14.2热机的效率-2022-2023学年九年级物理全一册典中点·课时夺冠（人教版）

人教版九年级 第十三章《内能的利用》 14.2 热机的效率 【知识梳理】 一、燃料的热值 1.定义：某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比。符号q 注意：热值是燃料的特性，不同的燃料热值一般不同。热值与燃料是否完全燃烧无关。 2.单位：常用的热值单位，J/kg（固体燃料和液体燃料），或J/m3（气体燃料） 3.公式：q=Q放/m(固体）；q=Q放/v(气体） 4.热量计算：在解题时，热值一般为已知量，需要通过公式求解放出的热量或者燃料的质量。往往与比热容结合考查。 求放出热量： 求燃料质量： 二、热机效率 1.定义：热机运转中，用来做有用功的那部分能量，与燃料完全燃烧放出的能量的比值。通常用百分数表示，符号。 2.表达式 或 3.热机能流图（如右图所示） 4.提高热机效率的方法 ①使燃料尽可能完全燃烧；②减少热量的损失 ③减少机械摩擦（增加润滑）；④废气利用 【易错点】 热值反映了燃料燃烧特性，即不同燃料在燃烧过程中化学能转化为内能的本领大小，是一个理想量，只与燃料的种类有关，与燃料是否完全燃烧无关，不随质量、体积的变化而变化。 【规律总结】 由于在热机工作过程中一定伴随着化学能转化为其他形式的能量，也就是说化学能不能完全转化为有用机械能，所以η<1。 热机的效率的计算一般有两种方法，一种是有用功与总功的比值，第二种是根据能流图进行计算。在很多热机效率类题型中，Q吸往往通过比热容计算，Q放往往用热值计算。 【典例分析】 （2022·甘肃金昌·中考真题）小华家里用的是天然气灶，他尝试估测该灶的效率。小华在水壶中加入5L水，水的初温是20℃，然后将水烧开，他观察天然气表发现此次烧水用了0.1m3天然气，天然气的热值为3.2×107J/m3，水的比热容c=4.2×103J/（kg•℃），当地大气压为标准大气压。求： （1）水吸收的热量Q吸（不计水的热量损失）； （2）天然气完全燃烧放出的热量Q放； （3）天然气灶的效率η。 【思路小结】 （1）热机效率的高低与热机做功的多少、做功的快慢无关；提高热机效率的途径是减少热机中的各种能量损失，即减少燃烧过程中的热量的损失和减少机械能的损失。 （2）在试题中与比热容计算和热值计算混合考查为高频考点。 【夺冠训练】 一、单选题 1．（2022·吉林长春·中考真题）内燃机的能量流向图如图所示。内燃机的效率为（　　） A．7% B．28% C．31% D．34% 2．（2022·广西北海·九年级期末）2021年8月3日，双曲线一号遥五运载火箭在我国酒泉卫星发射中心点火升空。发射卫星的火箭常使用液态氢作为燃料，主要是因为液态氢具有（　　） A．较小的密度 B．较大的比热容 C．较低的沸点 D．较高的热值 3．（2022·湖北宜昌·中考真题）关于燃料及其热值，下列说法中正确的是（　　） A．没有燃烧的燃料，热值等于零 B．燃料完全燃烧时，它的热值最大 C．燃料的热值与质量和燃烧状态无关 D．燃料燃烧时温度越高，放出的热量越多 4．（2022·湖南衡阳·中考真题）汽车的发动机大多数是内燃机，内燃机是热机的一种，下列关于热机和环境保护的说法，正确的是（　　） A．热机排出的尾气没有内能 B．热机的效率能达到100% C．热机的大量使用会造成环境污染 D．汽油机的做功冲程是将机械能转化成内能 5．（2022·江苏南京·二模）图甲装置可以探究“不同物质吸热升温现象”，图乙装置可以比较“不同燃料燃烧放出的热量”。对比两套实验装置，有以下说法：①燃料的质量都要相等；②被加热物质的质量都要相等；③都要用到温度计和天平；④都是根据温度计上升示数来反映被加热物质吸收的热量。正确的选项是（　　） A．①② B．②③ C．③④ D．①④ 6．下列关于热机效率的说法中正确的是（　　） A．蒸汽机的效率比内燃机高 B．热机的功率越大，它的效率也一定越高 C．用来做有用功的那部分能量跟燃料燃烧放出的能量之比叫热机效率 D．用来做有用功的那部分能量跟燃料完全燃烧所放出的能量之比叫热机效率 7．关于热值和热机效率，下列说法正确的是（　　） A．使燃料燃烧更充分，可提高热机效率 B．热机使用的燃料的热值越大，热机效率就越高 C．1kg汽油在汽缸内燃烧放出的热量，就是汽油的热值 D．火箭升空时燃料燃烧放出的热量全部转化为机械能 8．（2022·山东青岛·九年级期中）山东潍柴集团于2020年正式发布全球首款效率突破50%的商用柴油机，世界内燃机发展出现历史性新突破，关于内燃机下列说法正确的是（　　） A．内燃机效率越高则做功越快 B．做同样的功，内燃机效率越高消耗的燃料越少 C．在内燃机的能量损失中，克服摩擦消耗的能量最多 D．随着技术的进步，内燃机的效率能到达100% 9．甲、乙两台内燃机，甲的效率为35%，乙的效率为25%，