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第十章　机械能、内能及其转化
调查燃料的利用及其对环境的影响
第五节
1
了解热值的概念及单位，知道热值是燃料的一种特性。
2
了解热机效率，知道热机工作时燃料释放能量的主要流向。
3
知道可以怎样提高热机效率以及提高热机效率的意义。
4
能进行有关热机效率的简单计算。
所有的热机在工作时都需要燃料_____，先把燃料的_____能转化为___能；再把___能转化为______能。
燃烧
化学
内
内
机械
1.你知道生活中有哪些燃料？
任务一　认识常见的燃料
固体燃料：煤、木炭等
液体燃料：汽油、柴油、煤油、酒精等
气体燃料：天然气、煤气等
人类对燃料的利用历程
木柴
煤炭
石油
天然气
汽油、煤炭、柴油、液化气
2.热值
(1)一定质量的某种燃料 ，化学能转化为内能的量(放出的 )与其 的比叫作这种燃料的热值，通常用 表示。
(2)热值的单位是 ，符号是 ，气体也会用 作单位，符号是 。
完全燃烧
热量
质量
q
焦每千克
J/kg
焦每立方米
J/m3
3.实验：比较石蜡和酒精完全燃烧时的放热本领
可供选择的器材有温度计、电子台秤、烧杯（装有适量的水）铁架台、酒精灯、蜡烛等，设计出实验方案并进行交流。
(1)如何比较两种燃料燃烧时放出热量的多少？
答案　燃料完全燃烧后，比较烧杯中水升高的温度，就可以比较两种燃料的放热本领。
(2)在测量温度时要注意哪些事项？
答案　尽快测量，避免热量损失；水银的沸点大于煤油和酒精的沸点，且水银的比热容较小，所以水银升高的温度较明显，选择水银温度计测量温度。(合理即可)
(3)如何保证两种燃料燃烧的质量相同？
答案　取相同质量的石蜡和酒精，两种燃料全部燃烧完，说明两种燃料燃烧的质量相同。
(4)你的实验方案在哪些环节容易出现误差？
答案　略
思考：阅读分析教材第29页“表10.5－1　一些燃料的热值”，思考燃料的热值与什么因素有关？与质量、放出的热量、是否完全燃烧有关吗？
答案　热值是燃料的一种性质，只与燃料的种类有关，与质量、放出的热量、是否完全燃烧无关。
利用家用煤气灶，把质量为1 kg的水，从室温25 ℃加热至100 ℃，消耗煤气0.023 6 m3，这些煤气完全燃烧放出的热量是多少？水吸收的热量是多少？(煤气的热值是3.9×107 J/m3)
学以致用　
解：煤气放出的热量：
Q放＝qV＝3.9×107 J/m3×0.023 6 m3＝9.204×105 J
水吸收的热量：
Q吸＝cmΔt＝4.2×103 J/(kg·℃)×1 kg×(100 ℃－25 ℃)＝3.15×105 J。
1.根据“学以致用”可以看出，水吸收的热量远小于煤气放出的热量，为什么在烧水时，水不能吸收煤气燃烧放出的全部热量？这说明了什么？
答案　煤气燃烧放出的热量除了要加热水，还要加热容器和周围的空气，即有热量的散失与损耗。这说明燃料的热量不能被完全利用。
任务二　了解燃料的利用效率
热机（如内燃机）在工作时，能不能将燃料所放出的热量全部用来对外做功呢？热量都去哪里了？
燃气内能
损失的内能
无用的机械能
有用的机械能
2.热机的效率
(1)热机用来做 的那部分能量，与燃料 之比，叫作热机的效率。
(2)蒸汽机与内燃机相比， 的效率较高；内燃机中， 的效率较高。
(3)要想提高热机的效率，应该使燃料 ，尽量_______________
______；在热机设计和制造上提高技术水平和使用新材料；保证良好的润滑，减少因摩擦额外消耗的功。
(4)用η表示热机的效率，W有用表示有用功，Q总表示燃料完全燃烧放出的
热量，则热机效率的计算可以写作η＝。
有用功
完全燃烧释放的热量
内燃机
柴油机
充分燃烧
减少各种热量
损失
1.(2025·深圳宝安区开学考)如图是某内燃机的能量流向图，下列说法正确的是(　　)
A.该内燃机的热机效率为30%
B.减小机械摩擦可提高内燃机的效率
C.随着技术进步，未来内燃机效率可能达到100%
D.燃料燃烧时热值变小
2.(2024·宜昌期中)现在有的小汽车采用涡轮增压发动机，它和普通发动机相比，能利用废气的能量压缩空气，增加汽缸的进气量，这样燃料燃烧　 　　，发动机效率更　　(选填“高”或“低”)。
学以致用　
B
更充分
高
(1)燃料燃烧造成的污染：① 污染；②噪声污染。
(2)废气污染危害：①危害人体健康：②影响植物的正常生长；③影响
；④产生 。
(3)环境保护措施：①改进燃烧设备，消除烟尘；②充分开发利用污染少和无污染的能源；③在内燃机排气管上安装消声器，以减少噪声污染；④推广使用气体燃料；⑤大力种草植树。
废气
全球气候
酸雨
任务三　认识燃料的利用对环境的影响
1.(2024·苏州期中)在跨学科实践活动中，小晋调查“家用燃料的变化与合理使用”时发现，我国近几十年家用燃料由柴草、煤炭发展至天然气。使用天然气作为家用燃料主要是因为天然气的(　　)
A.内能较大 B.热值较大
C.密度较小 D.比热容较大
B
2.(2024·阜阳颍州区期末)如图是某品牌的房车。若在一段平直的路上匀速行驶33 km，此过程消耗柴油质量为5 kg，牵引力为2×103 N，柴油的热值为4.3×107 J/kg，g取10 N/kg。求：
(1)该房车在此过程中牵引力所做的功；
解：该房车牵引力所做的功：W＝Fs＝2×103 N×33×103 m＝6.6×107 J；
(2)柴油完全燃烧放出的热量；
解：柴油完全燃烧放出的热量：
Q放＝m柴q柴＝5 kg×4.3×107 J/kg＝2.15×108 J；
(3)此房车行驶过程中热机的效率。
解：此房车行驶过程中热机的效率：η＝≈31%。

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