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2019-2020年九年級(jí)物理全冊(cè) 第十六章《熱和能》16.4 熱機(jī)學(xué)案 新人教版 目標(biāo)要求 1． 知道內(nèi)燃機(jī)的工作過程以及其中的能量轉(zhuǎn)化； 2． 知道燃料熱值的概念、單位，知道熱機(jī)的效率并了解提高熱機(jī)效率的一些方法 重點(diǎn)難點(diǎn)：汽油機(jī)和柴油機(jī)的區(qū)別和聯(lián)系熱值的概念 教學(xué)過程 自主學(xué)習(xí)： 1．熱機(jī)是把_____能轉(zhuǎn)化為_________能的機(jī)器。 2．內(nèi)燃機(jī)的四個(gè)沖程：①______②______③_______④_______；把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能以及獲得動(dòng)力的沖程是__________沖程。 3．1千克某種燃料完全燃燒放出的熱量叫這種燃料的___ __，單位是 。 4．燃料放熱公式：Q放= 燃料放熱=燃料熱值燃料。 1． ：吸氣、壓縮、做功、排氣中，壓縮沖程將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，。 2． 。 3． 四個(gè)沖程中做功沖程以外的三個(gè)沖程（吸氣，壓縮、排氣）都是靠慣性工作的。 4． 固體燃料完全燃燒放出的熱量Q=mq ， 其中m為燃料的質(zhì)量，q為燃料的熱值； 氣體燃料完全燃燒放出的熱量Q=Vq, 其中V為氣體燃料的體積，q為燃料熱值。 5． 固體燃料的的熱值單位：J/kg； 氣體燃料的熱值單位：J/ m3 合作探究 1．汽油機(jī)的一個(gè)工作循環(huán)包括四沖程，做功沖程將 轉(zhuǎn)化為 能 2．思考：一個(gè)工作循環(huán)中，活塞往復(fù) ，曲軸轉(zhuǎn)動(dòng) 周，做功 次 3．討論：熱值是由什么決定的？與燃料的質(zhì)量、體積等因素是否有關(guān)？ 4．思考：熱機(jī)的效率怎么求？ 每課一練 基礎(chǔ)練習(xí) 1．熱機(jī)是把 能轉(zhuǎn)化為 能的機(jī)器。 2．四沖程汽油機(jī)的一個(gè)工作循環(huán)是由 沖程、 沖程、 沖程、 沖程組成的。其中只有 沖程是燃?xì)鈱?duì)活塞做功，其他三個(gè)沖程要靠飛輪的 來完成， 一個(gè)工作循環(huán)曲軸要轉(zhuǎn)動(dòng) 周。 3．1kg某種燃料 放出的 叫做這種燃料的熱值，熱值的單位是 ，汽油的熱值是4.6107J/kg，它的物理意義是 ，完全燃燒1kg的汽油能放出 J的熱量。 4．宿遷2007年3月27日電：江蘇國信投資3億元的生態(tài)環(huán)保型生物質(zhì)發(fā)電廠在某經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)舉行隆重開工儀式，標(biāo)志著我市農(nóng)林廢棄物綜合利用實(shí)現(xiàn)新的突破。采用秸稈為燃料發(fā)電，年消耗農(nóng)林廢棄物約2.2108千克，減排二氧化碳約1108千克，年發(fā)電量約2108千瓦時(shí)。2108千瓦時(shí)電能可供“220V 1kW”的電飯鍋正常使用 小時(shí)；這些電能如由焦炭完全燃燒放出，則需要完全燃燒 千克焦炭。如1kWh的電能全部轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能，能使 千克水溫度升高50℃；1108千克二氧化碳?xì)怏w的體積約是 立方米。（1kWh=3.6106J，焦炭的熱值是3107J /kg，二氧化碳的密度約2kg/m3） 5．現(xiàn)代火箭通常采用液態(tài)氫做燃料，這主要是因?yàn)闅涞? （ ） A．密度大 B。質(zhì)量大 C。 比熱容大 D。熱值大 6．近期煤價(jià)節(jié)節(jié)攀升，少數(shù)不法商販將煤矸石破碎后摻在優(yōu)質(zhì)煤中高價(jià)銷售，客戶為了不上當(dāng)，最恰當(dāng)?shù)姆椒ㄊ菣z測下列物理量的中( ) A．熱值 B．比熱容 C．溫度 D．質(zhì)量 7．關(guān)于“熱機(jī)”，下列說法中正確的是( ) A．壓縮沖程中的能量轉(zhuǎn)化是內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能 B．做功沖程中的能量轉(zhuǎn)化是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 C．熱機(jī)所產(chǎn)生的噪音，可以被熱機(jī)上的消音器完全吸收 D．用水循環(huán)來降低熱機(jī)的溫度，主要是利用水比熱容較大的特性 8．內(nèi)燃機(jī)工作的四個(gè)沖程中，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的沖程是（ ） A.吸氣沖程 B.壓縮沖程 C.做功沖程 D.排氣沖程 9．有關(guān)四沖程內(nèi)燃機(jī)敘述中，不正確的說法是（ ） A．工作中只有做功沖程把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能 B．效率可以大于1 C．工作開始時(shí)要靠外力啟動(dòng) D．每一個(gè)工作循環(huán)，燃?xì)庵蛔龉σ淮? 能力拓展 1．汽油機(jī)在壓縮沖程中，汽缸中的氣體溫度會(huì)升高，這是用___________的方法來增加氣體的內(nèi)能的 2．汽油機(jī)工作時(shí)，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的是_____沖程，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的是_____沖程，_____，_____，_____沖程是靠飛輪的慣性完成的。每個(gè)工作循環(huán)活塞往復(fù)_____次，曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)_____周。 3．熱機(jī)是把_______能轉(zhuǎn)化為_______能的機(jī)器；在熱機(jī)里，用來做__________的那部分能量，與燃料__________放出的能量之比，叫做熱機(jī)效率. 4．噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)有兩種，一類是需要用大氣中的氧氣來助燃的，這種發(fā)動(dòng)機(jī)在__________上使用；一類是自帶燃料和氧化劑的，它工作時(shí)不需要空氣，可以在大氣層外工作能夠用來發(fā)射__________. 5．一臺(tái)四沖程的汽油機(jī)每分鐘完成300個(gè)沖程，則1 min完成_____個(gè)工作循環(huán)，活塞來回_____次，做_____次功。 6．下表為幾種燃料的熱值，由表可知 （1）完全燃燒5 kg木炭放出的熱量是 J. （2）柴油的熱值 酒精的熱值，說明完全燃燒質(zhì)量相同的柴油和酒精時(shí)， 放出的熱量多. （3）1 kg焦炭的熱值 10 kg焦炭的熱值（填“大于”、“小于”或“等于”），因?yàn)闊嶂档拇笮H與 有關(guān). 幾種燃料的熱值 單位 J/kg 焦炭 木炭 酒精 柴油 3.0107 3.4107 3.0107 3.3107 7．我國地?zé)豳Y源十分豐富，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的天然溫泉就有xx處以上，溫泉水的溫度大多在 60℃以上，個(gè)別地方達(dá)100℃一140℃．100kg的溫泉水從60℃降到20℃放出的熱量是 J，相當(dāng)于 kg的煤氣完全燃燒所放出的熱量． [煤氣的熱值為4．2107J／kg] 8．一支蠟燭在燃燒過程中，它的（ ） A．質(zhì)量變小，比熱容變小，熱值變小 B．質(zhì)量變小，比熱容變小，熱值不變 C．質(zhì)量不變，比熱容不變，熱值變小 D．質(zhì)量變小，比熱容不變，熱值不變 9．下列關(guān)于四沖程汽油機(jī)和柴油機(jī)區(qū)別的說法中錯(cuò)誤的是[ ] A．在吸氣沖程吸入的物質(zhì)不同 B．點(diǎn)火方式不同 C．工作過程中能量轉(zhuǎn)化的形式不同 D．用途不同 10．在圖16-4-1所示的內(nèi)燃機(jī)工作的一個(gè)循環(huán)中，其四個(gè)沖程的順序應(yīng)當(dāng)是 A．甲乙丙丁 B。乙甲丁丙 C。甲乙丁丙 D。丁乙甲丙 11．一臺(tái)柴油機(jī)飛輪的轉(zhuǎn)速為2400 r/min，則每s做功的次數(shù)為[ ] A.10次 B.20次 C.30次 D.40次 12．汽油機(jī)甲的效率比汽油機(jī)乙的效率高，這說明[ ] A．甲做的有用功多 B．甲比乙用的汽油少 C．完全燃燒相等的汽油，其內(nèi)能轉(zhuǎn)化為有用功的能量甲比乙多 D．相同的時(shí)間內(nèi)，汽油機(jī)甲比乙所用的汽油節(jié)約一些 13．熱機(jī)的熱效率總小于1，下述原因中，錯(cuò)誤的是[ ] A．熱機(jī)工作時(shí)排出的廢氣的溫度還很高，要帶走一部分熱量 B．熱機(jī)的一些部件在運(yùn)動(dòng)時(shí)要克服摩擦做功 C．燃料燃燒時(shí)使熱機(jī)溫度升高，也要向周圍散失一些熱量 D．許多熱機(jī)設(shè)計(jì)和制造不夠精良 14．關(guān)于燃料的熱值，以下說法正確的是 A.燃料的熱值與燃料的燃燒情況有關(guān) B.容易燃燒的燃料，熱值一定大 C.煤的熱值比干木柴大，燃燒煤放出的熱量一定比燃燒干木柴放出的熱量多 D.0.5 g汽油和2 kg汽油，它們的熱值是一樣的 15．對(duì)于四沖程汽油機(jī)，燃料進(jìn)入氣缸的沖程是 A.吸氣沖程 B.壓縮沖程 C.做功沖程 D.排氣沖程 16．汽油機(jī)飛輪的轉(zhuǎn)速是3000 r/min，則可知每分鐘內(nèi)一個(gè)汽缸里燃?xì)馔苿?dòng)活塞做功的次數(shù)是 （ ） A.1500次 B.3000次 C.6000次 D.750次 17．下列提高熱機(jī)效率的做法中，無效的是 A.保證良好的潤滑 B.盡量減少各種熱損失 C.提高燃油的質(zhì)量 D.減少因克服摩擦而額外消耗的功 18．汽油機(jī)在壓縮沖程中工作物質(zhì)被壓縮，氣缸中的 ( ) A．壓強(qiáng)增大，溫度降低 B．壓強(qiáng)減小，溫度升高 C．壓強(qiáng)增大，溫度升高 D．壓強(qiáng)減小，溫度降低 19．在內(nèi)燃機(jī)的一個(gè)工作循環(huán)中，存在著機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的過程，也存在著內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的過程，這兩個(gè)能量轉(zhuǎn)化的過程存在于 A.吸氣沖程和壓縮沖程 B.壓縮沖程和做功沖程 C.做功沖程和排氣沖程 D.吸氣沖程和排氣沖程 20．為提高鍋爐的效率和燃料的利用率，下列做法不正確的是 A.把煤磨成煤粉，用空氣吹進(jìn)爐膛內(nèi)燃燒B.加大送風(fēng)量，把煤粒在爐膛里吹起來燃燒 C.增大受熱面積，減少煙氣帶走的熱量 D.用木炭代替煙煤 21．下列三個(gè)數(shù)值4.6107 J/kg、0.8103 kg/m3、2.1103 J/(kg℃)各表征煤油的一個(gè)特性，這三個(gè)數(shù)值依次表示的是煤油的 A.比熱容、密度、熱值 B.密度、熱值、比熱容 C.密度、比熱容、熱值 D.熱值、密度、比熱容 22．小明學(xué)習(xí)了熱學(xué)的有關(guān)知識(shí)后，知道水的比熱是4.2103J／（kg℃），他想估算一下自己家每天燒水、做飯需要的熱量，于是小明仔細(xì)記錄了他家每天燒水、煮飯、炒菜需要的時(shí)間，并把它折算成燒水時(shí)間，相當(dāng)于每天將30kg20℃的水燒開． 　 （1）小明家每天燒水做飯需要多少熱量? 　?。?）如果普通煤的燃燒值為3107J/kg，從理論上講小明家每天燒水做飯需要多少千克煤? 　?。?）小明家實(shí)際平均每天需要燒4塊蜂窩煤，按每塊蜂窩煤含煤0.5kg算，他家每天實(shí)際用煤2kg，由此小明計(jì)算出他家煤爐的效率只有16.5%，你認(rèn)為小明家煤爐效率低的原因是什么? 　　（4）從大的方面講，家用煤爐除了熱效率低浪費(fèi)能源的缺點(diǎn)外，另一個(gè)主要缺點(diǎn)是什么? 23．一輛轎車在平直的高速公路上勻速行駛1.8km，轎車上的速度表如圖16-4-2所示，在此過程中 （1）轎車速度為多少km/h？合多少m/s？ （2）若轎車行駛過程中發(fā)動(dòng)機(jī)的功率為40kW，則該車行駛中 所受阻力多大？ （3）這段過程中轎車消耗汽油0.25kg，其發(fā)動(dòng)機(jī)的效率多 大？（q汽油＝4.6107J/kg） 學(xué)后記