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第05讲热机效率能量的转化与守恒
模块一思维导图串知识
模块二基础知识全梳理（吃透教材）
模块三教材习题学解题
模块四核心考点精准练（6大考向）
模块五小试牛刀过关测（18题）
了解燃料的热值；
掌握热值的计算方法；
掌握热机效率的计算方法；
理解提高热机效率的方法。
■知识点一：燃料的热值
1.燃料
（1）燃料的种类
燃料是指可燃烧的物质，根据不同标准，燃料可分为不同的种类，最常见的是按其物理状态分类。
（2）燃料燃烧时能量转化
燃料在燃烧时将化学能转化为内能，也就是我们常说的释放能量。
2.燃料的热值
（1）定义：把某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量（或体积）之比，叫做这种燃料的热值。
（2）单位：焦耳每千克（或焦耳每立方米），符号：J/kg（或J/m3）
常用燃料的热值对应表
热值的理解
（1）热值反应了燃料在燃烧过程中，化学能转化为内能的本领大小；
（2）不是任何物质都有热值，如石块、铁块等非燃料物质没有热值；
（3）热值是燃料本身的一种特性，它与燃料的种类有关，与燃料的质量、体积、是否完全燃烧等没有关系。
（3）物理意义
热值在数值上等于1kg燃料完全燃烧时放出的热量。如汽油的热值为4.6×107J/kg，它表示1kg汽油完全燃烧放出的热量是4.6×107J。
（4）热量的计算：
（1）只有燃料燃烧放热时，才能用Q放＝qm或Q放＝Vq进行计算，不要将其与温度降低时的放热公式
Q放=cm△t混淆；
（2）计算时，要明确燃料的种类、是否完全燃烧后有关；
■知识点二：热机的效率
1.燃料的有效利用
（1）燃料的利用率
有效利用的热量与燃料完全燃烧放出总能量的比值，叫做燃料的利用率；
计算公式：
（2）影响燃料利用率的因素
①燃料未完全燃烧；②高温烟气带走的热量；③被容器、炉具、周围的空气等吸收的热量。
（3）提高燃料利用率的途径：
①让燃料尽可能充分燃烧，如将煤研磨成粉状，加大进风量等；
②减少热量损失，如加大有效受热面积等。
2.内燃机中热量燃烧的能量流向图
3.热机效率
（1）定义：用来做有用功的热量与燃料完全燃烧放出的热量的比值。
（2）计算公式：
对热机而言，其中用来做有用功的能量Q有用等于热机对外的有用功W有用，故热机的效率公式又可写成：。
（3）物理意义：热机的效率表示使用热机时对燃料的利用率的高低，因此热机的效率是热机性能的一个重要指标。
（4）常见热机效率：蒸汽机6%—15%，汽油机20%—30%，柴油机30%—45%。
4.提高热机效率的主要途径
（1）改善燃烧的条件，使燃料尽可能充分燃烧（将煤磨成煤粉，用空气吹进炉膛，使之更充分燃烧）；
（2）减少各种热量损失（I.加大受热面积，以减少烟尘废气带走的热量；II.使用较好的保温材料，减少热损失）；
（3）在热机设计和制造上，采用先进的技术；
（4）保障良好的润滑，减少机械摩擦。
热机效率的理解
（1）热机的效率是指有用功在燃料完全燃烧释放的能量中所占的百分比，而功率是指做功的快慢。这是两个不同的物理量，两者之间不存在必然的联系。
（2）热机的效率与燃料的种类（热值大小）、燃料的质量、热机的工作时间、做功的多少均无关。因此采用热值大的燃料并不能提高热机的效率。
■知识点三：能量的转化
1.各种形式的能
2.能量的转化与转移
（1）能量的转化
在一定条件下，能量可以从一种形式的能量转化为另一种形式的能量，这种现象叫能量的转化。自然界转化各种形式的能，在一定条件下都可以相互转化。如图为能量转化示意图。
（2）能量的转移
能量可以从一个物体转移到另一个物体，也可以从物体的一部分转移到另一部分。例如，在热传递过程中，内能从高温物体转移到低温物体，或从物体的高温部分转移到低温部分，这属于能量的转移。
转化与转移的区别
（1）能量的转化是伴随着做功体现出来的，能量的形式发生了变化，一种形式的能量增加，一定有其他形式的能量减少。
（2）能量的转移过程中能量的形式没有发生变化。
（3）能量的转化和转移具有方向性。
■知识点四：能量守恒定律
1.能量守恒定律
（1）能量守恒定律内容：能量既不会消灭，也不会产生，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化和转移过程中，能量的总量保持不变。
（2）对能量守恒定律的理解
①能量守恒定律是自然界最重要、最普遍的基本定律。大到天体，小到原子核，无论是物理学问题还是化学、生物学、地理学、天文学的问题，所有能量转化的过程，都遵从能量守恒定律。
②能量守恒定律包括“能量转化”和“能量转移”两个方面。
机械能守恒和能量守恒的区别与联系
能量守恒是无条件的，机械能守恒有条件。机械能守恒的条件是在只有重力（或弹力
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