九年級(jí)物理全冊(cè) 第13章 內(nèi)能與熱機(jī) 第4節(jié) 熱機(jī)效率和環(huán)境保護(hù)學(xué)案 （新版）滬科版-（新版）滬科版初中九年級(jí)全冊(cè)物理學(xué)案

1、第四節(jié) 熱機(jī)效率和環(huán)境保護(hù)知識(shí)點(diǎn)津通過(guò)本節(jié)課的學(xué)習(xí)你要知道什么是燃料的熱值,會(huì)利用熱值進(jìn)行熱量的計(jì)算,了解生活生產(chǎn)中節(jié)約能源的一些做法,知道什么是熱機(jī)的效率,并學(xué)會(huì)簡(jiǎn)單的計(jì)算.自學(xué)檢測(cè)1.熱值: (1)某種燃料_燃燒時(shí)放出的熱量與燃燒該燃料的質(zhì)量之比,叫做這種燃料的熱量,通常用字母q表示; (2)熱值的單位是_(用字母表示),有時(shí)用j/m3作為氣體燃料熱值的單位; (3)熱值是燃料的一種屬性,不同燃料的熱值一般_(選填 “相同”或 “不同”).【答案】1. 完全 j/kg 不同2.燃料燃燒時(shí),把_能轉(zhuǎn)化為_(kāi)能;一般選用液氫等燃料作為航天火箭的燃料,是因?yàn)開(kāi).【答案】2.化學(xué) 內(nèi) 氫氣熱值大3.

2、內(nèi)能的利用:內(nèi)能的一個(gè)重要應(yīng)用就是利用內(nèi)能來(lái)直接加熱;另一個(gè)重要應(yīng)用是利用內(nèi)能來(lái)_,例如熱機(jī)就是利用內(nèi)能來(lái)做功的;熱機(jī)的種類(lèi)很多,但都是把_能轉(zhuǎn)化為_(kāi)能的裝置;利用內(nèi)能造成的環(huán)境污染主要有_.【答案】3.做功 內(nèi) 機(jī)械 大氣污染4.熱機(jī)的效率: (1)用來(lái)做_那部分能量與燃料完全燃燒放出的能量_,叫做熱機(jī)的效率; (2)熱機(jī)的效率均小于1,原因是_; (3)設(shè)法利用熱機(jī)廢氣的能量,可以_(選填 “提高”或 “降低”)燃料的利用率,熱電站就是那么做的.【答案】4.額外功 之比 必須做額外功,能量損失 提高學(xué)測(cè)同步一【例1】關(guān)于燃料的熱值，下列說(shuō)法中正確的是（ ）a容易燃燒的物質(zhì)，熱值一定大b燃料

3、的熱值大，完全燃燒時(shí)放出的熱量不一定多c燃料燃燒越充分，則燃料的熱值就越大d若某種燃料的質(zhì)量減半，該燃料的熱值也減半【解析】燃料的熱值指1 kg某種燃料完全燃燒所放出的熱量，是燃料本身的一種特性，其大小是個(gè)定值，故與燃料的質(zhì)量、燃燒情況以及燃燒條件無(wú)關(guān)，a、c、d錯(cuò)誤。根據(jù)燃燒放熱公式q=mq，燃料完全燃燒放出的熱量與燃料熱值和燃料質(zhì)量有關(guān)，僅僅是熱值大，燃燒放熱未必多，故b選項(xiàng)正確。【答案】b【點(diǎn)撥】熱值反映的是燃料燃燒時(shí)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能本領(lǐng)的大小，具體表現(xiàn)為：熱值越大的燃料，在質(zhì)量相同且完全燃燒時(shí)放出的熱量就越多，既然熱值反映了燃料本身的性質(zhì)，那么某種燃料的熱值與燃料的形狀、體積、質(zhì)量等因

4、素?zé)o關(guān)，只與物質(zhì)的種類(lèi)有關(guān)。針對(duì)練習(xí)一1.焦炭的熱值是3107j/kg，完全燃燒1kg的焦炭放出的熱量為 j。2.火箭用液氫做燃料，這是因?yàn)闅錃獾腳。32009年5月15日，陳家沖垃圾衛(wèi)生填埋場(chǎng)啟動(dòng)點(diǎn)火，實(shí)現(xiàn)了我省首個(gè)填埋氣體發(fā)電，從而減小了填埋氣體對(duì)周?chē)貐^(qū)的 污染。該項(xiàng)目一年大約可以燃燒108kg填埋氣體，如果這些填埋氣體的熱值約為2107j/kg，那么這些氣體完全燃燒可以產(chǎn)生約 j的熱量以供發(fā)電。4.在我國(guó)實(shí)施的“西氣東輸”工程中，兩部地區(qū)的天然氣被送到缺乏能源的東部地區(qū)。天然氣與煤相比，以熱學(xué)角度分析它突出的優(yōu)點(diǎn)是 ；從環(huán)保角度分析它突出的優(yōu)點(diǎn)是_ (天然氣、煤的熱值分別是1.1410

5、8jkg、3107jkg)。5.某種燃料的熱值為3.0107 j/kg，若燃燒1kg的該燃料，則放出的熱量( ) a.一定等于3.o107j b.一定大于3.0107jc.一定小于3.0107j d.可能等于3.0107j6.關(guān)于燃料的熱值，以下說(shuō)法中正確的是（ ）a燃料的熱值與燃料的種類(lèi)有關(guān)系，與燃料的質(zhì)量和燃燒狀況無(wú)關(guān)b燃燒1千克某種燃料放出的熱量叫這種燃料的熱值c燃料燃燒時(shí)，質(zhì)量越大，熱值越大d燃料不完全燃燒時(shí)的熱值比完全燃燒時(shí)的熱值小學(xué)測(cè)同步二【例2】某輛小轎車(chē)油箱內(nèi)裝有32kg汽油，司機(jī)小李駕車(chē)沿高速公路到某地旅游，路程為300km。假設(shè)轎車(chē)是勻速行駛，且受到的阻力為920n。已知汽

6、油完全燃燒產(chǎn)生的內(nèi)能有30%轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，汽油的熱值為4.6107j/kg。求：（1）汽車(chē)到達(dá)目的地牽引力所做的功；（2）通過(guò)計(jì)算說(shuō)明汽車(chē)在行駛途中是否需要加油?！窘馕觥哭I車(chē)在高速公路上勻速行駛，說(shuō)明小轎車(chē)受平衡力的作用，即牽引力和阻力是一對(duì)平衡力，已知阻力即可求牽引力。然后，再根據(jù)w = f s求出牽引力做的功。而汽車(chē)燃燒的汽油可以根據(jù)公式求出?！窘獯稹浚?）勻速行駛時(shí)牽引力f = f = 920n w = f s = 920n300103m = 2.76108 j（2）轎車(chē)消耗汽油的質(zhì)量為m，其完全燃燒產(chǎn)生的內(nèi)能q = q m 由題得：w = q = qm 即 m = = 20 kg 20

7、kg32kg，不需加油?！军c(diǎn)撥】汽油機(jī)在工作時(shí)，由于汽油不能完全燃燒而損失能量，排開(kāi)的廢氣帶走一部分能量，機(jī)械熱傳遞損失一部分能量，克服摩擦消耗一部分能量，所以它做有用功的能量永遠(yuǎn)小于汽油完全燃燒釋放的能量，這點(diǎn)請(qǐng)同學(xué)們不要忽視。針對(duì)練習(xí)二: 7.汽油機(jī)甲比汽油機(jī)乙效率高，這表明( )a甲用的汽油少 b甲的功率大c工作相同時(shí)間，甲耗油少d甲把汽油的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的百分比較大8.下列說(shuō)法中正確的是（ ）a.根據(jù)q=mq，質(zhì)量越大的燃料燃燒時(shí)放出的熱量越多b.根據(jù)，燃料的熱值與它燃燒時(shí)放出的熱量成正比，與燃料的質(zhì)量成反比c.根據(jù)，燃料的質(zhì)量與它燃燒時(shí)放出的熱量成正比，與它的熱值成反比d.某種燃料

8、的熱值與燃料的質(zhì)量與它燃燒時(shí)放出的熱量多少均無(wú)關(guān)9.為了節(jié)約能源，需提高熱機(jī)的效率，下列措施中不能提高熱機(jī)效率的是（）a.盡量使燃料充分燃燒b.盡量增加熱機(jī)的工作時(shí)間 c.量減少?gòu)U氣帶走的熱量 d.盡量減少熱機(jī)部件間的摩擦10.用天然氣灶燒水，燃料0.5m3的天然氣，使100kg的水從20升高到70。已知水的比熱容c4.2103j（kg），天然氣的熱鎮(zhèn)q7.0107j/m3。求：（1）0.5m3的天然氣完全燃料放出的熱量q放。（2）水吸收的熱量q吸。（3）燃?xì)庠畹男省ａ槍?duì)練習(xí)三: 11. 如圖所示，這是某報(bào)記者在某市一角拍到的照片，照片中高大林立的煙囪冒著滾滾的黑煙，整個(gè)天空蔭天蔽日，烏煙瘴

9、氣。(1)由此照片你可以提出哪些問(wèn)題？你能回答嗎？(2)請(qǐng)你調(diào)查你生活的周?chē)?，有沒(méi)有類(lèi)似的現(xiàn)象，如果有，請(qǐng)你提出一些整改建議。比熱容、熱值針對(duì)練習(xí)12.某同學(xué)學(xué)習(xí)了燃料的熱值后，自己設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)來(lái)探究煤油和菜籽油的熱值大小關(guān)系。他實(shí)驗(yàn)時(shí)組裝了如圖所示的兩套規(guī)格完全相同的裝置，并每隔1分鐘記錄了杯中水的溫度（見(jiàn)表）。（1）在安裝、調(diào)整實(shí)驗(yàn)器材時(shí)，科學(xué)合理的順序是（甲圖中）：先調(diào)整固定 的位置，再調(diào)整固定 的位置（選填“a”或“b”）。（2）為保證實(shí)驗(yàn)結(jié)論的可靠，實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)控制兩套裝置中相同的量有加熱時(shí)間和水的 、 。（3）通過(guò)表中記錄本的數(shù)據(jù)，你認(rèn)為煤油和菜籽油兩種燃料中，熱值較大的是 。（4）

10、該同學(xué)實(shí)驗(yàn)前用天平測(cè)出了燒杯中水的質(zhì)量及兩油燈中燃料的質(zhì)量，并記錄的數(shù)據(jù)、利用公式q吸c(diǎn)m（t-t0）計(jì)算出了水吸收的熱量，他認(rèn)為通過(guò)這些數(shù)據(jù)能準(zhǔn)確地計(jì)算出煤油和菜籽油的熱值。你認(rèn)為他的計(jì)算結(jié)果可靠嗎？ ，為什么？ 。13.一天，小紅在樓下聽(tīng)到這樣一段對(duì)話(huà)：王大媽說(shuō)：“告訴你們一個(gè)好消息，聽(tīng)說(shuō)我們這個(gè)小區(qū)馬上要將煤氣改為天然氣了，這下可好了！”就在大家一致贊同聲中，劉大媽沒(méi)好氣地說(shuō)：“好什么好，煤氣1m3一元錢(qián)，聽(tīng)說(shuō)天然氣1 m3要1.8元錢(qián)，這不是在變相漲價(jià)嗎？”聽(tīng)到這，小紅在想：通天然氣后，家里每月燃料支出的費(fèi)用不是要增加一倍嗎？請(qǐng)你幫助小紅解決她的困惑。答案1. 31072.熱值大3.大

11、氣（或“空氣”） 210154.熱值大(或完全燃燒相同質(zhì)量的燃料放出的熱量多) 污染小(或無(wú)污染)5. d 6.a7. d 8.d 9.d10.（1）3.5107j （2）2.1107j （3）60%11. (1)問(wèn)題：照片中的黑煙說(shuō)明什么問(wèn)題？簡(jiǎn)答：照片中的黑煙說(shuō)明燃料燃燒的非常不充分，熱效率很低。問(wèn)題：這些黑煙造成的環(huán)境污染，對(duì)人類(lèi)健康有害嗎？簡(jiǎn)答：這些污染，嚴(yán)重危害著人類(lèi)的身體健康。(2)整改建議：建議這些工廠(chǎng)要改進(jìn)設(shè)備；安裝消煙除塵裝置；提高燃料的利用率。12.(1)b a （2）質(zhì)量 水的初溫 （3）煤油 （4）不可靠 不可能完全燃燒，且有熱量損失（容器、石棉網(wǎng)、鐵圈等要吸熱，水、容器要向外界環(huán)境散熱，故無(wú)法準(zhǔn)確計(jì)算燃料的熱值）13.由查表可知天然氣的熱值q=3.34.