14.2 热机的效率 习题课讲义-2024-2025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．燃料的热值 【解题依据】单位质量的某种燃料完全燃烧时放出的热量叫做这种燃料的热值。 ①在燃料燃烧的过程中，燃料的化学能转化为内能，即通常说的燃料燃烧时放出热量。 ②单位：J/kg（焦每千克）。气体燃烧时一般用J/m3（焦煤立方米）。 ③物理意义：1千克某种燃料完全燃烧放出（数值）焦的热量。 ④燃料的一种特性，与燃料的多少和是否完全燃烧无关。不是所有物体都有的。 题目一  下列关于热值的说法中正确的是（    ） A．燃料越多，它的热值就越大 B．燃料燃烧时放出的热量越多，它的热值就越大 C．相同质量的不同燃料，完全燃烧时放出的热量越多，热值越大 D．同一种燃料，燃烧的情况不同，它的热值就不一样 【解题思路】1kg某种燃料完全燃烧放出的能量，叫做这种燃料的热值。热值是燃料的一种特性，它只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧程度等均无关，据此分析判断。 解：燃料的热值仅与燃料的种类有关，燃料的质量无关，例如一堆煤和一块同样煤的热值相同，故A错；热值就是1kg某种燃料完全燃烧放出的热量，与燃烧情况无关，故B、D都错；相同质量的不同燃料，完全燃烧时放出的热量越多，热值越大，正确。 答案：C 【点评】本题考查了学生对热值概念的了解与掌握，明确热值是燃料的一种特性（只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧程度等无关）是本题的关键 练习题1  柴油的热值为4.3×107J/kg，现有柴油10kg，将其中一半完全燃烧，放出的热量是     J，剩余柴油的热值是     J/kg。 练习题2  关于燃料的热值，以下说法中正确的是（    ） A．燃烧1千克某种燃料放出的热量叫这种燃料的热值 B．燃料的热值与燃料的种类有关系，与燃料的质量和燃烧状况无关 C．燃料燃烧时，质量越大，热值越大 D．燃料不完全燃烧时的热值比完全燃烧时的热值小 题目二  发射卫星的火箭常使用液态氢作为燃料，主要是因为液态氢具有（    ） A．较大的热值 B．较低的沸点 C．较大的比热容 D．较低的凝固点 【解题思路】单位质量的某种燃料完全燃时放出的热量叫做这种燃料的热值，燃料的热值越高，在质量相同时，完全燃烧时放出的热量越大。 解：为了推动火箭升空，则火箭的燃料燃烧时必须释放出很大的能量。根据这个需要，选择液氢来做燃料，原因一定是氢有较高的热值。 答案：C 【点评】本题考查学生对热值、比热容、沸点和凝固点的掌握情况，需要根据火箭的具体工作原理来分析。 练习题3  酒精灯里的酒精燃烧一半后，剩下酒精的比热容      ，热值      。（选填“变大”、“不变”或“不变”） 练习题4  现探明中国南海海底有大量的可燃冰。已知可燃冰的热值比煤气的热值大得多，则完全燃烧相同质量的可燃冰和煤气，燃烧    放出的热量多。1 kg的可燃冰，燃烧一半后，剩余可燃冰的热值     (选填“变大”“变小”或“不变”)。 2．热机的效率 【解题依据】热机的效率：热机用来做有用功的那部分能量和完全燃烧放出的能量之比叫做热机的效率。 ①公式：η＝W有用/Q总； ②提高热机效率的途径：使燃料充分燃烧；尽量减小各种热量损失；机件间保持良好的润滑、减小摩擦。 题目三  甲、乙两台柴油机，甲的效率低于乙的效率，意义是（    ） A．甲的功率大于乙的功率 B．甲消耗的燃料多于乙消耗的燃料 C．乙将燃料燃烧放出的能变成有用功的那部分能的比例比甲大 D．工作相同时间甲消耗的燃料一定比乙少 【解题思路】热机的效率是指热机用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比。比值越大，热机的效率越高；比值越小，热机的效率越低。甲柴油机的效率比乙柴油机的效率低，说明甲柴油机用来做有用功的能量占总能量的百分比小，也就是，甲乙两台柴油机，利用相同燃料做功时，甲做的有用功比乙的少。 解：功率是表示物体做功快慢的物理量，与热机的效率是完全不同的概念，所以甲的功率和乙的功率的大小关系是无法比较的，故A错误；虽然甲的效率比乙低，但不清楚两台柴油机做功多少的情况下，无法确定谁消耗的燃料多，故B错误；甲柴油机的效率比乙柴油机的效率低，说明甲柴油机用来做有用功的能量占总能量的百分比小，故C正确；相同时间内消耗燃料的多少与功率有关，与效率无关，故D错误。 答案：C 点评：此题主要考查了热机效率的概念，在考查热机效率的同时，也考查了功率的概念，是一道很好的基础性题目。 练习题5  关于热机，下列说法中正确的是（    ） A．效率越高的热机功率也越大 B．减少各种热损失可以提高热机效率 C．改进技术后，热机的效率可达到100% D．使用热值高的燃料可提高热机的效率 题目四 有经验的柴油机维修师，不用任何仪器，只是靠近柴油机排气管口观察和闻一下，并将手伸到排气管口附近感觉一下尾气的温度，就能初步判断这台柴油机的节能效果，在同样负荷的情况下，关于柴油机的节能效果，下列判断中正确的是（    ） A．尾气的温度越高，柴油机越节能 B．尾气的温度越低，柴油机越节能 C．尾气的柴油味越浓，柴油机越节能 D．尾气的颜色越发黑，柴油机越节能 【解题思路】热机的效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比。燃烧相同的燃料，有效利用的能量越多，效率越高。 解：尾气的温度高，说明散失的热量多，柴油机的效率低，反之，柴油机的效率高，即节能。尾气的柴油味浓、颜色黑都说明柴油没有充分燃烧，浪费了燃料，这样柴油机的效率会低。 答案：B 点评：此题考查柴油机的节能情况，实际是考查热机的效率问题，四个选项分别从不同方面考查了影响热机效率的因素，是一道好题。 练习题6  下为了提高锅炉的效率，某工厂的工人想了以下一些方法，其中正确的是（   ） A．把大的煤块送进炉膛，并加大送风量 B．把煤粉送进炉膛，并加大送风量 C．把大的煤块送进炉膛，并减小送风量 D．把煤粉送进炉膛，并减小送风量 【巩固练习】  1、关于热机效率，下列说法正确的是（　　） A. 蒸汽机的效率高于汽油机的效率 B. 热机所做有用功越多,它的效率就越高 C. 内燃机的效率越高,它消耗的燃料就越少 D. 热机效率越高,它将内能转化为机械能的比例越大 2、关于热机，下列说法中正确的是（　　） A. 四冲程汽油机在工作过程中,进气门和排气门都关闭的冲程只有做功冲程 B. 随着科学技术的发展,热机的效率可以达到100% C. 柴油机的效率比汽油机的高,这是因为柴油的热值比汽油的大 D. 四冲程内燃机的吸气、压缩、排气冲程是靠飞轮的惯性完成的 3、有一辆汽车在水平路面上用0.5h匀速行驶了36km，消耗汽油3kg．若已知该汽车发动机的功率（即牵引力的功率）为23kW，汽车（包括车上的人和物品）质量为1.5t，车轮与地的接触总面积是0.5m2，汽油的热值为4.6×107J/kg，g=10N/kg．下列分析正确的是（　　） A. 该汽车对路面的压力等于1.5×104N，该汽车克服阻力做的功是2.3×104J B. 该汽车通过这段路程的平均速度是200m/s，车对地的压强是30Pa C. 该汽车的牵引力是1.5×104N，汽油燃烧放出的热量是1.38×108J D. 该汽车发动机的效率是30%，该汽车的牵引力是1.15×103N 4、关于热机，下列说法中正确的是（ ） A. 使用热值高的燃料可提高热机的效率 B. 汽油机和柴油机均属于内燃机,工作时它们点火的方式也相同 C. 汽油机工作时汽油在汽缸里燃烧,汽油属于二次能源 D. 效率越高的热机功率也越大 5、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. 尽量增加热机的工作时间 C. 尽量减少废气带走的热量 D. 尽量减少热机部件间的摩擦 6、下列说法中正确的是（　　） A. 四冲程内燃机中,只有做功冲程做功 B. 热机排出的废气和产生的噪声会污染环境 C. 内燃机中,燃料燃烧得到的内能全部转化为机械能 D. 柴油机的效率比汽油机高,因此,柴油机的功率比汽油机的大 7、 “五一”假期，小明一家驱车外出旅游。当汽车以108km/h的速度在高速公路上匀速直线行驶时，汽车受到的阻力是整车重的0.08倍，效率为40％。已知汽车整车质量为1375kg，油箱容积为50L。（汽油热值q=3.3×107J/kg，汽油密度是0.8×103kg/m3,g=10N/kg) （1）这时汽车牵引力做功的功率是______W； （2）该车加一满箱汽油，按照以上速度最多可以匀速直线行驶______km的路程。 8、春节期间，小丽同学一家驾车沿高速公路到某地旅游，路程为360km．所用时间为10h，假设轿车是匀速行驶，且受到的阻力为500N，用了20kg汽油．汽油的热值为4.6×107J/kg．汽车牵引力做的功______，发动机的功率______，汽油机的效率是______（结果取一位小数）。 9、随着生活水平的提高，汽车已经进入百姓家庭，汽油机是汽车的“心脏”．一台四冲程汽油机工作时曲轴转速是2400r/min，此汽油机10s能完成________个做功冲程；已知汽油的热值是4.6×107J／kg，某汽车行驶过程中燃烧了0.2kg的汽油，这些汽油完全燃烧放出的热量是________J，若这些热量全部用来加热水，能使质量为500kg、初温度为20℃的水温度升高________℃[c水=4.2×103J／(kg·℃)，结果保留一位小数]；若该汽车在此行驶过程对外输出了2.3×106J的功，则该汽车汽油机的效率为________． 练习题答案 1．2.15×108；4.3×107；2．B；3．不变；不变；4．可燃冰；不变；5．B；6．B。 1 学科网（北京）股份有限公司 $$