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第14章 内能的利用 复习课导学案学习目标: 1.进一步认识热机的原理和工作过程,以及能量转化。2.加强对热值和热机效率的理解,学会运用热值和热机效率公式进行简单计算。3.进一步理解能量的转化和守恒定律。 学习过程:一、自主学习(一)热机1.将利用燃料的 能通过燃烧转化为 能,又通过做功,把 能转变为 能的机器叫热机;内燃机在 内燃烧汽油或柴油,分别叫 、 。2.一个工作循环,包括: 、 、 、 四个冲程,压缩冲程_能转化为_能;做功冲程_能转化为_能;曲轴或飞轮转 周,对外做功 次。 3.汽油机和柴油机不同汽油机柴油机不同点构造:吸气冲程压缩冲程点燃方式效率应用相同点(二)热机的效率1.1kg某种燃料完全燃烧放出的热量,叫做这种燃料的热值。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)2.q酒精=3.0107J/kg,其物理意义为: 。燃料完全燃烧放出热量的计算公式: 或 。3.关于热值的理解:对于热值的概念,要注重理解三个关键词“1kg”、“某种燃料”、“完全燃烧”。1kg是针对燃料的质量而言,如果燃料的质量不是1kg,那么该燃料完全燃烧放出的热量就不是热值。完全燃烧:表明要完全烧尽。热值反映的是某种物质的一种燃烧特性,它是燃料本身的一种特性,只与燃料的种类有关,与燃料的形态、质量、体积等均无关。4._ _叫做热机的效率。公式:=W有用/Q总=W有用/qm;提高热机效率的途径:_ _ _、_ _、_ _。(三)能量的转化和守恒 自然界常见的能量有_、_、_各种能量之间可以相互的转化。例如燃料燃烧是把_能转化为_能。摩擦生热是把_能转化为_能。电风扇通电转动起来是把_能转化为_能。 能量既不会凭空_,也不会凭空_,它只会从一个物体转移到另一个物体,或_, 而在转化和转移过程中,能量的总量保持不变。二、合作探究1.指出下列现象中能量的转化或转移情况:(1)植物的光合作用;(2)雨天时发生雷电;(3)人在跑步时,身体发热出汗;(4)手摇发电机发电使灯泡发光;(5)风吹动帆船前进。2.关于燃料的热值,下列说法中正确的是( ) A.燃料的热值越大,燃烧时达到的温度就越高 B.燃料的热值越大,燃烧时放出的热量就越多 C.燃料燃烧越充分,则燃料的热值就越大 D.燃料的热值与燃料的质量以及燃烧的情况无关3.关于热机的效率,以下说法中正确的是()A.热机做的有用功越多,效率就一定越高 B.热机的功率大,效率就一定高C.热机单位时间里耗费的燃料少,热机的效率就一定高 D.以上说法都不对4. 关于热机,下列说法正确的是( ) A.汽油机顶部有喷油嘴,柴油机顶部有火花塞 B.柴油机在吸气冲程中,将柴油和空气的混合气吸入气缸C.汽油机在做功冲程中,进气门关闭排气门打开 D.汽油机在做功冲程中,是把内能转化为机械能。5.单缸四冲程内燃机工作时,依靠飞轮的惯性来完成的冲程有( )A.吸气、做功和排气冲程 B.吸气、压缩和做功冲程C.压缩、做功和排气冲程 D.吸气、压缩和排气冲程6某家庭需要将50kg、20的水加热到60作为生活用热水,他们利用煤气灶烧水,需燃烧0.8kg煤气已知煤气的热值q4.210J/kg,水的比热容c4.210J/(kg)。求:()50kg、20的水加热到60需吸收的热量; ()完全燃烧0.8kg煤气放出的热量;()煤气灶烧水的效率7.某地区(晴天)平均每平方米的面积上,每小时接收的太阳能约为2.8106J. 若一热水器接受太阳能的有效面积为1.5m2,每天日照时间按8h计算,那么: (1)它一天中接收的太阳能(E)约为多少? (2)若这些太阳能有60%被热水器中的水吸收,则可使水温升高多少?C水4.2103J/(kg) (3)若该热水器一天中接收的太阳能,由燃烧煤气(热值q4.2107J/kg)来获得,则需要完全燃烧多少千克煤气? 三、盘点提升:通过本节课的学习,你有哪些收获,还有哪些疑问?四、巩固练习:1.如图所示,在试管中装些水,用软木塞塞住,加热使水沸腾,水蒸气会把软木塞冲出在这个过程中,燃料的 能转化为 能,传给水和水蒸气。水蒸气把塞子冲出时,水蒸气的 能转化为塞子的 能。2.下面关于汽油机与柴油机的说法中,不正确的是 ( )A汽油机与柴油机使用的燃料不同B柴油机采用压燃式点火,汽油机采用点燃式点火C柴油机气缸顶部有个喷油嘴,汽油机气缸顶部有个火花塞D柴油机与汽油机除使用的燃料不同外,在构造上完全相同3.下图中的四个冲程不是按照热机正常工作的顺序排列的,你认为让汽车获得动力的冲程是( )4.在柴油机的压缩冲程中,气体的温度和内能变化情况是 ( )A温度升高,内能增大 B温度降低,内能减小C温度不变,内能不变 D温度降低,内能增大5.三口之家单独使用不同种类的燃料时的平均月消耗量分别是:木柴约为200kg,烟煤约为80kg,天然气约为28kg,煤气气约为60kg。这四种燃料中热值最高的是( ) A、煤气 B、天然气 C、烟煤 D、木柴 6.关于热机,下列说法正确的是( ) A.随着科学技术的发展,热机的效率可达到100%B.四冲程汽油机在工作过程中,进气门和排气门同时关闭的冲程是做功冲程和压缩冲程 C.柴油机上安装一个笨重的飞轮,是为了提高它的效率 D.柴油机的效率比汽油机的高,这是因为柴油的热值比汽油的大 7.关于燃料的热值,以下说法正确的是( ) A燃料热值与燃料的质量无关B容易燃烧的燃料,热值一定大 C煤的热值大于干木柴的热值,燃烧煤放出的热量比燃烧木柴放出的热量一定多D为了提高锅炉的效率,一定要用热值高的燃料 8.为提高锅炉的效率和燃料的利用率,下列做法不正确的是( ) A.把煤磨成煤粉,用空气吹进炉膛内燃烧B.加大送风量,把煤粒在炉膛里吹起来燃烧 C.增大受热面积,减少烟气带走的热量 D.用木炭代替烟煤 9.一支蜡烛在燃烧过程中,它的( ) A质量变小,比热容变小,热值变小B质量变小,比热容变小,热值不变 C质量不变,比热容不变,热值变小D质量变小,比热容不变,热值不变 10.关于热机的效率,下列说法中正确的是 ( )A.热机的效率可以等于1 B.燃料完全燃烧放出的热量不可能全部用来做功 C.减少热损失对提高热机效率无影响 D.换用热值较高的燃料可以提高热机效率 11.下列现象中属于机械能转化为内能的是 ( ) A.用酒精灯给烧杯里的水加热 B.火药的燃气把炮弹从炮膛里推出来C.用打气筒给自行车车胎打气时,筒壁会热起来 D.烧红的铁块慢慢地变凉了12.小星家的太阳能热水器,水箱容积是200L。小星进行了一次观察活动:某天早上,他用温度计测得自来水的温度为20,然后给热水器水箱送满水,中午时“温度传感器”显示水箱中的水温为45。请你求解下列问题: (1)水箱中水的质量;(2)水吸收的热量; (3)如果水吸收的这些热量,由燃烧煤气来提供,而煤气灶的效率为40,求至少需要燃烧多少煤气(煤气的热值为q=4.2107Jkg) 13.物理科研小组的同学做了下面的实验,取500g水放在烧杯中,测得水的温度为20,然后点燃酒精灯通过石棉网给烧杯里水加热,并将温度计插在水中观察水温的变化,当温 度计的示数为70时,装有10g的酒精刚好烧完。C水=4.2103J/ (kg) (1)计算:实验中水吸收了多少热量? (2)有的同学试图用水吸收的热量来计算酒精的热值,请你分析这种做法是否可行? (3)如果从资料中查出酒精的热值为q=3.0107 J/ kg,请 你计算出此次实验中的热效率?
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