14.2 　热机的效率 2023-2024学年人教版物理九年级全一册

第十四章 内能的利用 第2节 热机的效率 1. 我们把某种燃料 完全 燃烧放出的热量与其 质量 之比,叫做这种燃料的热值。热值的单位是 焦每千克(J/kg) ,气体燃料热值的单位是 焦每立方米(J/m3) 。 2. 燃料完全燃烧放热的计算公式:Q放= mq 。 3. 热机工作时,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。热机的效率的计算公式是 = 100% 。 4. 在设计和制造热机时,要不断改革和创新,以减小各种能量 损失 。在热机的能量损失中, 废气 带走的能量最多。 完全 质量 焦每千克(J/kg) 焦每立方米 (J/m3) mq 有用功 能量 100% 损失 废气 1. 火箭是用液态氢作为燃料的,这是因为液态氢具有的优点是( D ) A. 较小的密度 B. 较大的比热容 C. 易燃烧 D. 较高的热值 2. 煤油的热值是4.6 107J/kg,其物理意义是( D ) A. 1kg煤油燃烧放出4.6 107J的热量 B. 1kg煤油等于4.6 107J的热量 C. 1kg煤油完全燃烧放出的热量是4.6 107J/kg D. 1kg煤油完全燃烧放出的热量是4.6 107J D D 3. 有一家庭分别单独使用不同种类的燃料时的平均月消耗量约为:干木柴200kg,烟煤80kg,液化石油气30kg,煤气60kg。这四种燃料中热值最高的是( A ) A. 液化石油气 B. 煤气 C. 烟煤 D. 干木柴 A 4. (2022 长春)内燃机的能量流向图如图所示。内燃机的效率为( D ) A. 7% B. 28% C. 31% D. 34% D 5. 下表列出了几种燃料的热值,单位是J/kg。 干木柴 无烟煤 酒 精 汽 油 氢 气 1.2 107 3.4 107 3.0 107 4.6 107 1.4 108 (1) 由表可知,完全燃烧1g的酒精,可放出热量 3.0 104 J;放出相同的热量,完全燃烧干木柴与氢气的质量比是 35∶3 。 (2) 若一罐氢气用去了一半,则剩余氢气的密度 变小 ,比热容 不变 ,热值 不变 。(填“变大”“变小”或“不变”) 3.0 104 35∶3 变小 不变 不变 (3) 如图所示为酒精、汽油两种燃料完全燃烧释放的热量Q与其质量m的关系图。从图中可看出, A (填“A”或“B”)表示的是酒精。 A 第5题 6. 天然气的热值是4 107J/m3,它的含义是 1m3 天然气完全燃烧放出来的热量为4 107J 。天然气燃烧时将 化学 能转化为内能,完全燃烧 5 m3的天然气放出2.0 108J的热量。 7. 一台柴油机的效率为25%,表示的意思是柴油机运行中,对外做 有用功的那部分能量 与燃料 完全燃烧放出 的能量的比值为0.25。 1m3 天然气完全燃烧放出来的热量为 4 107J 化学 5 有用功的那部 分能量 完全燃烧放出 (1) 完全燃烧1.4 10-2m3天然气放出多少热量? 解:(1) 完全燃烧1.4 10-2m3天然气放出的热量Q放=Vq=1.4 10-2m3 3.8 107J/m3=5.32 105J (2) 若某天然气灶的效率为60%,则这些天然气可将质量为3.8kg,初温为25 的水加热到多少摄氏度?(当地的大气压强为一个标准大气压) 解:(2) 由 = 100%可得,水吸收的热量Q吸= Q放=60% 5.32 105J=3.192 105J;由Q吸=cm t可得,水升高的温度 t===20 ,则水的末温为t=t0+ t=25 +20 =45 8. 已知天然气的热值为3.8 107J/m3,水的比热容为4.2 103J/(kg )。 9. (2021 聊城)一辆汽车以20m/s的速度在平直的公路上匀速行驶了3km,受到的阻力为1200N,燃烧了0.3kg汽油。求:(汽油的热值q=4.6 107J/kg) (1) 牵引力做了多少功。 解:(1) 已知汽车匀速行驶时受到的阻力f=1200N,由二力平衡的条件可知汽车的牵引力F=f=1200N,则牵引力做的功W=Fs=1200N 3 103m=3.6 106J (2) 这些汽油完全燃烧放出的热量。 解:(2) 这些汽油完全燃烧放出的热量Q放=qm=4.6 107J/kg 0.3kg=1.38 107J (3) 发动机的效率。(结果精确到0.1%) 解:(3) 发动机的效率 = 100%= 100%≈26.1% 10. 为了合理利用能源,人们一直在努力提高热机的效率,以下是一些提高热机的效率的方法:① 提高热机的功率;② 尽量减少各种热损失;③ 加润滑油减少机器各部件之间的摩擦;④ 使用热值高的燃料。其中合理的一组是( B ) A. ①④ B. ②③