6．近期煤价节节攀升，少数不法商贩将煤矸石破碎后掺在优质煤中高价销售，客户为了不上当，最恰当的方法是检测下列物理量的中(　　 ) (题型二)

A．热值　　　　　　 B．比热容　　　　　 C．温度　　　　　 D．质量

5．一台内燃机运行时各种能量损耗大致为：汽缸散热损失占25%，废气带走的能量占30%，摩擦等机械损耗占10%，则它的机械效率为　　　　　 。(题型三)

4．随着人们物质生活水平逐步提高，农村的厨灶发生了革命性的变化．煤球炉、沼气灶和液化气灶等灶具已走进家庭.液化气与煤相比,热学方面突出的优点是 ________________；环保方面突出的优点是 _________________________ .若要将2.5kg初温为20℃的水加热到80℃,至少需要燃烧 ______________m³ 的液化气．［ 水的比热容是4.2×10³J/(kg•℃),液化气的热值是5.0×10⁷J/ m³ ］(题型二)

3．西气东输主干线西起塔里木盆地的轮南油气田，向东途经九个省区，最终到达上海，总计年输送天然气1.2×10¹⁰m³，即年输气质量为_____kg。若这些天然气完全燃烧放出的热量是_______J。(管道内天然气密度为6kg/m³，天然气的热值是5×10⁷J/kg)(题型二)

2．汽油的热值是4.6×10⁷J/kg，现有汽油500g，若燃烧一半，剩余汽油的热值是________J/kg.(题型二)

1．汽油机的工作过程由吸气、　　　　 、做功、排气四个冲程组成，其中将内能转化为机械能的是　　　　　　 冲程. (题型一)

16．据生活经验，我们猜想：物体温度升高吸收热量的多少可能与质量和物质的种类有关，为了验证猜想，我们制定了两个计划：

A．让研究对象都升高相同的温度，然后比较它们吸收热量的多少

B．让研究对象都吸收相同的热量，然后比较它们升高温度的高低

(1)实验室准备了两个规格相同的电加热器、两个相同的酒精灯，两个相同的烧杯、两支温度计，手表、铁架台、适量的水和煤油，为了完成实验，还需要_____________仪器。

(2)能够准确地控制物体吸收热量的多少，是本次实验成败的关键，在提供的热源中，你认为选用______________比较合理。理由是___________________________________.

(3)从两个计划中，任选一个设计实验记录表格。

15．4 　　　热机

你知道汽油机的工作原理吗？它在工作过程中能量怎样转化？什么叫热机的效率？怎样提高热机的效率呢？

智　 能　 提　 要

问：如何理解燃料的热值？

答：从我们的生活经验事实可知，做一顿饭所需的热量是一定的，但所需的煤火燃气的质量

大小是不同的． 这正好表示质量相同的不同燃料完全燃烧放出的热量是不同的特性，我们就可以用1kg的某中燃料完全燃烧所放出的热量叫做这种燃料的热值． 从这个定义可知，同中燃料的热值相同，不同燃料的热值一般不同．它反映的是燃料的特性，其大小于燃料质量大小、是否完全燃烧、放出的热量大小无关，但在数值上等于一定质量的燃料完全燃烧放出的热量(Q)与其质量(m)的比值．

问：怎样更深刻地理解四冲程汽油机的工作过程？

答：四冲程汽油机的每一个工作循环包括四个冲程：吸气、压缩、做功、排气，这四个冲程中只有做功冲程(即燃烧-膨胀做功冲程)对外做功，它是靠燃料(汽油)在汽缸中燃烧，生成高温高压的燃气，燃气推动活塞对外做功，实现了内能转化为机械能，从而使汽车获得了动力(机械能)，而且其他三个冲程靠飞轮的惯性来完成，吸气、压缩、排气冲程需消耗机械能，其中压缩冲程机械能转化为内能形成高温高压燃油气体混合物，遇电火花而猛烈燃烧，获得更大的内能，在这其中，还存在燃料的化学能转化为内能的能量转化形式．

问：怎样从热机的效率来理解提高燃料的利用率？

答：我们知道，热机的效率=，其中，燃料完全燃烧放出的能量即为热机的燃气内能，燃气内能=散热损失能量+机械损失能量(克服摩擦)+有用机械能．

从上面的等式中可看出，要提高热机效率可尽量减少各种能量损失，其中减少燃气的内能损失是有效措施就是重新利用燃气内能(如热电站)，这样可提高燃料利用率．当然，现代化的新型热机(比如课本P117介绍的现代汽车的发动机利用微电脑控制)的喷油系统，可提高燃油在汽车中的燃烧效率，从而业可提高燃料的利用率．

作为当今石油等能源物质的严重匮乏而又必须面临的严峻事实，提高燃料的利用率的问题就显得尤为重要．我们作为新世纪祖国建设的接班人，在这个问题上有着很广阔的探索空间，我们希望有更多的同学将来在汽车工业、能源开发遇利用等方面做一个科技型的节能专家．

问：为什么热机的效率比较低？ 答：根据热机效率的定义可知，热机的效率比较低，说明热机中燃料完全燃烧放出的能量中用来做有用功的部分比较少．为什么会比较少呢？要回答这个问题，先要弄清热机工作过程中有哪些损失能量的原因，归纳起来应该有以下几个原因：(1)燃料并未完全燃烧，使部分能量白白浪费掉了．例如，一辆汽车从身边驶过，有时我们从汽车排出的气体中嗅到了汽油味，这说明汽油机中的汽油未完全燃烧．(2)热机工作的排气冲程要将废气排出，而排出的气体中还具有内能，另外汽缸壁等也会传走一部分内能．(3)由于热机各零部件之间有摩擦，需要克服做功而消耗部分能量．(4)曲轴获得的机械能也未完全用来对外做功，而有一部分传给飞轮以维持其继续转动，这部分虽然是机械能，但不能称之为有用功．

据上所述，热机中能量损失的原因这么多，所以热机的效率一般都比较低．

中 考 撷 要

本节的中考考点有：结合热值的概念，计算燃料燃烧时放出的热量，燃烧过程与吸热过程的综合；判断内燃机工作过程中能量的转化；根据热机效率的意义，寻求提高热机效率的途径．最近两年中，关于热机效率的中考试题出现的频率较高．

智 能 拓 展

内燃机的广泛应用

内燃机，特别是汽油机、柴油机的出现，在社会经济的各个部门中获得了广泛的应用．对工农业和交通运输业的发展来说，内燃机的重要性甚至超过了电机．

内燃机是各种交通运输工具的强大动力．内燃机的发明导致了汽车制造业的兴起．1885年戴姆勒和本茨分别造出了汽车，1888年邓录普发明充气轮胎，1895年美国人福特开办的汽车厂采用惠特尼生产标准化零件的方法，建立了“装配线”，日产1000辆T型汽车．1923年柴油机成为载重汽车的动力，随后又在大客车方面与汽油机并驾齐驱．1913年第一台装置柴油机的内燃机车诞生，促进了铁路运输技术的 ，内燃机车同电气机车一起逐步取代了蒸汽机车．1912年艘柴油机驱动的远洋轮船下水．到20世纪70年代初，全球商队轮船中已有80%是由柴油机驱动的．1903年美国莱特兄弟驾驶内燃机发动的飞机首次飞上了天空．1909年法国工程师布来里昂特驾驶飞机飞越英吉利海峡．1927年林德伯格实现了从纽约到巴黎的不着陆飞行． 全世界被这一空前的成就所震惊，更大、更安全的飞机从此得到改进和革新．

内燃机的发明使生产技术发生了重大的革命，内燃机一出现很快就开始取代畜力成为农业生产的动力．自1910年拖拉机成批生产以来，它的使用又促进了农用工具机，如播种机、收割机等机械的大量制造，加快了农业机械化的进程．

内燃机还被广泛应用于军事设施．例如：飞机、火箭军舰、潜水艇、坦克、战车等，成为现代化战争中不可缺少的动力设备．

除上述以外，在其他领域中诸如发电、排灌、工程机械、地质钻探等部门，都是应用内燃机的场所．在人们的生活领域中，家用汽车和摩托车使用的动力机械也是内燃机．内燃机正在广泛应用中不断得到改进，它的结构日趋成熟、完善，性能不断提高，最高热效率达到了46%．

智　 能　 归　 例

题型一　 知道汽油机的工作原理及工作过程中能量的转化

例 　有关四冲程内燃机的叙述中，不正确的是(　 )

A．工作中只有做功冲程把内能转化为机械能

B．工作中压缩冲程是把内能转化为机械能

C．工作开始时要靠外力启动

D．每一个工作循环，燃气只做功一次

知识点　 热机的工作原理及工作过程中能量的转化情况

闯关点拨　 吸气、压缩、做功、排气四个冲程构成了内燃机的一个 工作循环．

析　 在内燃机的四个冲程中，只有在做功冲程中，燃气才对外做功，内能转化为机械能．压缩冲程中机械能转化为内能．内燃机开始工作时需要外力启动，所以，A、C、D所说的都是对的．

答 　选B

题型二　 认识燃料热值的物理意义，并会计算燃料完全放出的热量

例1 　干木材的热值是1.2×10⁷J/kg，它的物理意义是____________________．要放出3.6 × 10⁷J的热量，需要完全燃烧__________kg的干木材．

知识点　 认识热值的物理意义，并会进行计算

闯关点拨　 燃料的热值是燃料的一种特性，其物理意义由定义可知，要求燃料燃烧放出的热量情况，可利用Q_放=qm来计算．

解 　其物理意义是：1kg干木柴完全燃烧放出1.2×10⁷的热量．由Q_放=qm得：．

例2　　 小明学习了热学的有关知识后，知道水的比热是4.2×10³J／(kg·℃)，他想估算一下自己家每天烧水、做饭需要的热量，于是小明仔细记录了他家每天烧水、煮饭、炒菜需要的时间，并把它折算成烧水时间，相当于每天将30kg20℃的水烧开．

　(1)小明家每天烧水做饭需要多少热量?

　(2)如果普通煤的燃烧值为3×10⁷J/kg，从理论上讲小明家每天烧水做饭需要多少千克煤?

　(3)小明家实际平均每天需要烧4块蜂窝煤，按每块蜂窝煤含煤0.5kg算，他家每天实际用煤2kg，由此小明计算出他家煤炉的效率只有16.5%，你认为小明家煤炉效率低的原因是什么?

　(4)从大的方面讲，家用煤炉除了热效率低浪费能源的缺点外，另一个主要缺点是什么?

知识点　 利用公式Q_放=qm和的综合计算

闯关点拨　 用公式Q_放=qm和来计算．

解　 (1)Q＝cm(t₂－t₁)

　将数据代入①得Q＝1.0×10⁷J

　(2)M＝kg＝0.33kg

　(3)煤不能完全燃烧；热量散失严重．　

　(4)产生废渣、废气，造成环境污染．　

题型三 认识热机的效率，并会进行有关的计算

例　 甲、乙两汽车，甲的汽油机效率比乙的汽油机效率高，这表明(　 )

A．甲做功比乙多

B．甲做功比乙快

C．甲消耗的汽油比乙少

D．以相同的牵引力行驶相同的路程，甲耗油比乙少

知识点　 考查对热机效率的理解

闯关点拨　 热机的效率与功率、做功的多少没有必然联系．

析 　汽油机做功的多少由牵引力的大小和汽车前进的距离的大小有关，与汽油机的效率无关，所以A不正确；汽油机做功的快慢是由汽油机的功率决定的，与汽油机的效率无关，故B不正确；汽油机做功的多少没有确定，其耗油量也不能确定，故C也是错误的．在D选项中，由W=Fs可知，两汽油机做的功相等，由于甲的效率高，故甲耗油少．

答 　选D

中考典题精析

考题1 　汽油机的一个工作循环是由四个冲程组成，其中在做功冲程中燃气对活塞做功，实现了___________能向___________能的转化．图15-11表示的是汽油机的________冲程(填冲程的名称)．

( 北京市东城区2004年中考题)

闯关点拨　 由汽油机汽缸示意图辨别冲程名称时，要根据两气门的关闭活塞的上下运动情况来确定，要判断是否是做功冲程可观察火花塞是否点火．

析　 在做功冲程中，将内能转化为机械能；从图中可以看出：进气门打开、排气门关闭，活塞由上往下运动，汽油和空气的混合物将进入汽缸，这是吸气冲程．

答 　内能　 机械能　 吸气

考题2 　一辆轿车在平直的高速公路上匀速行驶1.8km，轿车上的速度表如图15-12所示，在此过程中

(1)轿车速度为多少km/h？合多少m/s？

(2)若轿车行驶过程中发动机的功率为40kW，则该车行驶中　

所受阻力多大？

(3)这段过程中轿车消耗汽油0.25kg，其发动机的效率多　

大？(q_汽油＝4.6×10⁷J/kg)(江苏省南通市2004年中考题)

闯关点拨　 这是一道力学与热学的综合试题，涉及了速度、平衡力、功、功率、热量、热值、效率等许多知识点．计算发动机的效率可根据热机的效率公式，W_有即为发动机牵引力对汽车所做的功，W_总等于汽油完全燃烧放出的热量．

解　 ⑴轿车的速度为90km/h

⑵由　 得：

因轿车匀速运动，受力平衡

所以阻力f=F=1600N

⑶汽油燃烧释放的热量为：

牵引力做功为：

∴发动机效率为：

智　 能　 训　 练

基础知识训练

15．小乐和小宁为了比较甲、乙两种液体的比热容大小，他们做了这样一个实验：先取两个完全相同的容器，倒入质量和温度都相同的甲、乙两种液体，然后取两个质量相同的铜块，放在同一杯开水中煮沸一段时间后，迅速取出分别放入甲、乙两液体中，几分钟后，用温度计测量甲、乙两种液体的温度，发现甲液体此时的温度高于乙液体的温度．　 小乐和小宁运用所学知识判定甲液体的比热容小于乙液体的比热容，你同意他们的观点吗?为什么？(假设铜块放热全部被液体吸收)　　　　　 (题型一)

14．吃早饭的时候，妈妈用热水给小雪加热如图15-10所示的袋装牛奶，为了使这袋牛奶的温度由12^OC升高到42^OC，妈妈至少要用60^OC的热水多少千克？(水的比热容为4.2×10³J/(kg.^OC)设该牛奶的比热容为2.5×10³J/(kg.^OC);不计热量损失)(题型四)

13．如图15-9所示把凉牛奶放在热水中加热，经过一段较长时间，它们的温度随时间变化的图像如图所示，下列说法中正确的是　 (　 )(题型三)

　 A．水和牛奶最后温度相同

　 B．水的温度变化比牛奶大

　 C．牛奶温度变化比水慢

　 D．甲是牛奶温度变化图像