【學習目標】
1.了解熱量的概念，知道物體吸熱和放熱與其溫度的變化、質量的關係；
2.從能量轉化的角度認識燃料的熱值；
3.了解內能的利用在人類社會發展史上的重要意義；
4.知道汽油機和柴油機的構造和工作原理；
5.了解熱機的效率。
【要點梳理】
要點一、熱量
把物體在熱傳遞過程中內能改變的多少叫做熱量。
要點詮釋：
1、符號：Q，單位：焦耳（J）。
2、物體溫度升高或降低時，它吸收或放出的熱量與物體質量的大小、溫度的變化多少成正比。
3、「熱量」是一個過程量，只能說「吸收」或「放出」了熱量，不能說物體含有熱量。
要點二、燃料的熱值
把某種燃料完全燃燒放出的熱量與燃料的質量的比叫做這種燃料的熱值。單位是：J/㎏。
1、燃料燃燒放出的熱量與哪些因素有關：燃料的種類；燃料的質量；燃料是否充分燃燒。
2、燃料完全燃燒放出熱量的計算公式：Q放=mq。其中m為燃料的質量，q為燃料的熱值。
要點三、熱機
熱機是將燃料的化學能通過燃燒轉化為內能，然後通過做功，把內能轉化為機械能。
熱機的種類：蒸汽機、汽油機、柴油機、燃氣輪機、噴氣發動機和火箭發動機。
要點四、汽油機
汽油機是用汽油作燃料，使汽油在機器內部燃燒，從而將內能轉化為機械能的一種熱機。
1、汽油機的構造及作用
2、四個衝程：
（1）汽油機的工作原理：汽油機工作時，活塞在氣缸裡往復運動，活塞從氣缸的一端運動到另一端叫做一個衝程。常見的汽油機要能正常工作，必須連續完成吸氣、壓縮、做功、排氣四個衝程，且不斷循環進行。
（2）四個衝程：
（3）排氣衝程結束，活塞又向下運動，開始新的吸氣衝程，汽油機就連續工作下去。
汽油機的四個衝程中，只有做功衝程是燃氣對活塞做功，其他三個衝程要靠飛輪的慣性完成，在開始運轉時，要在靠外力先使飛輪和曲軸轉動起來，由曲軸通過連杆帶動活塞運動，以後汽油機才能自己工作，所以汽油機剛開始時要靠外力起動。
（4）汽油機的各衝程燃氣及能量轉化情況
由汽油機的工作原理可知，汽油機在做功衝程燃氣的壓強、內能都最大，溫度最高，能量轉化是：內能轉化為機械能。壓縮衝程的能量轉化是：機械能轉化為內能。
下面是汽油機四個衝程的工作情況和能量轉化表：
要點五、熱機的效率
熱機工作時，用來做有用功的能量與燃料完全燃燒放出的能量之比，叫做熱機的效率。
（1）熱機的效率是熱機性能的一個重要指標，熱機的效率越高，它的機械性能就越好。
（2）提高熱機效率的途徑：
①在設計和製造上，要不斷改進和革新，以減少各種能量損失，提高效率。
②在使用上，要正確使用，注意保養。例如加潤滑劑以保證良好的潤滑，減小摩擦；運動零件之間的間隙要調整得當，減小摩擦和防止漏氣。
③充分利用廢氣帶走的能量。例如熱電站就是利用廢氣來供熱的，這種既供電又供熱的熱電站，比一般的火電站，燃料的利用率將大大提高。
要點六、熱機與環境
1、熱機排放的廢氣不僅溫度高於環境溫度，而且還含有一氧化碳、二氧化氮、二氧化碳，微粒等各種
對人體有害的物質，對環境造成汙染，影響人們的身體健康和動植物的生存。
2、減少熱機排放出的有害物質，控制廢氣的排放總量，已經成為熱機發展與環境保護的重要舉措。
3、隨著科技的發展越來越多的新技術、新材料、新工藝不斷湧現，如電控燃油噴射、共軌、渦輪增壓等技術的應用，混合動力汽車、電動汽車、太陽能汽車等新型汽車的研發等，都有利於節能減排和環境保護，從而更好地促進生產及提高人們的生活質量。
【典型例題】
類型一、熱量
1、關於熱量的說法正確的是（ ）
A．溼度高的物體所含的熱量多，溼度低的物體所含的熱量少
B．水和煤油，如果溫度也相同，水比煤油熱量多
C．質量越大的物體，它所含的熱量多
D．物體溫度降低時，向外放出熱量
【答案】D
【解析】A、物體所含有的熱量，這種說法錯誤，不能說含有或者具有熱量，故A錯誤；B、不能說物體的熱量，水比煤油熱量多，這種說法錯誤，不能說含有或者具有熱量，故B錯誤；C、物體所含有的熱量，這種說法錯誤，不能說含有或者具有熱量，故C錯誤；D、當溫度不同的物體互相接觸時，高溫物體放出熱量，溫度降低，低溫物體吸收熱量，溫度升高，故D說法正確。故選D。
【總結升華】本題考查對熱量的理解．知道熱量不是狀態量，不能說含有或者具有熱量．只能說吸收或放出熱量。
舉一反三：
【變式】關於熱量，正確的說法是（ ）
A．熱量表示物體熱的程度 B．熱量表示熱能的多少
C．熱量表示物體冷熱程度的變化 D．熱量表示物體吸收或放出熱的多少
類型二、熱機
2、（2019延平區一模）關於四衝程內燃機，下面說法錯誤的是（ ）
A．內燃機是利用內能來做功的機器
B．在做功衝程，內能轉化為機械能
C．在壓縮衝程，內能轉化為機械能
D．四個衝程依次為吸氣、壓縮、做功、排氣衝程
【思路點撥】內燃機是利用內能來做功的機器；四個衝程是吸氣、壓縮、做功、排氣衝程；四個衝程中的能量轉化情況：吸氣和排氣衝程不發生能量轉化，壓縮衝程將機械能轉化為內能，做功衝程將內能轉化為機械能。
【答案】C
【解析】A、內燃機是利用內能來做功的機器，故A正確；B、做功衝程高溫高壓燃氣推動活塞向下運動，將內能轉化為機械能，故B正確；C、壓縮衝程活塞向上運動，壓縮氣體對氣體做功，將機械能轉化為內能，故C錯誤； D、內燃機的四個衝程是吸氣、壓縮、做功、排氣衝程，故D正確；故選：C。
【總結升華】本題主要考查了內燃機的概念，四個衝程及能量轉化情況，是一道基礎性題目。
3、（2019南京二模）某四衝程汽油機工作時轉速是2400r/min。關於此熱機的工作下列說法正確的是（ ）
A．壓縮衝程中內能轉化為機械能
B．四個衝程中曲軸轉動2圈，同時做功2次
C．此汽油機每秒對外做功10次
D．此汽油機每秒對外做功20次
【解析】A、做功衝程中將混合氣體劇烈燃燒產生的高溫高壓的燃氣內能轉化為活塞運動的機械能，故A錯誤；B、四衝程內燃機，曲軸轉動兩周，對外做功一次，故B錯誤；C、D、汽油機的轉速為2400R/min，說明1s內汽油機曲軸的轉動次數等於2400/60=40。一個工作循環中，曲軸轉動兩周，對外做功一次，1s內曲軸轉動40次，對外做功20次，故C錯誤、D正確。
【總結升華】此題考查內燃機做功衝程中能量的轉化，以及內燃機轉速的計算。在四衝程汽油機中，一個工作循環，曲軸轉兩圈，對外做功一次，這個知識是平常學習中比較容易忽視的，需要引起注意。
【變式】單缸四衝程內燃機工作時，依靠飛輪的慣性來完成的衝程有（ ）
A．吸氣、做功和排氣衝程
B．吸氣、壓縮和做功衝程
C．壓縮、做功和排氣衝程
D．吸氣、壓縮和排氣衝程
4、如圖，表示做功衝程的示意圖是( )
【答案】B
【解析】內燃機的工作過程是由吸氣、壓縮、做功、排氣四個衝程組成。在做功衝程裡進氣門、排氣門關閉，高溫高壓燃氣推動活塞向下運動，活塞又通過連杆使曲軸轉動。由圖來判斷，(B)圖中進氣門、排氣門關閉，活塞向下運動，應為做功衝程。
【總結升華】對內燃機四個衝程的判斷，要結合氣門和活塞運動情況進行判斷。
【變式】（2020濱州中考）汽車已經成為現代生活不可缺少的一部分，汽車多數採用汽油機作為發動機，如圖是四衝程汽油機的工作循環示意圖，下列說法中不正確的是（ ）
A．甲衝程是把機械能轉化為內能
B．乙衝程是排氣衝程
C．丙衝程是把機械能轉化為內能
D．丁衝程是吸氣衝程
類型三、燃料的熱值和熱機效率
5、質量是500g的鐵壺內裝有2kg 15℃的水，把這壺水加熱到100℃，共需要吸收多少焦耳的熱量？如果這些熱量全部由木炭的燃燒來提供，需要完全燃燒多少g的木炭？[c鐵=0.46×103J/(kg·℃) ，木炭的燃燒值3.4×107J/kg]
【思路點撥】（1）知道水和鐵的質量、比熱容、初溫和末溫，利用吸熱公式Q吸=cm△t求水吸收的熱量和鐵壺吸收的熱量；
（2）由題知Q吸=Q放，根據公式Q放=mq求出需要燃燒木炭的質量。
【答案與解析】
先求出鐵壺吸收的熱量，然後再求出水吸收的熱量，兩部分熱量加起來，就是總共吸收的熱量，那麼這些熱量就是木炭完全燃燒所放出的熱量，然後再求木炭的質量，解法如下：
答：這壺水共吸收的熱量為733550J，需完全燃燒木炭約21.6g。
【總結升華】本題考查學生對吸熱公式Q吸=cm△t和Q放=qm的掌握和運用，屬於必會題。
【變式】無煙煤的熱值大於幹木柴的熱值，則（ ）
A．燒無煙煤比燒乾木柴產生的熱量多
B．要使它們放出同樣多的熱量，完全燃燒的無煙煤的質量小於完全燃燒的幹木柴的質量
C．燒無煙煤比燒乾木柴產生的煙塵多
D．煤比木柴含有的熱量多
6、一輛汽車的發動機輸出功率為66.15kw，每小時耗柴油14kg，請計算發動機的效率。（柴油的燃燒值為4.3×107J/kg）
【思路點撥】熱機的效率是指用來做有用功的能量與燃料完全燃燒產生的能量之比，則
【總結升華】計算發動機的熱效率可根據熱機效率的定義，先求出發動機做的有用功和消耗的燃料完全燃燒放出的能量。然後再求效率。
【變式】做同樣多的功，甲柴油機用3小時，消耗2千克柴油，乙柴油機用2小時，消耗了3千克柴油，則（ ）
A．甲的功率大，效率高 B．甲的功率大，效率低
C．乙的功率大，效率高 D．乙的功率大，效率低