專題八 熱效率-（考點(diǎn)卡片）2021年中考科學(xué)復(fù)習(xí)專題知識(shí)點(diǎn)突破

考點(diǎn)卡片熱效率熱機(jī)的效率【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】（1）定義：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，叫做熱機(jī)的效率，其表達(dá)式為：η＝×100%．由于熱機(jī)在工作過(guò)程中總有能量損失，所以熱機(jī)的效率總小于1．（2）熱機(jī)在工作過(guò)程中造成能量損失的因素有：①燃料很難全部燃燒；②排出的廢氣帶走能量；③熱機(jī)部件要散熱；④克服運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)件之間的摩擦消耗能量．（3）提高熱機(jī)效率的方法：①盡量讓燃料充分燃燒；②設(shè)法利用廢氣的能量；③減少能量損失；④保證良好的潤(rùn)滑．【命題方向】第一類?？碱}：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．盡量減少?gòu)U氣帶走的熱量D．盡量減少熱機(jī)部件間的摩擦分析：要解決此題，需要掌握熱機(jī)的效率的概念．熱機(jī)的效率是指用來(lái)做有用功的能量與燃料完全燃燒放出的能量之比．比值越大，效率越高．解：熱機(jī)效率是指熱機(jī)有效利用的能量與燃料完全燃燒放出的能量之比．所以減少熱量的損失可以提高熱機(jī)的效率．所以使燃料充分燃燒、減少?gòu)U氣帶走的熱量、減少熱機(jī)部件間的摩擦都可以減少熱量的損失，提高效率．增加熱機(jī)的工作時(shí)間，并不能減少熱量的損失，所以不能提高熱機(jī)的效率．故選B．點(diǎn)評(píng)：此題通過(guò)考查影響熱機(jī)效率的幾個(gè)因素，考查了學(xué)生對(duì)熱機(jī)效率的理解．要知道要想提高熱機(jī)的效率，就要減少熱量的損失．第二類?？碱}：關(guān)于熱機(jī)的效率，下列說(shuō)法中正確的是（）A．熱機(jī)做的有用功越多，效率一定越高B．熱機(jī)消耗的燃料越少，效率一定越高C．熱機(jī)做一定的有用功，消耗的燃料越少，效率一定越高D．熱機(jī)做功越快，效率一定越高分析：熱機(jī)的效率是指用來(lái)做有用功的能量與燃料完全燃燒產(chǎn)生的能量之比．功率是表示物體做功快慢的物理量．解：熱機(jī)的效率是指用來(lái)做有用功的能量與燃料完全燃燒產(chǎn)生的能量之比；當(dāng)熱機(jī)做一定的有用功，消耗的燃料越少，效率一定越高；當(dāng)熱機(jī)消耗的燃料一定，做的有用功越多，效率就一定越高；故選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；熱機(jī)做功越快，表示熱機(jī)的功率越大，與效率無(wú)關(guān)；故選項(xiàng)D錯(cuò)誤；故選C．點(diǎn)評(píng)：本題主要考查了熱機(jī)的效率以及影響熱機(jī)效率的因素，并且考查了熱機(jī)效率與功率的區(qū)別．【解題方法點(diǎn)撥】對(duì)于熱機(jī)效率可與機(jī)械效率進(jìn)行對(duì)比理解，熱機(jī)效率是衡量熱機(jī)性能好壞的一個(gè)重要參數(shù)，要提高熱機(jī)的效率就是要提高熱機(jī)用來(lái)做有用功的能量與燃料完全燃燒放出的能量之比，并且熱機(jī)的效率總小于1．內(nèi)燃機(jī)的四個(gè)沖程【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】?jī)?nèi)燃機(jī)是熱機(jī)的一種，是燃料在汽缸內(nèi)燃燒的熱機(jī)．內(nèi)燃機(jī)分為汽油機(jī)和柴油機(jī)．（1）汽油機(jī)的工作原理：燃料在汽缸中燃燒時(shí)，將存儲(chǔ)的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)楦邷馗邏旱娜細(xì)猓ㄕ羝┑膬?nèi)能，又通過(guò)燃?xì)猓ㄕ羝┩苿?dòng)活塞做功，由內(nèi)能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能．（2）汽油機(jī)的工作流程：內(nèi)燃機(jī)通過(guò)吸氣、壓縮、做功、排氣四個(gè)沖程不斷循環(huán)來(lái)保證連續(xù)工作的，如圖．①吸氣沖程：進(jìn)氣門(mén)打開(kāi)，排氣門(mén)關(guān)閉．活塞由上端向下端運(yùn)動(dòng)，汽油和空氣組成的燃料混合物從進(jìn)氣門(mén)吸入氣缸．②壓縮沖程：進(jìn)氣門(mén)和排氣門(mén)都關(guān)閉，活塞向上運(yùn)動(dòng)，壓縮汽缸內(nèi)燃料混合物，溫度升高．③做功沖程：在壓縮沖程末尾，火花塞產(chǎn)生電火花，使燃料猛烈燃燒，產(chǎn)生高溫高壓的燃?xì)?，高溫高壓氣體推動(dòng)活塞向下運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)，對(duì)外做功．④排氣沖程：進(jìn)氣門(mén)關(guān)閉，排氣門(mén)打開(kāi)，活塞向上運(yùn)動(dòng)，把廢氣排出氣缸．（3）工作過(guò)程中能量的轉(zhuǎn)化：①壓縮沖程：機(jī)械能→內(nèi)能；②做功沖程：先是化學(xué)能→內(nèi)能，再由內(nèi)能→機(jī)械能．（4）柴油機(jī)是以柴油為燃料的內(nèi)燃機(jī)，在工作時(shí)與汽油機(jī)工作原理相同．區(qū)別：①在吸氣沖程里吸進(jìn)氣缸的只有空氣，而汽油機(jī)吸進(jìn)的是汽油和空氣的混合物；②在壓縮沖程里，活塞把空氣的體積壓縮得很小，空氣的壓強(qiáng)更大，溫度更高；③點(diǎn)火方式：柴油機(jī)﹣壓燃式；汽油機(jī)﹣點(diǎn)燃式．【命題方向】第一類?？碱}：下列流程圖是用來(lái)說(shuō)明單缸四沖程汽油機(jī)的一個(gè)工作循環(huán)及涉及到的主要能量轉(zhuǎn)化情況．關(guān)于對(duì)圖中①②③④的補(bǔ)充正確的是（）A．①做功沖程②內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能③壓縮沖程④機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能B．①壓縮沖程②內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能③做功沖程④機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能C．①壓縮沖程②機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能③做功沖程④內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能D．①做功沖程②機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能③壓縮沖程④內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能分析：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．壓縮沖程中機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；做功沖程中內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能．解：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．壓縮沖程中，活塞上升壓縮氣缸內(nèi)的氣體，使氣體內(nèi)能增大，即機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；做功沖程中，高溫高壓的燃?xì)馔苿?dòng)活塞向下運(yùn)動(dòng)，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能．故選：C．點(diǎn)評(píng)：此題要結(jié)合內(nèi)燃機(jī)的四個(gè)沖程特點(diǎn)和沖程中的能量轉(zhuǎn)化關(guān)系進(jìn)行解答．第二類?？碱}：如圖所示是四沖程汽油機(jī)的一個(gè)工作循環(huán)示意圖，其中屬于做功沖程的是（）A．B．C．D．分析：汽油機(jī)的四個(gè)沖程是吸氣、壓縮、做功和排氣沖程．吸氣沖程進(jìn)氣閥打開(kāi)，排氣閥關(guān)閉，活塞向下運(yùn)動(dòng)；壓縮沖程兩個(gè)氣閥都關(guān)閉，活塞向上運(yùn)動(dòng)；做功沖程兩個(gè)氣閥都關(guān)閉，活塞向下運(yùn)動(dòng)；排氣沖程排氣閥打開(kāi)，進(jìn)氣閥關(guān)閉，活塞向上運(yùn)動(dòng)．解：A、兩個(gè)氣閥都關(guān)閉，活塞向上運(yùn)動(dòng)，所以是壓縮沖程；B、一個(gè)氣閥打開(kāi)，活塞向上運(yùn)動(dòng)，所以是排氣沖程；C、兩個(gè)氣閥都關(guān)閉，活塞向下運(yùn)動(dòng)，所以是做功沖程；D、一個(gè)氣閥打開(kāi)，活塞向下運(yùn)動(dòng)，所以是吸氣沖程．故選C．點(diǎn)評(píng)：考查了內(nèi)燃機(jī)的四個(gè)沖程的判斷，解決此題需要結(jié)合內(nèi)燃機(jī)的四個(gè)沖程工作特點(diǎn)進(jìn)行分析解答．【解題方法點(diǎn)撥】根據(jù)各沖程的特點(diǎn)確定是哪一個(gè)沖程，一般從2個(gè)方面突破：①看進(jìn)氣門(mén)和排氣門(mén)的開(kāi)、閉．進(jìn)氣門(mén)開(kāi)的為吸氣沖程，排氣門(mén)開(kāi)的為排氣沖程，進(jìn)氣門(mén)和排氣門(mén)都閉合為壓縮或做功沖程②看活塞的運(yùn)動(dòng)方向．活塞向下運(yùn)動(dòng)為吸氣或做功沖程，活塞向上運(yùn)動(dòng)為壓縮或排氣沖程．有關(guān)熱機(jī)的計(jì)算【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】題型1：蓮蓮家的汽車(chē)尾部上標(biāo)有“2.0T”的字樣，其中“T”就是“渦輪增壓”，是利用高溫、高壓的廢氣去沖擊“廢氣渦輪”高速旋轉(zhuǎn)，來(lái)帶動(dòng)同軸的“進(jìn)氣渦輪”也高速旋轉(zhuǎn)，從而增加吸氣沖程的進(jìn)氣量并增大進(jìn)氣氣壓，使汽油燃燒更充分，燃?xì)鈮簭?qiáng)更大，同時(shí)也減少了廢氣中的有害物質(zhì)，達(dá)到提高發(fā)動(dòng)機(jī)效率和減少?gòu)U氣污染的目的．這輛汽車(chē)的最低油耗可達(dá)0.2kg/（kW?h），已知汽油的熱值為4.6×107J/kg．（溫馨提示：最低油耗是指燃燒最少的汽油獲得最大有用功的能量；0.2kg/（kW?h）表示獲得1kW?h能量消耗0.2kg汽油）．求：（1）0.2kg的汽油完全燃燒時(shí)放出的熱量為多少？（2）該汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的效率最高可達(dá)多少？（結(jié)果保留整數(shù)）分析：（1）根據(jù)Q＝mq求出汽油完全燃燒時(shí)放出的熱量；（2）根據(jù)題意可知消耗0.2kg汽油獲得的能量，根據(jù)η＝求出發(fā)動(dòng)機(jī)的效率．解：（1）0.2kg的汽油完全燃燒時(shí)放出的熱量：Q放＝mq＝0.2kg×4.6×107J/kg＝9.2×106J；（2）根據(jù)題意可知，完全燃燒0.2kg汽油獲得的能量為W＝1kW?h＝3.6×106J，汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的效率：η＝×100%＝×100%≈39%．答：（1）0.2kg的汽油完全燃燒時(shí)放出的熱量為9.2×106J；（2）該汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的效率最高可達(dá)39%．點(diǎn)評(píng)：此題主要考查的是學(xué)生對(duì)熱值和熱機(jī)效率計(jì)算公式的理解和掌握，難度不大．題型2：某單缸四沖程汽油機(jī)的氣缸活塞面積為30cm2，一個(gè)沖程活塞在氣缸中移動(dòng)的距離是50mm，滿負(fù)荷工作時(shí)做功沖程燃?xì)獾钠骄鶋簭?qiáng)為9.0×lO5Pa，飛輪1min轉(zhuǎn)動(dòng)1800周，當(dāng)汽油機(jī)滿負(fù)荷工作時(shí)（不計(jì)摩擦），若1min消耗汽油0.01L．汽油的密度ρ＝0.8×103kg/m3；汽油的熱值為4.6×l07J/kg．求：（1）做功沖程中燃?xì)鈱?duì)活塞的平均壓力；（2）一個(gè)做功沖程中燃?xì)鈱?duì)活塞做的功；（3）汽油機(jī)的功率．（4）該汽油機(jī)的效率．分析：熱機(jī)工作時(shí)的壓力和燃?xì)獾膲簭?qiáng)和活塞的面積有關(guān)，做功的多少和燃?xì)獾钠骄鶋毫妥龉Φ木嚯x有關(guān)，計(jì)算功率要在對(duì)應(yīng)的時(shí)間內(nèi)計(jì)算做功的多少，計(jì)算效率也應(yīng)是在對(duì)應(yīng)的時(shí)間內(nèi)燃料完全燃燒放出的熱量和做的功．解：（1）燃?xì)鈱?duì)活塞的平均壓力：F＝PS＝9.0×lO5Pa×30×10﹣4m2＝2700N；（2）一個(gè)做功沖程中燃?xì)鈱?duì)活塞做的功：W＝FS＝2700N×0.05m＝135J；（3）曲軸每轉(zhuǎn)兩圈對(duì)外做功一次，所以1min轉(zhuǎn)動(dòng)1800周，要做功900次，所以P＝＝＝2025W（4）該汽油機(jī)1min消耗汽油質(zhì)量：m＝ρV＝0.8×103kg/m3×0.01×10﹣3m3＝0.008kg，效率：η＝＝＝＝33%．答：（1）做功沖程中燃?xì)鈱?duì)活塞的平均壓力為2700N；（2）一個(gè)做功沖程中燃?xì)鈱?duì)活塞做的功135J；（3）汽油機(jī)的功率為2025W；（4）汽油機(jī)的效率為33%．點(diǎn)評(píng)：此題考查熱機(jī)中壓力、功、功率、效率的計(jì)算．在計(jì)算功率和效率時(shí)要注意對(duì)應(yīng)關(guān)系．分子的運(yùn)動(dòng)【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】一切物質(zhì)的分子都在不停地做無(wú)規(guī)則的運(yùn)動(dòng)．分子做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的快慢與溫度有關(guān)，溫度越高，熱運(yùn)動(dòng)越劇烈．不管溫度高低，分子都在無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，只是運(yùn)動(dòng)的快慢不同．?dāng)U散運(yùn)動(dòng)是分子熱運(yùn)動(dòng)的宏觀體現(xiàn)．【命題方向】分子的運(yùn)動(dòng)與機(jī)械運(yùn)動(dòng)的區(qū)別，哪些現(xiàn)象是分子的運(yùn)動(dòng)這些都是中考的命題方向，一般以選擇題為主．例1：下列現(xiàn)象與分子熱運(yùn)動(dòng)有關(guān)的是（）A．春天，百花爭(zhēng)艷B．夏天，波光粼粼C．秋天，丹桂飄香D．冬天，大雪紛飛分析：分子運(yùn)動(dòng)是肉眼看不見(jiàn)分子的運(yùn)動(dòng)，機(jī)械運(yùn)動(dòng)是宏觀物體的運(yùn)動(dòng)．分子運(yùn)動(dòng)，即擴(kuò)散現(xiàn)象是肉眼看不見(jiàn)的，在不知不覺(jué)中發(fā)生的．解：A、春天百花爭(zhēng)艷，花朵的顏色是由它反射的光決定的，不屬于分子熱運(yùn)動(dòng)；B、夏天波光粼粼，是光的反射現(xiàn)象，不屬于分子熱運(yùn)動(dòng)；C、秋天丹桂飄香，是氣體分子運(yùn)動(dòng)的結(jié)果，屬于分子熱運(yùn)動(dòng)；D、冬天大雪紛飛，是宏觀物體的運(yùn)動(dòng)，不是分子的運(yùn)動(dòng)．故選：C．點(diǎn)評(píng)：本題主要考查學(xué)生對(duì)宏觀物體的運(yùn)動(dòng)和分子運(yùn)動(dòng)的區(qū)別、理解和掌握，是一道基礎(chǔ)題．例2：下列現(xiàn)象中，能表明分子在不停地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的是（）A．濛濛細(xì)雨從空中下落B．炒菜時(shí)，滿屋飄香C．掃地時(shí)灰塵四起D．擦黑板時(shí)，粉筆灰在空中飛舞分析：物質(zhì)是由分子組成的，組成物質(zhì)的分子很小，直接用肉眼看不到；組成物質(zhì)的分子不停地做無(wú)規(guī)則的運(yùn)動(dòng)，擴(kuò)散現(xiàn)象證明了分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)．解：A．濛濛細(xì)雨從空中下落是小雨滴的機(jī)械運(yùn)動(dòng)，不是分子的運(yùn)動(dòng)，故A不符合題意；B．炒菜時(shí)，芳香油分子不停地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，擴(kuò)散到空氣中，由于炒菜時(shí)溫度很高，所以分子的擴(kuò)散速度加快滿屋飄香，故B符合題意；C．掃地時(shí)灰塵四起是灰塵的