05 热机效率—【暑假导航】2022年8升9年级物理暑假优学讲练（人教版）

热机的效率 1．燃料的热值： （1）定义：我们把某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比，叫作这种燃料的热值，用q表示。热值在数值上等于1kg某种燃料完全燃烧放出的热量。 （2）公式：，变形：，。 （3）热值的单位：J/kg（固体和液体）；J/m3（气体） （4）热值反映了燃料本身的一种特性，只与燃料的种类有关,与燃料的形态、质量、体积、是否完全燃烧均无关系。 【注意】认识热值定义时，不要漏掉“完全”这一条件。 2．热机的效率： （1）热机中燃料能量的去向（以汽车为例）：如图 （2）定义：用来做有用功的那部分能量，与燃料完全燃烧放出的能量之比，叫做热机的效率，用η表示。 （3）公式：η＝×100%. （4）热机效率是指热机转变为有用功的能量与燃料完全燃烧所择放的能量的比值,它反映了能量的利用率,热机性能的一个重要标志. （5） 由于热机在工作过程中,总有能量损失,所以热机的效率总小于1。 3．提高热机效率的途径 （1）使燃料充分燃烧 （2）尽量减少各种热量损失； （3）在热机的设计和制造上采用先进的技术； （4）注意保养，保证良好的润滑，减少因克服摩擦阻力而额外消耗的能量。 考点1：燃料的热值 【例1】（双选）一箱汽油用掉一半后，下列说法错误的是（ ） A. 质量变为原来一半 B. 比热容变为原来的一半 C. 热值变为原来的一半 D. 密度不变 【答案】BC 【解析】汽车油箱中的汽油用掉一半后，汽油的质量减少一半，但密度、热值和比热容是不变的．故AD正确、BC错．故选BC． 【例2】（2021·四川泸州市·中考真题）人类发展史也是利用燃料的历史，干木柴、煤的放热本领不同，是因为它们的_______（选填“热值”“热量”或“温度”）不同，完全燃烧0.28m2的天然气可放出_______J的热量，这些热量若全部被水吸收，可让_______kg的水温度升高20°C[已知天然气热值q=3.0×107J/m3，水的比热容c=4.2×103]/（kg．°C）]。 【答案】热值 100 【解析】 [1] 单位质量的某种燃料完全燃烧放出的热量，叫做这种燃料的热值，它表示燃料的放热本领强弱，干木柴、煤的放热本领不同，是因为它们的热值不同。 [2]完全燃烧0.28m2的天然气可放出的热量 [3]水的质量 【变式训练】 【变式1】关于燃料的热值，以下说法正确的是(　　) A．燃料的热值与燃料的燃烧情况有关 B．容易燃烧的燃料，热值一定大 C．煤的热值比干木柴大，燃烧煤放出的热量一定比燃烧干木柴放出的热量多 D．0.5 g汽油和2 kg汽油，它们的热值是一样的 【答案】D 【解析】1 kg某种燃料完全燃烧放出的热量，叫做这种燃料的热值．热值是燃料的一种特性，它只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧程度等均无关．A项，燃料的热值只与燃料的种类有关，与燃料的燃烧程度无关，故A错；B项，热值大小与燃料是否容易燃烧无关，故B错；C项，煤的热值比干木柴大，说明1 kg的煤完全燃烧放出的热量比1 kg干木柴完全燃烧放出的热量多．本选项的说法中不一定完全燃烧，故C错；D项，燃料的热值只与燃料的种类有关，与燃料的质量无关，故D正确． 【变式2】．烧开一壶水，需要吸收2.3×106焦的热量，需要完全燃烧______克的煤油．(已知煤油的热值是4.6×107J/kg) 【解析】需要煤油的质量为：m＝＝＝0.05 kg＝50 g. 【答案】50 【变式3】（2021年黑龙江省龙东地区中考物理试题）小琦家新安装了一台容积为0.5m3的太阳能热水器，加满水后，经过4h阳光的照射水温由原来的25℃升高到45℃（已知:水的比热容c=4.2×103J/（kg·℃）、焦炭的热值q=3.0×107J/kg、水的密度ρ=1.0×103kg/m3）。问: （1）在这4h内水吸收的热量为多少焦耳? （2）若这些热量由效率为20%的火炉燃烧焦炭来提供，则需要燃烧多少千克的焦炭? 【答案】（1）；（2） 【详解】 解（1）水吸收的热量为 （2）燃烧焦炭所释放的能量 需要燃烧焦炭的质量为 答：（1）在这4h内水吸收的热量为。 （2）需要燃烧的焦炭。 考点2：热机的效率 【例3】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的效率的是( ) 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 【答案】D 【分析】由热机效率的