14.2 热机的效率（考点解读）-2023-2024学年九年级物理全一册同步考点解读与专题训练（人教版）

14.2 热机的效率（考点解读）（原卷版） 1、燃料的热值及其计算 （1）热值概念：1kg某种燃料完全燃烧放出的热量，叫做这种燃料的热值，符号时q。 ①对于气体燃料而言，热值的定义是1m3的某种燃料完全燃烧时放出的热量。 ②热值是燃料的一种属性。 （2）热值单位：焦/千克（J/kg），读作焦每千克。 （3）公式：Q=mq M——燃料的质量——单位千克（kg）； q——燃料的热值——单位焦/千克（J/kg）； Q——燃烧放出的热量——单位焦耳（J）。 （4）热值的物理意义：热值表示一定质量的燃料在完全燃烧时所放出的热量的多少，如木炭的热值为3.40×107J/kg。 （5）同种燃料的热值相同，不同种燃料的热值不同。  2、热机的效率 （1）定义：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，叫做热机的效率，其表达式为：，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； （2）热机在工作过程中造成能量损失的因素有： ①燃料很难全部燃烧；②排出的废气带走能量；③热机部件要散热； ④克服运转机件之间的摩擦消耗能量。 （3）提高热机效率的方法： ①尽量让燃料充分燃烧；②设法利用废气的能量；③减少能量损失； ④保证良好的润滑。 3、有关热机的计算 （1）热机一个工作循环中对外做功1次，活塞往复2次，曲轴转2周，飞轮转2圈。 （2）对于公式可推导出的公式： 【考点1 燃料的热值及其计算】 【典例1-1】（2023•海州区一模）一瓶酒精用去三分之一，则剩余酒精的密度、比热容和热值（　　） A．都不变 B．都变为原来的三分之二 C．密度不变，热值、比热容变为原来的三分之二 D．密度、比热容不变，热值变为原来的三分之二 【典例1-2】（2023•临沧三模）现在有些农村地区还是使用干木柴来烧水做饭，某次烧水时完全燃烧了2.1kg干木柴，产生的热量为 　 　J；干木柴在燃烧过程中，其热值大小 　 　（选填“增大”、“减小”或“不变”）。（q干木条＝1.2×107J/kg） 【典例1-3】（2023•蒙阴县二模）高速铁路的广泛应用，使人们的出行更加快捷。放假期间，小明与家人乘坐高铁去游玩。如图是他们乘坐的高铁列车，如表是列车的部分参数。 （1）满载的列车停在水平轨道上时，对轨道的压强是多少？ （2）列车在水平轨道上匀速行驶1min，通过3000m路程，所受阻力是其满载时重力的0.01倍，此过程中牵引力的功率是多少？ （3）该车运行1km耗电1.075×108J，若这些电能全部由燃烧柴油来获得，列车行驶1km需要消耗多少柴油？（q柴油＝4.3×107J/kg，g＝10N/kg） 满载时总质量 1200t 车轮与铁轨接触总面积 1m2 最高时速 360km/h 【变式1-1】（2023•什邡市模拟）2023年4月2日16时48分，天龙二号遥一运载火箭在我国酒泉卫星发射中心成功首飞成功。将搭载的爱太空科学号卫星顺利送入预定轨道，发射任务获得圆满成功。对运载火箭说法正确的是（　　） A．火箭上升的过程中动能不变，重力势能增大 B．火箭选用液态氢作燃料，主要是因为液态氢具有较大的比热容 C．火箭升空时不受重力的作用 D．火箭升空是将燃料的内能转化成了机械能 【变式1-2】（2023•花山区二模）镁粉易燃，属于危险化学品。金属镁的热值约为2.5×107J/kg，14kg的镁粉完全燃烧释放的热量全部被1000kg空气吸收，可以使空气升温 　℃。[空气的比热容取0.7×103J/（kg•℃）]。 【变式1-3】（2023•丹阳市校级模拟）小华利用三套完全相同的装置完成热学实验，如图1所示，液体1和2的质量相同，燃料A和B的质量也相同。 （1）丙装置在安装时的一处错误是 　 　，重新安装后，小华所测液体的初温均如图2所示，示数为 　 ℃； （2）同时点燃三套装置的燃料对液体进行加热，每隔半分钟记录液体升高的温度ΔT，直至燃料全部烧完。小华根据记录的数据绘制出对应装置升高温度与时间关系图线，如图3所示； ①通过图1中的 　 　两个装置可比较液体1和液体2的比热容，根据图3中所绘制的图线分析：液体 　 　的比热容大。 ②分析图线可知：燃料A和B的热值之比为 　 　（设燃料完全燃烧且放出的热量全被液体吸收）。 【变式1-4】（2023•柳州一模）一个体重为600N的人，从大厦的1楼步行至第11楼共升高了30m，用时2min。那么： （1）他克服重力做了多少焦耳的功？ （2）他克服重力做功的功率是多大？ （3）完成以下计算可以帮助我们认识汽油的热值的大小：汽油的热值约为4.5×10