第十六章第四节热机 热值 教学案例

人教版 第十六章第四节热机 热值 新授

物理教学案

一、学习目标： 了解四冲程汽油机柴油机的工作原理，认识燃料的热值。

二、重点难点：热机的工作原理、热值及简单计算

三、学习研讨：

（一）热机

1、热机的原理：

观察课本135页演示实验现象：蒸汽对瓶塞 ， 转化为 。

2、热机定义：

将利用燃料的 通过燃烧转化为 ，又通过做功，把 转化为 的机器叫做 。

3、热机种类很多，比如： 。

（二）内燃机：热机的一种，内燃机在 内燃烧汽油或柴油。分别叫 、 。

1、一个冲程：活塞在汽缸内往复运动时，从 的 运动到 的过程，叫做一个冲程。

2、一个工作循环，包括四个冲程： 、 、 、 。

一个工作循环，包括 个冲程，曲轴或飞轮转 周，对外做功 次。

整个工作循环中，内能最大是在 ，内能最小的冲程是 。

3、汽油机和柴油机的区别：

（三）燃料的热值

1、热值定义： 。

2、热值的单位： 或 。（分别为固体、液体燃料和气体燃料的热值单位）

以酒精为例：q_酒精=3.0×10⁷J/kg，其物理意义为： 。

3、燃料完全燃烧放出热量的计算公式： 或 。

4、燃料很难完全燃烧，燃料利用率较低，以小型锅炉为例，怎样提高燃料的利用率？

5、燃料燃烧释放的能量不可能全部用来做有用功，存在效率问题：

热机效率： 。

计算公式：η= 。

在热机的各种能量损失中， 的能量最多。提高燃料利用率的重要措施是

。

四、基础训练

热机部分：

1、（2007年北京市）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

2、汽油机是由四个冲程不断循环而工作的，图中表示内能转化为机械能的冲程是（ ）

3、（南京市2007）汽油机一个工作循环由四个冲程组成的，表示做功冲程的是（ ）

4、（泰安市）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（ ）

5、（2007株洲市）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

6、（2007天津市）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3所示为 冲程。

7、（2007贵阳市）汽油机是热机中的一种，如图4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： 。

8、（2007泰安市）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。

热值部分：

9、（2007年苏州）由于国际原煤价格上涨，少数不法商人把—种黑色石头掺在优质煤中高价出售．客户为了不上当受骗，辨别煤中是否掺杂的最恰当方法是检测下面哪一个物理量（ ）

A. 质量 B．温度 C. 热值 D. 比热容

10、（2007宜昌市）一箱汽油用掉一半后，剩下的一半汽油与原来一箱汽油相比较（ ）

A．质量变为原来的一半 B．比热容变为原来的一半

C．热值变为原来的一半 D．密度变为原来的一半

11、（2007年哈尔滨市）完全燃烧42g焦炭所放出的热量，若有50％被2kg、30％的水吸收，则水温可升高 ( ) [c_水=4．2´10³J/(kg·℃)、q_焦炭=3．0´10⁷J/kg、此时外界为标准大气压]

A．70℃ B．75℃ C．100℃ D．105℃

12、（2007年常德市）天然气是一种清洁能源。1m³的天然气完全燃烧能放出________J的热量。（天然气的热值取7．1×10⁷J／m³）

13、（2007茂名市）用无烟煤来做饭时，热量大部分是通过 方式传递给锅；若无烟煤的热值是 ,完全燃烧 无烟煤能放出 热量；饭菜做好时，厨房弥漫着饭菜的香味，说明 。

14、（2007年常德市）我国地热资源十分丰富，已经发现的天然温泉就有2000处以上，温泉水的温度大多在 60℃以上，个别地方达100℃一140℃．100kg的温泉水从60℃降到20℃放出的热量是 J，相当于 kg的煤气完全燃烧所放出的热量．

[水的比热容为4.2X10³J／(kg·℃)，煤气的热值为4.2X10⁷J／kg]

15、（2007福州）阅读短文，回答下列问题：

汽车的尾气

汽车为人类文明做出了巨大的贡献，同时对自然生态环境的恶化，负有难以推卸的责任。

某些城市交通发达，车辆川流不息。行驶的汽车大量排放含氮氧化物、一氧化碳、碳氢化合物等废气。在强烈的日光作用下，这些排放物发生光化学反应，生成二次污染物。这是一种浅蓝色、有刺激性的烟雾——光化学烟雾。

自20世纪50年代以来，光化学烟雾在世界上许多大城市都发生过，它造成庄稼等植物大面积受害，建筑物被腐蚀，大气的能见度降低等。

我国政府为了减少汽车尾气带给人们的危害，花费了大量的精力、财力。由于天然气和液化石油气的热值大、价格低，燃烧后生成物中不合铅，污染少。因此，在北京街头，随处可见到用天然气或液化石油气作为燃料的汽车，成为“绿色奥运”的一个新亮点。

（1）汽车排放的废气在_______作用下，可能发生光化学反应，生成光化学烟雾。

（2）针对环境污染，汽车使用天然气或液化石油气作燃料的优点是_____ __。

（3）除文中介绍的光化学烟雾造成的危害事例外，请你另举一例：____ __。

（4）为配合“绿色奥运”，请你另外提出一条治理汽车尾气污染的合理化建议：_______

。

16、（2007年常德市）小洋家煮饭、烧水使用的是管道天然气，已知天然气的热值为8.4×10⁷J／m³，放出的热量有50％被有效利用，现要将质量为4kg，初温为25℃的水加热到100℃，需要完全燃烧多少立方米的天然气？

17、（2007年大连）实验室某玻璃瓶中盛有质量为140g、体积为l.72×10^-4m³的酒精。已知酒精的热值为3×10⁷J/kg，水的比热容为4.2×10³J/(kg·℃)。试求：

（1）瓶中酒精的密度。

（2）将这些酒精完全燃烧，可放出多少热量？

（3）这些热量能使20kg的水温度升高多少？

18、（2007年苏州）小王学习了有关热学的知识后，知道水的比热容是4.2×10³J／(kg·℃)．

(1)如果小王用燃气灶将质量为5kg、温度为20℃的水加热到100℃，则水需要吸收多少热量?

(2)若小王烧水用的燃气灶用的是热值为4.2×10⁷J/kg的煤气，且燃气灶烧水时的热效率(热效率等于水吸收热量与燃料完全燃烧放出热量之比)为20％，则实际消耗的煤气为多少千克?

(3)为了节约能源，小王对燃气灶进行了改进，使燃气灶的热效率得到了提高．若小王在同样的条件下将质量为5kg、温度为20℃的水加热到100℃，可比原来节省0.04kg的煤气，则现在燃气灶烧水时的热效率为多少？