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第十三章1234内能的利用
【中考透视 明确航向】
主要考查的重点及热点：有关热值、热机的效率和热量的计算、内燃机的四个冲程的识别汽油机和柴油机的结构及四个冲程的异同、利用能量守恒定律判断能量的转化和转移；联系生活实际的热量的转化和转移型计算是热点.及将是2021中考的命题热点.
【典例探究 提炼技法】
考点一：热机
命题角度1：识别汽油机（或柴油机）的冲程
(
【解法技巧】
首先要熟悉汽油机的主要结构以及做功冲程和压缩冲程中能量的转化.辨别冲程时，要抓住四个冲程中的工作特点：进气门、排气门的开、闭情况以及活塞上、下运行情况.另外还要把握住吸气冲程、做功冲程和排气冲程的显著特点：做功冲程中的显著特点是火花塞产生电火花；吸气冲程和排气冲程有吸入物质和排出废气的箭头标识.
)
【例1】：下图是汽油机一个工作循环的四个冲程，顺序排列正确的是（　　）
A．甲乙丙丁 B．乙丙甲丁 C．丁丙乙甲 D．丁甲丙乙
命题角度2：汽油机和柴油机的异同
(
【解法技巧】
利用比较法熟记汽油机和柴油机的异同点，然后进行分析判断。
注意：
由于柴油机在做功冲程中,柴油燃烧得更充分,燃烧时产生的燃气温度更高,压强更大,可以将更多的内能转化为机械能,因此柴油机的效率比汽油机的效率高。
)
【例2】：汽油机和柴油机有很多的异同点，下列有关四冲程汽油机和柴油机的异同点说法不正确的是（　　）
A．汽油机和柴油机都是内燃机
B．吸气冲程，汽油机吸入的只有空气，柴油机吸入的是柴油和空气的混合物
C．汽油机和柴油机的一个工作循环对外只做一次功，活塞往复两次
D．柴油机压缩冲程末的温度比汽油机高，燃料燃烧更完全，效率比汽油机高
考点二：燃料的热值
命题角度1：热值的理解及液态氢热值大的应用
(
【解法技巧】
①热值的理解：
热值用来表示燃料在完全燃烧时放热本领的大小,它反映了燃料的燃烧特性。热值是物质本身的一种特性,它只与物质的种类有关,与燃料的质量、体积、燃料燃烧的情况无关。
②
火箭常用液态氢做燃料是因为液态氢的热值大。
)
【例3】：下列关于热值的说法正确的是（　　）
A．燃料燃烧越充分热值越大
B．2kg的煤完全燃烧比1 kg的煤完全燃烧热值大
C．1kg煤燃烧放出3×105J的热量，则煤的热值为3×105J/kg
D．热值是燃料的一种属性与燃料的质量无关，不同的物质热值一般不同
【例4】：年8月，我国发射了全球首颗量子卫星，为了纪念墨子，这个全球首颗量子卫星被命名为“墨子号”．发射卫星的火箭常使用液态氢作为燃料，主要是因为液态氢具有（　　）
A．较小的密度 B．较大的比热容 C．较低的沸点 D．较高的热值
命题角度2：热值的计算
(
【解法技巧】
①审题明确已知条件和待求量；②然后写出燃料完全燃烧时的放热公式或变形式；③最后带入数据和单位进行求解。
注意：
计算时要注意燃料是气体还是固体（液体）；若是固体（或液体）,计算燃料完全燃烧的放热公式为：Q
放
=mq(q单位是J/kg)；若是气体，计算燃料完全燃烧的放热公式为：Q
放
=Vq(q单位是J/m
3
)。
)
【例5】：一个成年人参加一次长跑，身体消耗的能量为6.6×106J，这些能量相当于完全燃烧0.55kg的干木柴才能得到．则干木柴的热值为 J/kg，如果用掉一半后，干木柴的热值将 ．（选填“变大”“变小”或“不变”）
考点三：热机的效率
命题角度1：热机的效率的计算
(
【解法技巧】
热机效率是反映热机对内能的利用率。
明确热机效率的含义是关键．根据已知条件，利用热机效率公式进行求解。
)
【例6】：如图是某内燃机工作时的能量流向图，该内燃机的热机效率是（　　）
A．25% B．35% C．40% D．75%
命题角度2：提高热机效率的途径
(
【解法技巧】
热机性能的重要指标。热机的效率高，在做功同样多的情况下，就消耗更少的燃料，从而节约能源减少污染。再设计和制造热机时，要不断改进和创新，以减少各种能量损失，提高效率。故提高热机效率的主要途径有：
①
使燃料充分燃烧；②尽量减小废气带走的热量；③机件间保持良好的润滑、减小
因摩擦而损失的能量
；④改进热机的结构和性能，减小热量的损失。
)
【例7】：为了节约能源，需要提高热机的效率，下列措施不能提高热机效率的是（　　）
A．让燃料与空气混合充分，使燃料燃烧得比较完全
B．在设计与制造热机时要不断改进与创新，以减少能量的损失
C．尽量减少热机内部各部件间的摩擦
D．尽量增加热机的工作时间
考点四：热量和热效率的综合计算
(
【解法技巧】
①首先明确热效率的几种类型：对于公式
,其中Q
有
为有效利用的热量,Q
总
指总能量,如果是用炉子给物体加热,则Q
总
为燃料完全燃烧放出的热量(Q
总
=mq),Q
有
为被加热物质吸收的热量;如果是太阳能热水器,则Q
总
为太阳摄入的总能量,Q
有
为水吸收的热量;如果是用电热器烧水,则Q
总
为电流做功放出的热量(Q
总
=UIt),Q
有
为水吸收的热量；②然后分别列出吸热、放热和热效率的公式或变形展开式进行联立求解。
注意：
(1)解题时要认真审题,注意文字叙述中“升高到t℃”还是“升高了t℃”,“降低到t℃”还是“降低了t℃”,“升高了t℃”和“降低了t℃”对应的是温度的改变量即Δt为t℃,而“升高到t℃”和“降低到t℃”对应的是物体的末温为t℃。
(2)在1标准大气压下,水的沸点是100℃,故在1标准大气压下,水被加热到沸腾后,继续加热,在计算水的末温时,水温不能在100℃以上。
)
【例8】：年5月18日，中国科学家首次在南海试采可燃冰取得圆满成功，实现了我国天然气水合物开发的历史性突破．可燃冰清洁无污染，储量巨大，是一种非常理想的新型能源．可燃冰的热值很大，是天然气热值的10倍以上，若按15倍计算．[c水=4.2×103J/（kg ℃），天然气的热值q=7.0×107J/m3]求：
（1）体积为0.0lm3的可燃冰完全燃烧放出的热量为多少？
（2）若这些热量的90%被质量为100kg的水吸收，则水升高的温度是多少？
【例9】：如图所示是某太阳能热水器，水容量为100L，该热水器在冬季有效日照时段里，平均每平方米的面积上每小时接收的太阳能约为2.8×106J，若该热水器接收太阳能的有效面积为1.5m2，每天日照时间按8h计算，若这些太阳能能使装满水的热水器中的水温从20℃升高到60℃[水的比热容为4.2×103J/（kg ℃），水的密度为1.0×103kg/m3]，求：
（1）热水器中水的质量；
（2）一天内热水器中的水吸收的热量；
（3）热水器在冬季的效率．
例9图 例10图
【例10】：由于化石能源长期大规模开采，不久的将来会消耗殆尽，所以开发新能源、更好的利用已知能源，是全球范围内的重要课题．人们根据生活需要制成了一种新型太阳能热水器，晴天可利用太阳能集热，阴雨天可用电辅助加热．小荣家新安装了一台这种热水器，铭牌如下图．
请解答下列问题：
（1）太阳能热水器贮满水，水温从20°C升高到50°C时，需要吸收多少热量？
（2）用电加热时，热水器正常工作的电流为多少？（结果保留1位小数）
（3）贮满水的热水器，阴雨天时，也要使水温从20°C升高到50°C，其中50%的热量由电能辅助提供．若不计热量损失，热水器正常工作需要加热多长时间？
额定电压220V 容积100L
额定功率2000W 频率50Hz
考点五：能量的转化和守恒
(
【解法技巧】
分析实例时，从能量的消耗和获取两个方面考虑：看消耗了什么形式的能，又获得了何种形式的能。然后根据能量转化（或转移）的方向性做出判断。
)
【例11】：下列关于能量转化转移现象的说法中，正确的是（　　）
A．蓄电池充电时，化学能转化为电能 B．暖瓶塞跳起时，机械能化为内能
C．用热水袋取暖时，内能发生了转移 D．电动机工作时，机械能转化为电能

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