专题3 热效率-2023-2024学年九年级物理上册典中点·课时夺冠（苏科版）

苏科版九年级上册 第十二章《机械能和内能》 专题3 热效率 【知识梳理】 1．加热效率 （1）在加热（热传递）的过程中，有效利用的热量与燃料完全燃烧释放的总热量的比值，就是热效率。 （2）公式：或。 （3）能量损失的原因：燃料释放出来的能量中不可避免地有一部分被空气、容器等吸收。 2．热机效率 （1）热机效率：热机工作时，用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比,叫作热机效率 （2）公式： ①热机所做的有用功W有用往往是热机对外的牵引力F使得热机在水平方向上通过一定的距离s，当匀速运动时，牵引力F与阻力f相等，于是有； ②是燃料燃烧放出的热量或，所以热机效率公式可变形为：或。 （3）能量损失的原因 如图所示是内燃机的能量流向图,燃料燃烧产生的内能，相当大一部分被废气带走，只有很少一部分转化为有用的机械能，所以热机效率一般都不高。 （4）提高热机效率的途径 ①使燃料充分燃烧；②尽量减少各种热损失；③在热机的设计和制造上，采用先进技术；④注意保养，保持机械部件良好的润滑，减少因克服摩擦阻力而消耗的能量。 【典例分析】 1．热机的效率是热机性能的重要指标，如图所示是热机的能量流向图，则热机的效率等于（　　） A．×100% B．×100% C．×100% D．×100% 2．关于热值和热机效率，下列说法正确的是（    ） A．热机做功越快效率越高 B．使燃料燃烧更充分，可以增大热值 C．使燃料燃烧更充分，可以提高热机的效率 D．热机消耗燃料越少，效率越高 3．某品牌无人驾驶汽车在一段平直公路上匀速行驶6.9km，用时5min45s，消耗燃油1.5kg，已知汽车的牵引力是2000N，燃油的热值为，假设燃油完全燃烧。通过计算可知，下列结果正确的是（　　） A．汽车行驶速度是20km/h B．消耗的燃油完全燃烧放出的热量是 C．汽车牵引力做功的功率是30kW D．汽车发动机的效率是20% 4.如图所示是我国自行设计研制的AG600全状态新构型灭火飞机。若该飞机以270km/h的速度匀速直线航行20min，消耗航空燃油1.35t，飞机发动机的功率为2.25×107W。（航空燃油的热值为4×107J/kg）求： （1）消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量是多少？ （2）飞机在航行过程中的阻力是多少？ （3）发动机的效率是多少？ 【思路小结】 热效率与机械效率类似，都是有用能量（功）与总能量（功）的比值。 【夺冠训练】 一、单选题 1．做同样的有用功，甲、乙柴油机用时和消耗柴油对比如下，下列说法正确的是（　　） 柴油机 完成工作量 时间 消耗柴油 甲 相同 3h 5kg 乙 2h 6kg A．甲的功率小，热机效率低 B．甲的有用功大，做功快 C．乙的总功大，热机效率低 D．消耗相同量的柴油，乙的有用功高 2．关于热机效率，下列说法中正确的是（　　） A．热机效率越高，即热机做的有用功越多 B．热机单位时间内耗费的燃料少，效率一定高 C．要提高热机效率，就要尽量减少各种能量损失，并且要保证良好的润滑 D．通过技术改进，热机效率可达100% 3．2022年，我国处于使用状态的汽车数量近2亿辆。若每辆汽车每年耗油1.8t，汽车内燃机的效率平均值取30%。如果能把内燃机的效率提高到36%，全国每年可以节约燃油（　　） A．6×1010 t B．3.6×109 t C．6×107t D．3.6×107t 4．为了节约能源，需提高热机的效率，下列措施中不能提高热机效率的是（　　） A．尽量使燃料充分燃烧 B．尽量减少热机部件间的摩擦 C．尽量减少废气带走的热量 D．尽量减少热机工作的时间 5．汽车是现代生活中最常见的一种交通工具，如图甲、乙分别是某汽油机的某冲程及能量流向图。下列有关说法正确的是（　　） A．甲图是压缩冲程，活塞对气缸内的气体做功，气体的温度升高 B．由乙图可知该汽油机的效率是30% C．汽车尾气中的“汽油味”越浓燃料燃烧得越不充分，这会降低燃料的热值 D．为节能冬天汽车都会利用尾气中的余热给车内供暖，该举措大大提高了燃料的热值 二、填空题 6．使用清洁能源天然气有助于国家提出的2060年前实现碳中和的目标。某同学家使用天然气热水器，平均每天需将质量为100kg的水从18℃加热到58℃，水吸收的热量为 _____J，若天然气完全燃烧放出热量的70%被水吸收，则热水器平均每天消耗天然气 _____m3[c水=4.2×103J/(kg•℃)，q天然气=4.0×107J/m3]。 7．已知汽油的热值为4.6×107J/kg，表示的意思是______，完全燃烧50g汽油所释放的热量是______J，若发动机获得的机械能是9.2×105J，该发动机的效率是______。若在使用中汽油不完全燃烧，则它的热值_____