14.2 热机的效率 课件 -2023-2024学年人教版物理九年级全册

第2节 热机的效率 第十四章 内能的利用 1．热值的定义：某种燃料____________放出的热量与其质量__________，叫做这种燃料的热值。热值在数值上等于1 kg某种燃料______________放出的热量。 完全燃烧 返回 新知对点练 之比 完全燃烧 【点拨】热值采用比值定义法定义。 2．热值通常用q来表示，则计算固体和液体燃料完全燃烧放出的热量可用公式Q放＝______________；计算气体燃料完全燃烧放出的热量的公式通常为Q放＝____________。 mq Vq 返回 3．为了人们的身体健康，公共场所的扶手可用75%的酒精进行擦拭。将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．热值不变，密度、比热容变为原来的三分之二 D．热值变为原来的三分之二，密度、比热容不变 返回 A 4．煤炭是一种重要能源。为判断煤炭品质的优劣，最科学的方法是检验煤炭的(　　) A．比热容　 B．密度　 C．热值　 D．温度 C 返回 5．某燃气热水器将20 kg的水从10 ℃加热到60 ℃，完全燃烧了0.21 m3的燃气。水吸收的热量是_________J，热水器的效率是__________。[已知c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，燃气的热值为4×107 J/m3] 4.2×106 50% 返回 6．用液化气灶把1.5 kg、初温为20 ℃的水加热到100 ℃，需要吸收的热量为____________J。若上述过程中完全燃烧0.021 kg液化气且只有60%的热量被水吸收，则液化气的热值为____________J/kg。[已知c水＝4.2×103 J/(kg·℃)] 5.04×105 4×107 返回 7．人体像热机一样，也需要消耗能量。例如一个成年人参加一次长跑，身体消耗的能量为6.6×106 J，这些能量需要完全燃烧______kg的干木柴才能得到。 (干木柴的热值为1.2×107 J/kg) 0.55 返回 8．热机的效率：用来做__________的那部分能量，与燃料___________放出的能量之比。热机的效率用η表示，由热机效率的定义可知，计算热机效率的公式为__________。 有用功 完全燃烧 返回 9．取暖用的小型锅炉，如果把煤磨成煤粉或煤粒，从而加大与________的接触面积，再把空气吹进炉膛，就会比煤块燃烧更充分，从而提高燃料的利用率。 氧气 返回 10．如图所示的是汽油机的能量流向，对照此图，下列说法不正确的是(　　) A．废气的排放所占比例最大，减少该部分能量损失是提高热机效率的有效手段 B．冷却水能量的二次利用可以 提高能量利用率 C．该汽油机的热机效率为70% D．该汽油机的能量利用率为30% C 返回 11．如图所示，将活塞迅速下压，玻璃筒底的硝化棉被点燃。此过程是通过_______的方式增加了筒内空气的内能，能量转化方式与汽油机的________冲程相同。某汽油机在一次工作中消耗了2 kg汽油，对外做功为2.3×107 J，则汽油机的效率 是________。(汽油热值为4.6×107 J/kg) 做功 压缩 25% 返回 12．小明想估测薯片的热值，进行了如下实验：[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)] (1)将天平放在水平面上并将游码归零，发现指针偏左，则应将平衡螺母向________端调节；测量质量时，调节天平再次平衡，右盘中的砝码和游码位置如图甲，其质量为________g。 提优分类练 右 6.2 (2)如图乙，将薯片放在燃烧皿中充分燃烧后，烧杯中0.2 kg的水温度升高了5 ℃，则水吸收的热量Q吸＝_________J。 4.2×103 (3)根据Q放＝Q吸和Q放＝mq，算出薯片的热值比实际值小得多。原因是______________________________ __________。 因薯片燃烧放出的热量不能完全 被水吸收 返回 13．小明为了知道家中使用的天然气的热值是多少？他在家里将装有2 kg水的水壶放到天然气灶上去烧，用温度计测量水从20 ℃加热至80 ℃的过程中，观察到天然气表的数字变化了0.035 m3。他通过上网查阅得知天然气灶的效率约为36%，c水＝4.2×103 J/(kg·℃)。求： (1)在这个过程中水吸收了多少热量？ 解：在这个过程中水吸收的热量 Q吸＝c水m水(t－t0)＝4.2×103 J/(kg·℃)×2 kg× (80 ℃－20 ℃)＝5.04×105 J。 (2)请你帮小明算出天然气的热值。 返回 14．如图是新农村建设中广泛使用的一种小型农用柴油机，铭牌部分信息如表所示，其中活塞行程是指一个冲程活塞移动的距离。 型号 HR05b 活塞行程 100 mm 转速 2400 r/min 输出功率 8 kW 效率 40% 该柴油机为单缸四冲程内燃机，压缩冲程中汽缸内气体内能增加是通过________方式实现的；正常工作1 min，柴油机输出的有用功_________J，消耗柴油________kg，做功冲程中燃气对活塞的平均压力为________N。(q柴油＝4.0×107 J/kg) 做功 4.8×105 0.03 4 000 返回 15．某汽车在水平地面上以25 m/s的速度匀速行驶，行驶600 s汽车发动机产生的牵引力所做的功为3×107 J，消耗汽油1 kg(假设汽油在发动机汽缸内完全燃烧，汽油热值q＝5×107 J/kg，g取10 N/kg)。针对这一过程，求： (1)汽车行驶的路程。 (2)汽车受到的阻力。 (3)汽车发动机的效率。 返回 【点拨】水吸收的热量Q吸＝c水m(t－t0)＝4.2×103 J/(kg·℃)× 20 kg×(60 ℃－10 ℃)＝4.2×106 J。0.21 m3燃气完全燃烧放出的热量Q放＝Vq＝0.21m3×4×107J/m3＝8.4×106 J。该热水器的效率η＝＝＝50%。 【点拨】水吸收的热量Q吸＝c水mΔt＝4.2×103J/(kg·℃)× 1.5 kg×(100 ℃－20 ℃)＝5.04×105 J；由题知，Q吸＝Q放× 60%＝m液化气q×60%，液化气的热值q＝＝＝4×107 J/kg。 【点拨】需要完全燃烧干木柴的质量m＝＝＝0.55 kg。 η＝ 解：天然气完全燃烧放出的热量Q放＝＝＝1.4×106 J, 天然气的热值q天然气＝＝＝4×107 J/m3。 【点拨】柴油机的压缩冲程中，活塞压缩燃料混合物做功，活塞的机械能转化为汽缸内气体的内能。根据P＝知柴油机输出的有用功W＝Pt＝8×103 W×60 s＝4.8×105 J。 根据效率公式η＝得，Q放＝＝＝1.2×106 J，利用Q＝mq知消耗柴油的质量m＝＝＝0.03 kg。 飞轮每转两圈对外做功一次，所以飞轮1 min转动2 400 r，要对外做功1 200次，一次做功W′＝ ＝＝400 J。做功冲程中燃气对活塞的平均压力F＝＝＝ 4 000 N。 解：由v＝得，汽车行驶的路程为 s＝vt＝25 m/s×600 s＝1.5×104 m。 解：因为汽车匀速直线行驶，所以受到的阻力和牵引力是一对平衡力，汽车受到的阻力为f＝F＝＝＝2×103 N。 解：1 kg汽油完全燃烧放出的热量为 Q放＝mq＝1 kg×5×107 J/kg＝5×107 J， 汽车发动机的效率为η＝＝＝60%。 $$