专题14.2 热机的效率-2023-2024学年九年级物理全一册同步（拓展）学讲练测大讲义（人教版）

2023-2024学年度物理九年级全一册同步（拓展）学讲练测大讲义（人教版通用） 第十四章 内能的利用 专题14.2 热机的效率 学新课标对课节知识点要求 【课程标准】 1. 了解燃料的热值及其计算。 2. 了解热机的效率。 【学习目标】 1. 从生活中体会不同燃料燃烧释放热的本领不同，建立热值的概念。 2. 能简单计算燃料燃烧放出的热量。 3. 能说出热机工作时燃料释放能量的主要流向，知道什么是热机效率。 【学习重点】 燃料的热值和热机的效率。 【学习难点】对热机效率的理解。 学课节知识点 知识点1. 燃料的热值 1. 概念：1千克某种燃料完全燃烧放出的热量叫做这种燃料的热值。单位是：J/㎏。 2. 计算公式：Q放=mq。其中m为燃料的质量，q为燃料的热值。 3. 影响燃料燃烧放热的因素： ①燃料的种类； ②燃料的质量； ③燃料是否充分燃烧。 知识点2. 热机的效率 1.燃料的有效利用：影响燃料有效利用的因素：a燃料不完全燃烧，b燃料散失很多，只有少部分被利用。 2.热机的能量流图：如图所示是热机的能量流图：由图可见，真正能转变为对外做的有用功的能量只是燃料燃烧时所释放能量的一部分。 燃料的 化学能E 3.定义：用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧所释放的能量的比值，称为热机效率。 4.公式：η= E有/Q放 。式中，E有为做有用功的能量；Q放为燃料完全燃烧释放的能量。 5.提高热机效率的主要途径： ①改善燃烧环境，使燃料尽可能充分完全燃烧，提高燃料的燃烧效率。 ②尽量减小各种热散失。 ③减小各部件间的摩擦以减小因克服摩擦做功而消耗的能量。 ④充分利用废气带走的能量，从而提高燃料的利用率。 注意方法：解决热值与热效率问题思维方法与技巧 1.燃料完全燃烧放出热量 （1）燃料完全燃烧释放出的热量公式为：Q放=mq。 （2）气体燃料完全燃烧释放出的热量公式也可为：Q放=qV。推导过程如下： 说明：①中的公式对固体、液体、气体、均适用。②只对气体适用。两个公式的得出都是根据热值的定义式得到的。 其中，Q放表示燃料完全燃烧放出的热量，单位是J；q表示燃料的热值，单位是J/kg；m表示质量，单位是kg。V表示体积，单位是ｍ3。 2.热效率公式 热机的效率：用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之比。热机的效率是热机性能的一个重要指标。汽车发动机的效率、飞机发动机的效率、轮船发动机的效率均属于热机的效率，其公式为： η=。 讲课节知识点的例题解析 考点1. 燃料的热值 【例题1】现在华北地区广大的农村正在进行“煤改气”活动，将人们以前习惯以煤作为取暖燃料，改为用“天然气”为燃料。除了环保因素外，还由于天然气比煤炭（　　） A．比热容大 B．热值高 C．密度小 D．熔点低 【例题2】小明家有辆排量1.6L的汽车，行驶100km油耗约为5kg，汽油的热值为4.6×107J/kg，若这些汽油完全燃烧，可放出_________J热量，燃油汽车产生的_________对环境会造成污染。 考点2. 热机效率 【例题3】 （2022安徽）小明利用家中燃气表和温度计测量燃气灶烧水的效率。将的水从加热到，消耗了天然气（假设天然气完全燃烧），已知水的比热容为，天然气的热值为，则此次燃气灶烧水的效率为______。 强化知识点的达标问题精练 1. 如图是研究“比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量”的实验装置，下列有关这个实验的说法，不正确的是（　　） A．该实验要控制水的质量相等 B．该实验要控制燃料加热时间相等 C．该实验燃料的质量要相等 D．该实验要让燃料完全燃烧 2. （2022•镇江）如图所示，用甲、乙两种燃料分别对质量和初温相同的水进行加热，两图装置均相同。燃料的质量用m表示，燃料充分燃尽时水升高的温度用Δt表示（水未沸腾）（　　） A．若m相同，Δt越小，燃料的热值越大 B．若Δt相同，m越大，燃料的热值越大 C．若的值越大，燃料的热值越大 D．若的值越大，燃料的热值越大 3. （2021哈尔滨）哈尔滨市正在进行的老旧小区改造措施惠及万民，其中为房屋外墙安装保温层更换门窗等措施可减少散热，提高室温实现“节能减排”因此某居民楼一冬天可节约燃煤2.8×104kg，这些煤完全燃烧可放出的热量为______J，这些热量可使太阳岛人工湖中1.0×108kg的水温度升高______。[水的比热容为4.2×103J/（kg·），煤的热值为3.0×107J/kg] 4. （2022•铜仁市）全球汽车保有量在迅速增长，截止2011年，全球处于使用状态的汽车数量已突破10亿辆。设汽车的燃油为汽油，每辆汽车每年耗油约2.1t，若不计热量损失，这些燃料完全燃烧可供1×106kg的水温度升高 　　℃；汽车内燃机的效率平均值取30%，如果能