八年级物理下册《热机效率和环境保护》知识点汇总。
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八年级物理下册《热机效率和环境保护》知识点汇总
一、燃料的热值及简单计算
1、热机是利用燃料燃烧释放出的能量(热量)转化成机械能装置。
多媒体展示：蒸汽机车拖着长长的列车，冒着浓烟在原野急驰。(煤炭)
装有汽油机的运动赛车，在赛道上风驰电掣般的飞驰。(汽油)
飞行中的喷气式飞机尾部喷着高温高速气体。(航空煤油)
火箭喷着长长的火舌，在起飞台上冉冉升起。(化学燃料)
2、质量相同的不同燃料完全燃烧释放出的能量(热量)是不相同的
演示：常规燃料标本：木柴、烟煤、焦炭、汽油、柴油、酒精、液化石油气(透明塑料打火机中装有)
研讨：普通的一个家庭一个月平均要用无烟煤75kg，改用液化石油气就只需15kg，农村烧大灶的话每月需干木柴150kg。
一个无烟煤(0.6kg)只能烧开5瓶水，而0.6kg的液化气可以烧一天的饭菜、开水以及还可以烧淋浴的洗澡水。
3、每kg某种燃料完全燃烧释放出的能量(热量)称为这种燃料的热值：(q)
查书中热值：说出展示的几种燃料标本各自的热值：
质量是m的燃料完全燃烧放出热量是：Q放=qm
例：完全燃烧100克酒精能释放出热量(q酒精=3.0×107J/kgQ放=3.0×107J/kg×0.1kg=3.0×106J)
二、热机效率
1、热机工作时，不能把燃料释放的能量全部利用。
研讨：站在内燃机排气口附近就会闻到汽油或柴油的气味--燃料燃烧并不彻底造成能量损失，如：
打开发动机机盖，便觉一股热气扑面而来
机械散发热量造成能量损失
有人曾用汽车尾气的热量加热饭菜
废气排放也损失部分能量
发动机各部分零件相互摩擦
消耗部分能量
结论：热机利用的做有用功的热量只占燃料燃烧放出热量小部分。
2、热机效率：(η)用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的热量之比。
(η=Q有/Q总放×100%)(类比)(η机械=W有/Q燃×100%)
结合火力发电站能流图，来研讨热机效率。
结论：由于热损失的原因多，热机效率一般较低。热机是人类使用的主要动力机，尽管它的效率不高，我们仍然离不开它。
3、为了合理利用能量人类一直在努力提高热机效率。
研讨：提高热机效率的途径，让燃料充分燃烧。减少发动机各部分之间的摩擦。下决心关停耗能的热机。研究开发热能效率更高的热机。
4、计算热机效率：
①一台大型推土机的推力约为3×104N，匀速推着土总行程达10km，消耗柴油约30.3kg,求推土机上装的柴油机的热机效率。
解:η=Q有/Q总放×100%=W有/q柴油m柴油×100%
=3×104N×104m/[3.3×107(J/kg)×30.3kg]×100%≈30%
答：这台柴油机热效率为30%。
②点燃一只无烟煤(0.6kg)，能烧开5瓶水，而点燃0.6kg的液化气可以供普通人家烧一天的饭菜，开水还可以烧淋浴用的洗澡水。这样看来：不同的燃料不相同。若q无烟煤=3.4×107J/kg，5瓶水的质量约为9.5kg，从20℃烧开，那么这个煤炉的热效率是多少?
三、热机为人类社会发展的贡献，同时也带来的环保问题。
1、热机发展史：蒸汽机(效率10%)，蒸汽轮机(效率20%)，内燃机(效率30%)，燃气轮机(效率40%)
2、对人类社会的贡献：极大地提高了生产力蒸汽机发明后的一百年间，人类所做的工作量相当于以往几千年工作量的总和，极大地改观了交通状况：帆船横渡大西洋约需25-30天，蒸气机驱动的轮船约用17天以内。柴油机轮船约为10天，协和式超音速客机只需3.5小时就可以从巴黎飞到纽约。
3、热机使用引起的环境问题：内燃机大量排放的废气会形成毒雾天气，酸雨现象。中国在重庆等地危害严重，西欧、美国等地还更为严重，造成植被大量死亡，也造成大量湖泊中的成批鱼类的死亡。目前世界各国都制定了汽车尾气的排放标准，减少了煤的使用量，来控制废气造成的危害。
延伸阅读
热机效率
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第三节热机效率
学习目标
1．了解热机的效率概念，了解不同热机的效率值
2．了解情况热机的使用对社会的贡献和给环境带来的影响
3．通过与机械效率对比，进一步体会效率概念，感悟效率是评价投入、产出比的基本方法。
课前学习
一、复习回顾
1．叫机械效率。
2．内燃机是将能转化成能。内燃机一个工作循环的四个冲程依次为冲程、冲程、冲程和冲程。
二、尝试学习
1．在内燃机里，燃料释放的能量都到哪里去了？
2．叫做热机的效率。
课堂学习
一、热机效率
1．交流讨论：热机里的能量转化。
结合图2-3-2，在内燃机里，燃料释放的能量流向哪些？
2．热机的效率定义是。看书P27一些热机的热机效率表，讨论这些热机中的能量转化情况。
二、改变世界的热机
看书P27第一、二自然段，说一说热机的发展过程。
三、热机的使用对环境的影响
1．阅读P28的地球在我们手中，
燃料燃烧生成有害气体二氧化硫、及大量的、等，排放到大气中，污染大气。危害人体，而热机排出的气体引起温室效应。
汽油和柴油的燃烧，不仅产生了大量氮氧化物、、和铅，汽车内燃机的废气和冷却水还
我们既要有效地能源，又要很好地和污染，为人类创造一个更加美好的环境。
当堂检测
1．为了节约能源，需提高热机的效率，下列措施中不能提高热机效率的是（）
A．尽量使燃料充分燃烧B．尽量增加热机的使用时间
C．尽量减少废气带走的热量D．尽量减少热机部件间的摩擦
2．下列供热方式，最有利于环境保护的是（）
A．用煤做燃料供热B．用石油做燃料供热
C．用天然气或煤气做燃料供热D．用太阳能供热
3．关于热机，下列说法错误的是（）
A．热机性能好坏的重要标志之一是热机效率
B．在四冲程内燃机中减少废气带走的大量热量可以大大提高热机效率
C．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
D．在压缩冲程中内燃机将机械能转化为内能
4．下列关于热机和环境保护的说法中正确的是（）
A．热机的大量使用会造成环境污染B．所有的热机都是用汽油作燃料
C．汽车排出的尾气都是有毒气体D．热机所产生的噪声，可以被热机上的消声器完全消除
5．一台单缸四冲程柴油机，飞轮转速为3600转/分，该柴油机活塞1s对外做功次。若其效率为40%，消耗5kg的柴油转化成的机械能是J。(q柴油=4.3×107J/kg)
6．天然气在我市广泛使用，已知天然气的热值为4×107J／m3，完全燃烧0.05m3天然气可以放出多少J的热量？这些热量若只有42％被水吸收，则可以使常温下5kg的水温度上升多少℃。
7．一辆汽车的发动机输出功率为66150W，每小时耗柴油14Kg，计算发动机的效率？（柴油的燃烧值为4.3×107J／Kg）
8．泰安五岳专用汽车有限公司是一家大型的特种专用汽车生产基地。该厂某型号专用车在车型测试中，在一段平直的公路上匀速行驶5.6km，受到的阻力是3.0×103N，消耗燃油1.5×10－3m3（假设燃油完全燃烧）。若燃油的密度ρ＝0.8×103kg/m3，热值q＝4×107J/kg，求：
（1）专用车牵引力所做的功？
（2）已知热机效率η＝W/Q（式中W为热机在某段时间内对外所做的功，Q为它在这段时间内所消耗的燃油完全燃烧所产生的热量），则该专用车的热机效率是多少？
小结整理
存在的问题与疑惑
八年级下册物理知识点：热机
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八年级下册物理知识点：热机
1、内燃机及其工作原理：将燃料的化学能通过燃烧转化为内能，又通过做功，把内能转化为机械能。按燃烧燃料的不同，内燃机可分为汽油机、柴油机等。
(1)汽油机和柴油机都是一个工作循环为四个冲程即吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程的热机。
(2)一个工作循环中只对外做一次功，曲轴转2周，飞轮转2圈，**往返2次。
(3)压缩冲程是对气体压缩做功，气体内能增加，这时机械能转化为内能。
(4)做功冲程是气体对外做功，内能减少，这时内能转化为机械能。
(5)汽油机和柴油机工作的四个冲程中，只有做功冲程是燃气对**做功，其它三个冲程要靠飞轮的惯性完成。
(6)判断汽油机和柴油机工作属哪个冲程应抓住两点：一是气阀门的开与关;二是**的运动方向。
2、燃料的热值
(1)燃料燃烧过程中的能量转化：目前人类使用的能量绝大部分是从化石燃料的燃烧中获得的内能，燃料燃烧时释放出大量的热量。燃料燃烧是一种化学反应，燃烧过程中，储存在燃料中的化学能被释放，物体的化学能转化为周围物体的内能。
(2)燃料的热值
1定义：lkg某种燃料完全燃烧时放出的热量，叫做这种燃料的热值。用符号“q”表示。
2热值的单位J/kg，读作焦耳每千克。还要注意，气体燃料有时使用J/m3，读作焦耳每立方米。
3热值是为了表示相同质量的不同燃料在燃烧时放出热量不同而引人的物理量。它反映了燃料通过燃烧放出热量本领大小不同的燃烧特性。不同燃料的热值一般是不同的，同种燃料的热值是一定的，它与燃料的质量、体积、放出热量多少无关。
(3)在学**热值的概念时，应注意以下几点：
1“完全燃烧”是指燃料全部燃烧变成另一种物质。
2强调所取燃料的质量为“lkg”，要比较不同燃料燃烧本领的不同，就必须在燃烧质量和燃烧程度完全相同的条件下进行比较。
九年级物理下册《燃料的利用和环境保护》知识点整理
九年级物理下册《燃料的利用和环境保护》知识点整理
一、燃料的热值
想想议议
1.人类从什么时候起开始使用火?
2.日常生活中常用的燃料有哪些?并从固、液、气三态给它们归类.
3.燃料燃烧时，能量是怎样转化的?
4.根据你的经验，相同质量的不同燃料，燃烧时放出的热量相同吗?
分析与结论
二、燃料燃烧时能的转化
现代社会中，人类使用的能量绝大部分是从燃料的燃烧中获得的内能.燃料的燃烧是一种化学变化，在燃烧过程中，燃料的化学能转化为内能，也就是常说的释放能量.
2.燃料热值的意义
燃料的种类很多，由于燃料的成份不同，相同质量的不同燃料在完全燃烧时放出热量不同，在物理学中就用燃料的热值来表示燃料在完全燃烧时放热本领的大小.也就是我们俗语中的：燃料顶烧不顶烧.
3.定义
1kg的某种燃料完全燃烧时放出的热量叫做这种燃料的热值.
由定义可知热值的单位是“J/kg”.
4.热值的物理意义
表示一定质量的燃料在完全燃烧时所放出热量的多少.如木炭的热值为3.4×107J/kg，它表示：1kg的木炭完全燃烧时所放出的热量是3.4×107J.同种燃料的热值相同，不同燃料的热值不同.
5.放出热量的计算
如果用m表示完全燃烧燃料的质量，用q表示该种燃料的热值，用Q放表示燃料完全燃烧时所放出的热量，则：Q放=m·q
其中：m的单位是kg,q的单位是J/kg，Q放的单位是J.
注意
正确理解燃料的热值：
(1)理解热值的物理意义是本节的重点。对于热值的定义，我们要抓住其中的三个关键词：1kg;某种燃料;完全燃烧.
“1kg”出热值是针对一定质量的燃料而言的，这一定质量是1kg.如果燃烧的不是1kg的燃料。那么，完全燃烧时放出的热量值与热值的大小便不同.
“某种燃料”是说明热值与燃料的种类有关.确定的燃料才有确定的热值，不同的燃料有不同的热值，由此可见，热值反映了燃料的燃烧特性。热值大，反映1kg的这种燃料完全燃烧时放出的热量多，或者说，化学能转化成的内能多.“完全燃烧”的含义是烧完、烧尽.1kg的某种燃料，只有在完全燃烧时放出的热量才是这种燃料的热值，如果没有完全燃烧放出的热量就比热值小.
(2)热值反映了所有能燃烧的物质的一种性质，反映了不同燃料在燃烧过程中，化学能转化为内能的本领的大小，也就是说，它是燃料本身的一种特性，它只与燃料的种类有关，与燃烧的形态、质量、体积是否完全燃烧均没有关系.
三、燃料的有效利用
1.影响燃料有效利用的因素
一是燃料不可能完全燃烧;二是燃料燃烧放出的热量散失很多，只有一小部分被有效利用.
2.炉子的效率
炉子有效利用的热量与燃料完全燃烧放出的热量之比叫做炉子的效率.
现代化大型锅炉的效率可达90%以上，一般小型锅炉的效率不足60%.
3.提高燃料利用率的方法
提高燃料的利用率是节约能源的重要措施.把固体燃料磨成粉末吹进炉膛燃烧，加大送风量，可使燃料燃烧得更充分，加大受热面积，可减小烟气带走的热量，这些都是提高炉子的效率和燃料利用率的具体措施.
四、补充知识：热机效率
(一)热机能量的损失
1.燃料未能完全燃烧
由于燃料的优劣，内燃机汽缸与活塞的密封程度等原因，热机不可能将燃料完全燃烧，这必将有一部分能量损失.不过，这里损失的能量很小.
2.废气带走很大一部分能量
四冲程内燃机的一个工作循环中用气冲程将汽缸中的废气排放掉，但此时废气的温度仍很高，内能较大.
3.一部分能量消耗在散热上
热机大部分是由金属组成，金属是热的良导体，传递了部分燃料燃烧所释放的热量，所以散热也是能量损失的一个方面.
4.克服摩擦做功
活塞和曲轴在运动时要克服摩擦做功，这部分能量也要靠燃料燃烧的内能来提供.
(二)热机的效率
1.定义：用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧所释放的能量之比.
2.公式：η=×100%
注意
由于热机在工作过程中，总有能量损失，所以热机的效率总小于1，汽油机的效率为20%～30%，柴油机的效率为30%～45%.柴油机的效率比汽油机的效率高，这主要是因为柴油机的构造和工作过程与汽油机有所不同，柴油机在压缩冲程中的压缩比比汽油机更大.
(三)提高热机效率的主要途径
1.使燃料充分燃烧.
2.尽量减少各种热损失.
3.在热机的设计和制造上，采用先进的技术.
4.使用时，注意保养，保证良好的润滑，合理调整运动零件之间的间隙，减小因克服摩擦阻力而额外消耗的功.
五、环境污染
1.废气污染
热机燃料在燃烧过程中能放出一定量的有毒气体和粉尘，这些气体和粉尘都会污染空气，有害于人类的健康和动植物的正常生长，产生的酸雨有害于农、林、渔业.
导致城市空气污染的主要原因是各种车辆排放的废气;导致环境污染的主要原因是燃料燃烧后的废气、废渣以及各种废液的排放.
2.噪声污染
热机以及热机带动的机器产生的噪声是环境污染的又一方面.
五、环境保护措施
1.改进燃烧设备，消除烟尘.
2.提高燃料的综合利用，采取集中供热.
在北方的取暖设备中，就是采用锅炉烧的水蒸气供给各家各户的散热管，这样就减少了大气污染;在城市中使用管道煤气和液化气，提高了燃料的利用率，也改善了环境.
3.充分开发利用污染少和无污染的能源.如人们正在想办法利用太阳能.
4.在内燃机排气管上安装消声器，以减少噪声污染.
