14.2 热机的效率 巩固基础讲义-2022-2023学年人教版九年级物理全一册

14.2 热机的效率 《2023年九年级物理暑假预习课程》 第一：知识清单 1.概念：把某种燃料 完全燃烧 时放出的热量与其质量之比，叫做这种燃料的热值；用符号q表示； 2.大小：热值在数值上等于1 kg某种燃料完全燃烧放出的热量； 3.公式：固体： （或液体、气体：） （1）其中：m为燃料的质量，V为燃料的体积，q为燃料的热值； （2）公式变形： ① （已知热值及燃料质量，求燃烧放出的热） ②（已知燃烧放出的热及热值，求燃料的质量） 4.单位：焦每千克（符号是J/kg）。 （1）固体：J/kg； （2）液体：J/L； （3）气体：J/m³； 5.影响因素：热值是燃料本身的一种特性，只与 燃料的种类 和 状态 有关， 与燃料的形态、质量、体积、放热多少等均无关； 6.物理意义及常见物质的热值： （1）物理意义：表示物体燃烧放热的能力； （2）常见热值： ①煤气的热值约为3.9×107J/m3， 物理意义为：体积为1m3的煤气完全燃烧放出的热量为3.9×107J。 ②焦炭的热值3.0×107J/kg， 物理意义为：质量为1 kg 的煤气完全燃烧放出的热量为3.0×107J。 1.概念：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； 2.公式： （1）Q吸：被加热物体吸收的热量；（Q吸=cm△t） （2）Q放：燃料完成燃烧放出的热量；（Q放=qm） 3.在热机的能量损失中，废气带走的能量最多。 4.提高热机的热效率方法： （1）废气回收利用：减少机械散热和废气带走热量； （2）使燃料充分燃烧：雾化液体燃料、粉碎固体燃料，通气足够； （3）减少机械摩擦损失。 第二：典型例题 1、下列关于热值的说法正确的是（　　） A．燃料燃烧时，用的燃料越多，燃料的热值越大 B．燃料燃烧时，放出的热量越多，燃料的热值越大 C．相同质量的不同燃料燃烧时，放出热量较多的燃料，热值较大 D．相同质量的不同燃料完全燃烧时，放出热量较多的燃料，热值较大 【答案】D 【解析】解：AB、燃料的热值只与燃料的种类有关，与放出热量的多少、燃料的质量和燃料的燃烧程度无关，故A、B错误； CD、相同质量的不同燃料完全燃烧时，放出热量越大的燃料，其热值越大，故C错误，D正确。 故选：D。 2、关于q的理解，下列说法中正确的是（　　） A．热值与燃料完全燃烧放出的热量成正比 B．若燃料燃烧不充分时，热值将减小 C．当燃料未燃烧时，其热值为零 D．某种燃料的热值大小与是否充分燃烧无关 【答案】D 【解析】解：A、热值是质量为1kg的燃料完全燃烧时所释放出的热量，热值是燃料本身的特性，与热量无关，故A不符合题意； B、热值的大小只与燃料的种类有关，与燃烧程度无关，故B不符合题意； C、热值是燃料的一种特性，与燃料是否燃烧无关，故C不符合题意； D、热值是由燃料本身特性决定的，与燃料是否充分燃烧无关，故D符合题意； 故选：D。 3、已知天然气的热值为4.0×107J/m3，完全燃烧2.1m3的天然气可以获得 J的热量，不计热量损失，这些热量可以使500kg的水，温度升高 ℃。【c水＝4.2×103 J/(kg·℃)】 【答案】8.4×107；40。 【解析】完全燃烧2.1m3的天然气放出的热量 Q放＝Vq＝2.1m3×4.0×107J/m3＝8.4×107J； 由于不计热量损失，则Q吸＝Q放＝8.4×107J； 故水升高的温度Δt＝＝＝40℃。 4、为了减少大气污染，可对秸秆进行回收加工制成秸秆煤，完全燃烧5kg秸秆煤放出的热量是　 　J，若放出的热量有40%被水吸收，可使　 　kg的水温度升高80℃。【已知q秸秆煤＝2.1×107J/kg，c水＝4.2×103J/（kg•℃）】 【答案】1.05×108；125。 【解析】解：完全燃烧5kg秸秆煤可放出的热量： Q放＝m秸秆煤q秸秆煤＝5kg×2.1×107J/kg＝1.05×108J； 由题意可知，水吸收的热量为：Q吸＝Q放×40%＝1.05×108J×40%＝4.2×107J； 由Q吸＝cm△t可得水的质量：m125kg。 故答案为：1.05×108；125。 5、某燃气热水器使用天然气作为燃料，若使用中消耗掉0.02m3的天然气，则这些天然气完全燃烧放出的热量为___________J （q天然气=3.2×107J/m3）；如果这些热量完全被水吸收，则水的内能___________ （选填 “增大”、“不变” 或“减小”）。 【答案】 增大 【解析】这些天然气完全燃烧放出的热量为 不断吸收热量，则水的内能增大，通过热传递的方式增大内能。 6、天然气热水器将40kg的水从15°C加热到65°C，此过程中天然气完