第14章內(nèi)能的利用 考情掃描知識(shí)要點(diǎn)中考要求實(shí)現(xiàn)指標(biāo)熱機(jī)了解四沖程內(nèi)燃機(jī)的工作原理。了解四沖程內(nèi)燃機(jī)的構(gòu)造和工作原理。熱值了解熱值的概念。能結(jié)合比熱容、效率進(jìn)行簡(jiǎn)單計(jì)算。 知識(shí)梳理內(nèi)能的利用熱機(jī)1燃料的熱值2能量守恒定律3 一、內(nèi)能的利用熱機(jī)1內(nèi)能的利用方式：（1）利用內(nèi)能來(lái)加熱：從能的角度看，這是_的轉(zhuǎn)移過(guò)程。（2）利用內(nèi)能來(lái)做功：從能的角度看，這是內(nèi)能轉(zhuǎn)化為_(kāi)。2熱機(jī)：定義：利用_做功的機(jī)械。能的轉(zhuǎn)化：_轉(zhuǎn)化為_(kāi)。3內(nèi)燃機(jī)：燃料直接在發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸內(nèi)燃燒產(chǎn)生動(dòng)力的熱機(jī)叫內(nèi)燃機(jī)。它包括_和_。內(nèi)能機(jī)械能內(nèi)能內(nèi)能機(jī)械能汽油機(jī)柴油機(jī) 一、內(nèi)能的利用熱機(jī)4內(nèi)燃機(jī)的工作過(guò)程：內(nèi)燃機(jī)的每一個(gè)工作循環(huán)分為_(kāi)個(gè)階段。在這幾個(gè)階段中，_沖程是依靠飛輪的慣性來(lái)完成的，而_沖程是內(nèi)燃機(jī)中唯一對(duì)外做功的沖程，是由_能轉(zhuǎn)化為_(kāi)能。另外_沖程將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。5熱機(jī)的效率：公式：_。提高熱機(jī)效率的途徑：使燃料_，盡量減小各種熱量_，機(jī)件間保持良好的_、減小摩擦。四吸氣、壓縮和排氣做功內(nèi)機(jī)械壓縮充分燃燒損失潤(rùn)滑 一、內(nèi)能的利用熱機(jī)6汽油機(jī)和柴油機(jī)的比較：內(nèi)燃機(jī)汽油機(jī)柴油機(jī)不同點(diǎn)構(gòu)造頂部有一個(gè)_頂部有一個(gè)_吸氣沖程吸入_ _吸入_點(diǎn)燃方式點(diǎn)燃式壓燃式效率_ _應(yīng)用小型汽車、摩托車載重汽車、大型拖拉機(jī)相同點(diǎn)沖程：活塞在往復(fù)運(yùn)動(dòng)中從汽缸的一端運(yùn)動(dòng)到另一端。一個(gè)工作循環(huán)中，活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)_次，曲軸和飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)_周，經(jīng)歷_個(gè)沖程，做功_次?；鸹ㄈ麌娪妥?汽油與空氣的混合物空氣低高2 2四1 二、燃料的熱值1定義：某種燃料_燃燒放出的熱量與其質(zhì)量之比叫做這種燃料的熱值。內(nèi)能的獲得燃料的燃燒。燃料燃燒：_能轉(zhuǎn)化為_(kāi)能。2單位：_。3關(guān)于熱值的理解：熱值反映的是某種物質(zhì)的一種燃燒特性，同時(shí)反映出不同燃料燃燒過(guò)程中，化學(xué)能轉(zhuǎn)變成內(nèi)能的本領(lǐng)大小，也就是說(shuō)，它是燃料本身的一種_，只與燃料的_有關(guān)，與燃料的形態(tài)、質(zhì)量、體積等均無(wú)關(guān)。完全化學(xué)內(nèi)J/kg特性種類 二、燃料的熱值4公式：_。實(shí)際中，常利用Q吸Q放，即cm(t-t0)qm聯(lián)合解題。5酒精的熱值是3.0107J/kg，它表示：_。煤氣的熱值約是3.9107_，它表示：_。6火箭常用液態(tài)氫做燃料，是因?yàn)橐簯B(tài)氫_大、_小，便于儲(chǔ)存和運(yùn)輸。7爐子的效率：（1）定義：爐子_與燃料_放出的能量之比。（2）公式：_。Qmq（q為熱值）1kg酒精完全燃燒放出的熱量是3.0107JJ/m31m3煤氣完全燃燒放出的熱量約是3.9107J熱值體積有效利用的熱量完全燃燒 三、能量守恒定律1在一定條件下，各種形式的能量可以相互_。在熱傳遞過(guò)程中，高溫物體的內(nèi)能_到低溫物體中。（1）運(yùn)動(dòng)的甲鋼球撞擊靜止的乙鋼球，甲球的機(jī)械能_到乙球。在這種轉(zhuǎn)移的過(guò)程中能量形式?jīng)]有變。（2）小朋友滑滑梯，由于摩擦而使機(jī)械能_為內(nèi)能；在氣體膨脹做功的現(xiàn)象中，內(nèi)能_為機(jī)械能；在水力發(fā)電中，水的機(jī)械能_為電能。在這種轉(zhuǎn)化的過(guò)程中能量形式發(fā)生了改變。轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化 三、能量守恒定律2能量守恒定律：能量既不會(huì)憑空_，也不會(huì)憑空_，它只會(huì)從一種形式_為其他形式，或者從一個(gè)物體_到其他物體，而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過(guò)程中，能量的總量_。能量守恒定律是自然界最普遍的、最重要的基本定律之一。消滅產(chǎn)生轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)移保持不變 難點(diǎn)突破熱機(jī)的工作原理1正確理解“熱值”這一概念2熱機(jī)效率3 難點(diǎn)1熱機(jī)的工作原理學(xué)情分析：首先要明確熱機(jī)的四個(gè)沖程：吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程?？赏ㄟ^(guò)“觀氣門看活塞明沖程”的分析思路來(lái)進(jìn)行。此類題型可考察兩個(gè)方面：對(duì)內(nèi)燃機(jī)四個(gè)沖程的判斷；涉及能量轉(zhuǎn)化的兩個(gè)沖程。 難點(diǎn)1熱機(jī)的工作原理【例1】如圖19-1所示是四沖程內(nèi)燃機(jī)四個(gè)沖程的示意圖，下列符合內(nèi)燃機(jī)工作循環(huán)順序的是（） a b c dAa、b、c、d Bb、d、a、cCb、a、d、c Da、c、b、d D 難點(diǎn)1熱機(jī)的工作原理【例2】如圖19-2所示是汽油機(jī)工作時(shí)的四個(gè)沖程，其中屬于做功沖程的是（） A B C DC 難點(diǎn)1熱機(jī)的工作原理思維點(diǎn)撥：（1）對(duì)內(nèi)燃機(jī)四個(gè)沖程的判斷問(wèn)題：進(jìn)氣門打開(kāi)，排氣門關(guān)閉，活塞向下運(yùn)動(dòng)，汽缸容積增大，是吸氣沖程；氣門都關(guān)閉，活塞向上運(yùn)動(dòng)，汽缸容積減小，是壓縮沖程；氣門都關(guān)閉，活塞向下運(yùn)動(dòng)，汽缸容積增大，是做功沖程；排氣門打開(kāi)，活塞向上運(yùn)動(dòng)，汽缸容積減小，是排氣沖程。注意：要結(jié)合氣門和活塞運(yùn)動(dòng)情況進(jìn)行判斷。 難點(diǎn)1熱機(jī)的工作原理思維點(diǎn)撥：（2）涉及能量轉(zhuǎn)化的兩個(gè)沖程：氣門都關(guān)閉，活塞向上運(yùn)動(dòng)，汽缸容積減小，是壓縮沖程，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；氣門都關(guān)閉，活塞向下運(yùn)動(dòng)，汽缸容積增大，是做功沖程，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。 難點(diǎn)2正確理解“熱值”這一概念學(xué)情分析：正確理解“熱值”需要三個(gè)關(guān)鍵詞：“1kg”，如果燃料的質(zhì)量不是1kg，那么該燃料完全燃燒放出的熱量就不等于熱值；“某種燃料”說(shuō)明熱值與燃料的種類有關(guān)；“完全燃燒”表明要完全燒盡，否則1kg燃料化學(xué)能轉(zhuǎn)變成內(nèi)能就不等于該熱值所確定的值。 難點(diǎn)2正確理解“熱值”這一概念【例3】（1）燃料燃燒放出熱量的多少，跟下列因素?zé)o關(guān)的是（）A溫度B熱值C是否完全燃燒D質(zhì)量（2）汽車油箱的汽油用掉一半后，剩下的汽油跟原來(lái)的汽油對(duì)比，有變化的物理量是（）A熱值B密度C質(zhì)量D比熱容A燃料燃燒得越充分，放出的熱量越多；當(dāng)燃料完全燃燒時(shí)，由Q放mq可知，燃料燃燒放出的熱量與燃料的熱值和燃料的質(zhì)量有關(guān)；燃料燃燒放出熱量的多少與燃料的溫度無(wú)關(guān)。CA熱值是燃料的一種性質(zhì)，是熱量與質(zhì)量（或體積）的比值，與燃料的種類有關(guān)，與質(zhì)量無(wú)關(guān)；B密度是物質(zhì)的一種特性，是物體質(zhì)量與體積的比值，與物體的種類和狀態(tài)有關(guān)，與物體的質(zhì)量和體積無(wú)關(guān)，故剩下的汽油密度不會(huì)變化；C質(zhì)量是物體所含物質(zhì)的多少，汽油用去一半后，箱內(nèi)的汽油減少，故質(zhì)量就減少；D比熱容是物質(zhì)的一種特性，反映了物體吸熱和放熱能力的大小，與物體種類和狀態(tài)有關(guān)，與質(zhì)量無(wú)關(guān)。 難點(diǎn)2正確理解“熱值”這一概念【例4】1kg柴油完全燃燒放出的熱量能使多少質(zhì)量的水溫度升高50？已知柴油的熱值是4.3107J/kg，水的比熱容是4.2103J/(kg )，假定放出的熱量被水完全吸收（）A約5kg B約50kgC約200kg D約500kgC 難點(diǎn)2正確理解“熱值”這一概念【例5】太陽(yáng)能熱水器、電熱水器、燃?xì)馐綗崴魇浅Ｒ?jiàn)的三種熱水器?，F(xiàn)需將10kg、20的水加熱到40，不考慮能量轉(zhuǎn)換過(guò)程中能量的損失，若用太陽(yáng)能熱水器加熱，則水吸收了_J太陽(yáng)能；若用額定功率為1000W的電熱水器正常加熱，則需要_min；若用燃?xì)馐綗崴骷訜幔瑒t需要完全燃燒_m 3的燃?xì)?。水的比熱容?.2103J/(kg )，某燃?xì)獾臒嶂禐?.2107J/m38.410514 0.02 難點(diǎn)2正確理解“熱值”這一概念思維點(diǎn)撥：（1）熱值反映的是某種物質(zhì)的一種燃燒特性，同時(shí)反映出不同燃料燃燒過(guò)程中，化學(xué)能轉(zhuǎn)變成內(nèi)能的本領(lǐng)大小，也就是說(shuō)，它是燃料本身的一種特性，只與燃料的種類有關(guān)，與燃料的形態(tài)、質(zhì)量、體積等均無(wú)關(guān)。（2）熱值計(jì)算公式分兩種：固體燃料 ；氣體燃料 。mQq放 VQq 放 難點(diǎn)3熱機(jī)效率學(xué)情分析：有關(guān)熱機(jī)效率問(wèn)題，解題關(guān)鍵是要緊緊抓住熱機(jī)效率的概念去解決問(wèn)題。熱機(jī)效率是用來(lái)做有用功的那部分能量和燃料完全燃燒放出的能量之比。熱量損失主要有燃料沒(méi)有完全燃燒、廢氣帶走的熱量、克服摩擦損耗的能量、散失的熱量，故熱機(jī)效率公式為：%100總有用QQ 難點(diǎn)3熱機(jī)效率【例6】如圖19-3為某汽車內(nèi)燃機(jī)燃料燃燒所釋放能量的流向圖，根據(jù)圖中給出的信息，該內(nèi)燃機(jī)的效率為（）A20%B30%C40%D50%C 難點(diǎn)3熱機(jī)效率【例7】閱讀材料，解答問(wèn)題。山東菏澤向“大氣污染宣戰(zhàn)” 某環(huán)保局研究表明：“PM2.5的來(lái)源中，機(jī)動(dòng)車的排放占33.1%，排第一位，燃煤污染排放占第二位”?！皽p少污染排放，還我一片藍(lán)天”成為每一個(gè)公民的責(zé)任。下面是菏澤有關(guān)部門針對(duì)“節(jié)能減排”采取的部分措施。第三項(xiàng)措施：首批50輛LNG（液化天然氣）新能源公交車已經(jīng)投入運(yùn)營(yíng)，如圖19-4所示。為了方便市民出行，市區(qū)公交車全面安裝“北斗導(dǎo)航系統(tǒng)”，市民可以通過(guò)手機(jī)（導(dǎo)航系統(tǒng)接收器）查詢公交車的動(dòng)態(tài)位置。 難點(diǎn)3熱機(jī)效率天然氣汽車和汽油車相比較：尾氣中的有害氣體排放明顯減少90%CO、24%CO2、90%SO2、39%NO，無(wú)粉塵排放。因此天然氣被稱為綠色能源。其他性能指標(biāo)的比較：根據(jù)下表提供的信息，通過(guò)計(jì)算說(shuō)明。（1）天然氣汽車燃燒1m 3天然氣所做的有用功是多少？做同樣多的有用功，汽油汽車需要燃燒多少千克汽油？發(fā)動(dòng)機(jī)熱機(jī)效率燃料熱值燃料價(jià)格天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)145% q12.3107J/m3 4.5元/m3汽油發(fā)動(dòng)機(jī)230% q24.6107J/kg 9.0元/kg 難點(diǎn)3熱機(jī)效率（2）若某公交車每天消耗100m3的天然氣，與用汽油相比，它每天節(jié)約的運(yùn)行成本是多少？發(fā)動(dòng)機(jī)熱機(jī)效率燃料熱值燃料價(jià)格天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)145% q12.3107J/m3 4.5元/m3汽油發(fā)動(dòng)機(jī)230% q24.6107J/kg 9.0元/kg解：（2）燃燒1m3天然氣可節(jié)約的資金為0.75kg9元/kg-4.5元2.25元天然氣汽車每天節(jié)約的運(yùn)行成本是2.25元/m 3100m3225元答：（略） 難點(diǎn)3熱機(jī)效率思維點(diǎn)撥：熱機(jī)的效率與功率、做功的多少?zèng)]有必然聯(lián)系：汽油機(jī)做功的多少與牽引力的大小和汽車前進(jìn)的距離的大小有關(guān)，與汽油機(jī)的效率無(wú)關(guān)，汽油機(jī)做功的快慢是由汽油機(jī)的功率決定的，與汽油機(jī)的效率也無(wú)關(guān)。