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是热值。某种燃料：说明热值与燃料的种类有关。完全燃烧：表明要完全烧尽，否则1kg燃料化学能转变成内能就不是该热值所确定的值。
② 热值反映的是某种物质的一种燃烧特性，同时反映出不同燃料燃烧过程中，化学能转变成内能的本领大小，也就是说，它是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、体积等均无关.
3、公式：Q＝mq（q为热值）.
实际中，常利用Q吸＝Q放即cm（t—t0）=ηqm′联合解题。
4、酒精的热值是3。0×107J/kg，它表示:1kg酒精完全燃烧放出的热量是3。0×107J。
煤气的热值是3。9×107J/m3，它表示：1m3煤气完全燃烧放出的热量是3。9×107J。
5、火箭常用液态氢做燃料，是因为：液态氢的热值大,体积小便于储存和运输
6、炉子的效率：
①　定义：炉子有效利用的热量与燃料完全燃烧放出的热量之比。
②　公式：η=Q有效/ Q总= cm（t-t0)/ qm′
（三）、内能的利用
1、内能的利用方式：
⑴ 利用内能来加热；从能的角度看，这是内能的转移过程。
⑵ 利用内能来做功；从能的角度看,这是内能转化为机械能。
2、热机：定义：利用燃料的燃烧来做功的装置。
能的转化：内能转化为机械能
蒸气机—-内燃机——喷气式发动机
3、内燃机:将燃料燃烧移至机器内部燃烧，转化为内能且利用内能来做功的机器叫内燃机。它主要有汽油机和柴油机。
4、内燃机大概的工作过程：内燃机的每一个工作循环分为四个阶段：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。在这四个阶段，吸气冲程、压缩冲程和排气冲程是依靠飞轮的惯性来完成的，而做功冲程是内燃机中唯一对外做功的冲程，是由内能转化为机械能。另外压缩冲程将机械能转化为内能.
5、 热机的效率：热机用来做有用功的那部分能量和完全燃烧放出的能量之比叫做热机的效率。
公式:η=W有用/ Q总= W有用/qm
提高热机效率的途径：使燃料充分燃烧 尽量减小各种热量损失 机件间保持良好的润滑、减小摩擦。
6、汽油机和柴油机的比较：

汽油机
柴油机
不
同
点
构造:
顶部有一个火花塞。
顶部有一个喷油嘴。
吸气冲程
吸入汽油与空气的混合气体
吸入空气
点燃方式
点燃式
压燃式
效率
低
高
应用
小型汽车、摩托车
载重汽车、大型拖拉机
相同点
冲程：活塞在往复运动中从汽缸的一端运动到另一端.
一个工作循环活塞往复运动2次，曲轴和飞轮转动2周，经历四个冲程，做功1次.
二、能量守恒定律
1、自然界存在着多种形式的能量。尽管各种能量我们还没有系统地学习，但在日常生活中我们也有所了解，如跟电现象相联系的电能,跟光现象有关的光能，跟原子核的变化有关的核能，跟化学反应有关的化学能等。
2、在一定条件下,各种形式的能量可以相互转化和转移(列举学生所熟悉的事例，说明各种形式的能的转化和转移）。在热传递过程中，高温物体的内能转移到低温物体。运动的甲钢球碰击静止的乙钢球，甲球的机械能转移到乙球.在这种转移的过程中能量形式没有变。
3、在自然界中能量的转化也是普遍存在的.小朋友滑滑梯,由于摩擦而使机械能转化为内能；在气体膨胀做功的现象中,内能转化为机械能；在水力发电中，水的机械能转化为电能；在火力发电厂,燃料燃烧释放的化学能，转化成电能；在核电站，核能转化为电能；电流通过电热器时，电能转化为内能；电流通过电动机，电能转化为机械能。
4、能量守恒定律:能量既不会消灭，也不会创生,它只会从一种形式转化为其他形式,或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化和转移的过程中,能量的总量保持不变。
能量的转化和守恒定律是自然界最普遍的、最重要的定律之一。

第十四章 改变世界的热机
1.（2007贵港)在四冲程汽油机的一个工作循环中，对外做功的是（ ）
A、吸气冲程 B、压缩冲程 C、做功冲程 D、排气冲程
2。（2007北京）下面是汽油机工作的四个冲程,其中将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
第3题
3.(2007连云港）我国的登月工程分三个阶段进行,其中发射首颗月球探测卫星“嫦娥一号”是这一工程的第一个阶段，现已全部准备就绪，即将于今年下半年发射升空。关于“嫦娥一号”卫星的说法错误的是( )
A．卫星探测到的信息是靠电磁波传回地面的
B．卫星从地面发射升空的过程中,运动状态不断改变
C．卫星从地面发射升空的过程中，主要是机械能转化为内能
D．卫星从地面发射升空的过程中，重力势能增大，动能增大，机械能增大
4。(2007南京)汽油机的一个工作循环是由四个冲程组成的，图中表示做功冲程的是（ )

5。(2007韶关）在进行如图所示的实验或有关装置工作时，能量转化由机械能转化为内能的是（ ）
A B C D

(电暖炉)

6.（2007株洲)有经验的柴油机维修师，不用任何仪器,只是靠近柴油机排气管口观察和闻一下，并将手伸到排气管口附近感觉一下尾气的温度，就能初步判断这台柴油机的节能效果。在同样负荷的情况下，关于柴油机的节能效果，下列判断中正确的是（ ）
A．尾气的温度越高，柴油机越节能
B．尾气的温度越低，柴油机越节能
C．尾气的柴油味越浓，柴油机越节能
D．尾气的颜色越发黑，柴油机越节能
第8题
7。（2007安徽）常见汽车的动力机械是内燃机．从能量转化的角度看，内燃机是把内能转化为 能的机器．内燃机的效率较低，它在工作过程中，能量大部分以 能的形式耗散掉．
8。（2007贵阳)汽油机是热机中的一种,如图所示，是汽油机的 冲程,此过程是将内能转化为 能。热机的发展和应用推动了社会的快速发展，但同时又对环境造成了一定程度的污染，还要消耗大量的不可再生能源，对此请你写出一条合理建议: 。
9。(2007莆田)六冲程引擎是《大众科学》评选出的2007年度世界十大发明之一,它在四冲程的吸气、压缩、____________和排气冲程后，将水注入汽缸，由于缸内温度极高，水在瞬间____________为蒸汽,推动活塞运动,产生第五冲程。最后蒸汽进入冷凝器,____________成水,下一个循环可以再次使用．（后两空格填物态变化）
10。(2007徐州)燃放鞭炮时,火药爆炸使周围的空气______发出爆炸声.火药爆炸过程相当于热机工作过程中的______冲程。
11。（2007天津）汽油机工作的四个冲程为：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。如图所示为 冲程.
第12题
第11题

12。（2007泰安课改)如图所示，用酒精灯加热试管中的水，当水沸腾一段时间以后，塞子被试管内水蒸气推出,水蒸气的 能转化为塞子的机械能.图 中汽油机的工作过程与这一实验过程中能量的转化是一致的。
13.(2007长春)美国《大众科学》杂志评出2006—2007年度奇思妙想十大发明,其中最引人注意的是“六冲程引擎”,这种引擎在完成四冲程工作后，会把水注入汽缸,使水瞬间变成水蒸气，从而带动活塞运动，产生第五冲程，为汽车提供动力。第六冲程是让水蒸气进入冷凝器,变成可再次注入汽缸的水.其中第五冲程相当于四冲程内燃机的_________冲程，在第六冲程中发生的物态变化是__________。请你指出该“六冲程引擎"的一个优点：________________________________。
14.（2007淮安)汽车发动机工作过程中．由于燃料的燃烧和机械的快速运转,其温度将会升得很高．降低发动机温度是由冷却系统完成的，如图所示，冷却系统中选择水作为工作物质是因为__________________，发动机的内能主要是通过____________而减小的．燃料燃烧产生的内能是通过_________ 转化为机械能的．

第14题

燃料
汽油
油箱容积
50L
汽油密度
0.7×103kg／m3
汽油热值
4。6×107J／kg
燃料完全燃烧产生的内能转换为机械能的百分比
40%
15。(2007泰安课改）一辆小汽车在平直公路上匀速行驶了70km,汽车行驶的速度为72km／h，共耗汽油6L，请你根据下表中提供的有关信息，计算小汽车行驶的功率是多少千瓦。

16、（2011安徽）随着人们生活水平的日益提高,小汽车越来越多地走进了百姓人家。一辆使用汽油为燃料的小汽车，以72km／h的速度在水平路面上匀速行驶时，发动机的实际功率为20 kW。若小汽车行驶的距离为100km,汽油的热值g=4．6×107J／kg,小汽车发动机的效率为25%. 求小汽车在这段路程中：
（1)运动的时间；
(2)发动机所做的功;
(3)消耗汽油的质量。

一、 选择题
1、下列现象中 ，说明分子不停地做无规则运动的是（　　）
A． 糖块放入水中,水变甜了 B。 洒水车将水喷洒在地面上
C． 地时,在阳光下看到灰尘在空中飞舞 D．沙粒放入水中,水变浑浊了
2、通常把青菜腌成咸菜需要几天时间,而把青菜炒熟，使之具有咸味,仅需几分钟。造成这种差别的主要原因是（ ）
A．盐分子太小，很容易进入青菜中 B．盐分子间有相互作用的排斥力
C．青菜分子间有空隙，易扩散 D．炒菜时温度高，分子运动加快
3、压缩固体和液体很困难说明分子间(　　）
A。分子之间存在着斥力 B.分子之间存在着引力
C。分子不停滴在做无规则的运动 D.固体、液体分子之间没有空隙
4、物质处于哪种状态决定于( )．
A．物质的温度 B．物体内分子无规则运动的剧烈程度
C．物质的分子结构 D．物质内部分子作用力的大小
5、下列关于物体内能的说法中正确的是（ )
A．物体运动速度越大，内能越大 B．静止的物体没有动能，但有内能
C．内能和温度有关，所以0℃的水没有内能 D．温度高的物体一定比温度低的物体内能大
6、关于温度、内能、热量三者的关系,下列说法正确的是（ ）
A．物体吸收热量，温度一定升高 B．物体温度升高，一定是吸收了热量
C．物体温度不变,就没有吸热或放热 D．物体温度升高，内能增加
7、下列事例中，属于做功改变物体内能的是（ )
A．在火上点燃火柴头，使火柴头温度升高 B．冬天人们围着火炉烤火身体感觉暖和
C．两手互相摩擦，手感觉暖和 D．在阳光照射下，水盆里的水温度升高
8、一把勺子的温度升高了（ ）
A．它一定吸收了热量 B．一定和其他物体发生了热传递
C．它的热量一定增加 D．它的内能一定增加
9．关于温度，热传递和热量，下列说法中正确的是（ ）
A．温度高的物体具有的热量多 B．热量总是从热量多的物体传递到热量少的物体
C．热量总是从温度高的物体传递给温度低的物体 D．温度低的物体含有的热量少
10、下列说法正确的是（ ）．
A．一杯煤油用去一半,它的比热容减为原来的二分之一
B． 吸收热量多的物质,比热容一定大
C．高温物体放出热量一定多
D．质量相同的水和煤油，吸收了相同的热量，煤油升高的温度大于水升高的温度
图1
11、给一定质量的水加热,其温度与时间的关系如图1中a图线所示.若其他条件不变，仅将水的质量增加，则温度与时间的关系图线正确的是　（ ）
A．a B．b C．c D．d
12、下列事实中，最能说明物质吸收的热量跟物质种类有关的是（ ）
A．体积相同的两杯水温度都升高10℃，它们吸收的热量相同
B．质量相等的两块钢温度分别升高5℃和10℃,它们吸收的热量不相同
C．体积相等的水和煤油温度都升高10℃，它们吸收的热量不相同
D．质量相等的水和铜温度都升高10℃,它们吸收的热量不相同
13、有关四冲程内燃机的叙述中，不正确的是（ ）
A．工作中只有做功冲程把内能转化为机械能 B．工作开始时要靠外力启动
C．工作中压缩冲程是把内能转化为机械能 D．每一个工作循环，燃气只做功一次
14、甲、乙两汽车，甲的汽油机效率比乙的汽油机效率高，这表明（ ）
A．甲做功比乙多 B．甲做功比乙快
C．甲消耗的汽油比乙少 D．以相同的牵引力行驶相同的路程，甲耗油比乙少
15、关于燃料和热值,以下说法正确的是（ )
A．燃料热值与燃料的质量无关
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，燃烧煤放出的热量比燃烧木柴放出的热量一定多
D．为了提高锅炉的效率，一定要用热值高的燃料
二、 填空题(每空1分，共29分）
16、一根铁棒很难压缩是因为分子间存在__________，又很难被拉长是因为分子间存在着__________。
17、固体、液体、气体分子间的距离，从小到大排列的顺序一般是__________,分子间的作用力从小到大排列的顺序一般是_____________________
18、冬天，双手反复摩擦，手会感到暖和；用嘴对着双手“呵气"，手也会感到暖和。前者是利用 方式增加了手的内能，后者是利用 方式增加了手的内能。
19．两个铁块的质量之比为4∶1，升高的温度之比是1∶2,则两铁块的比热之比为_________，吸收的热量之比为_________．
20、如图2甲是用水来冷却热牛奶的示意图。图乙是记录牛奶、水的温度随时间变化的图像，图中表示热牛奶温度随时间变化的曲线应是 ;，（填写I或Ⅱ）图中A点的物理意义是 。若水的质量为1．5kg,在这个过程中水吸收的热量是 J． C水＝4.2×103J/(kg·℃）
甲 图2 乙
21．一太阳能热水器水箱内装有质量为80kg的水，经太阳晒2h后，温度从20℃升高到50℃所吸收的热量是 J，这是用 的方式增加了水的内能．C水＝4.2×103J/(kg·℃)
22．将质量初温相同的铝、铜、铁三个球，浸没在沸水中煮较长的一段时间,则三个球的温度_________。从沸水中吸热最多的是________球，吸热最少的是________球。
(已知C铝〉C铁〉C铜)
图3
23、如图3所示是一个同学用相同的酒精灯给质量相等的甲、乙两种物质加热时,根据测量结果描绘的温度－时间图象．由图可知，甲物质的比热_________(填“＞”“＝”或“＜"）乙物质的比热，其中_________物质是晶体．
24、干木材的热值是1.2×107J/kg，它的物理意义是____________________．要放出3。6 × 107J的热量，需要完全燃烧__________kg的干木材．
25、四冲程汽油机。它的一个工作循环由_______、________、________、______四个冲程组成;一个工作循环中，活塞要来回______次，曲轴要转动______周。
26、随着人们物质生活水平逐步提高,农村的厨灶发生了革命性的变化．煤球炉、沼气灶和液化气灶等灶具已走进家庭。液化气与煤相比,热学方面突出的优点是 ________________；环保方面突出的优点是 _________________________ .
27、一台内燃机运行时各种能量损耗大致为：汽缸散热损失占25％，废气带走的能量占30％，摩擦等机械损耗占10％,则它的机械效率为 。
三、 实验探究题(每空2分,共24分）
28、把一滴红墨水滴入一杯清水中,过一会儿，整杯水都红了,这种现象叫做 现象.液体与液体之间，固体与固体之间 （填“能”或“不能”）发生这种现象。
图4
29、如图4所示，将一表面干净的玻璃板挂在弹簧秤下面，手持弹簧秤的上端将玻璃板放至刚与水面接触后，慢慢提起弹簧秤，观察到玻璃板未离开水面时弹簧秤的示数比离开水面后的示数_________,其原因是_________ ．
30、用打气筒给自行车轮胎打气时，气筒壁温度会 (填“升高”或“降低”），这是由于压缩空气 使气筒内气体内能增加的缘故.

四。计算题:
31.质量为3kg的金属块，温度由20℃升高到100℃时，吸收的热量为2。112×105J,求此种金属的比热容?

32。小明家新安装了一台容积为0.5m3的太阳能热水器，加满水后,经过4h阳光的照射，水温升高了20℃．
问：在这4h内水吸收了多少热量？若这些热量由效率为20％的火炉燃烧焦炭来提供，则需要燃烧多少千克焦炭?
[水的比热容C水＝4.2×103J/（kg·℃）、焦炭的热值q＝3.0×107J/kg］

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