14.2　热机的效率--2024-2025学年人教版物理九年级上学期

第十四章　内能的利用 第2节　热机的效率 完全 完全燃烧 1 m3 目录 上页 首页 下页 有用功 能量 燃烧 能量损失 目录 上页 首页 下页 D 目录 上页 首页 下页 B A 目录 上页 首页 下页 B 目录 上页 首页 下页 目录 上页 首页 下页 目录 上页 首页 下页 2 37.5 目录 上页 首页 下页 C B 目录 上页 首页 下页 B 目录 上页 首页 下页 AD 1.38×105 目录 上页 首页 下页 热值 6.3×1010 1×106 目录 上页 首页 下页 目录 上页 首页 下页 机械 内 压缩 2.3×107 目录 上页 首页 下页 机械 7×107 目录 上页 首页 下页 23 7×1010 目录 上页 首页 下页 知识梳理 导学园地 1.燃料的热值 定义 某种燃料　　　　燃烧放出的热量与其质量之比  单位 焦每千克或焦每立方米(气体),符号J/kg或J/m3(气体) 公式 q=(q为热值)或q=(气体) 物理意义 酒精的热值是3.0×107 J/kg,表示:1 kg酒精　　　　放出的热量是3.0×107 J  煤气的热值是3.9×107 J/m3,表示:　　　　煤气完全燃烧放出的热量是3.9×107 J  说明 热值是燃料的一种特性,其大小只与燃料的种类有关 1.燃料的热值只与燃料的种类有关,与燃料的形态、质量、体积、是否完全燃烧均无关。 2.热机的功率大,热机的效率不一定高,两者没有任何关系。 知识梳理 导学园地 2.热机的效率 定义 热机用来做　　　　的那部分能量与燃料完全燃烧放出的　　　　之比  公式 η=　　　　 提高效率 的途径 ①使燃料充分　　　　,如:把煤磨成煤粉或煤粒、加大送风量等;②尽量减少各种　　　　;③机件间保持良好的润滑、减小摩擦  知识点一:燃料的热值 【典题1】关于燃料的热值,下列说法正确的是(　　) A.燃料完全燃烧时放出的热量是燃料的热值 B.燃料热值大小与燃料的种类和质量有关 C.热值大的燃料比热值小的燃烧时放出的热量多 D.燃料的热值大小与燃料的燃烧程度和质量均无关 名师点睛 燃料的热值是燃料本身的特性,与燃料的质量、是否完全燃烧均无关。 【变式1】一杯酒精倒出一半,剩余酒精的质量、密度、比热容和热值的变化情况是( ) A.质量、密度、比热容和热值不变 B.质量变为原来的一半,密度、比热容和热值不变 C.质量和密度变为原来的一半,比热容和热值不变 D.质量和热值变为原来的一半,密度和比热容不变 知识点二:热机的效率 【典题2】甲汽油机的热机效率比乙汽油机的热机效率高,这表明( ) A.做同样多的有用功,乙消耗的汽油多 B.甲做功比乙快 C.甲消耗的汽油比乙少 D.消耗同样多的汽油,甲做的额外功多 名师点睛 热机的效率高是指有用功的能量在总能量中所占的比例大,即做相同的有用功,效率高的机器所需燃料少,或消耗相同的燃料,效率高的机器做的有用功多。 【变式2】如图所示是某内燃机工作时的能量流向图,该内燃机的热机效率是(　　) A.25%　 B.35%　 C.40%　 D.75% 知识点三:热效率的计算 【典题3】燃气热水器的优点是加热较快、热效率高。某品牌燃气热水器采用天然气作燃料,当只有该热水器工作时,把40 kg的水从20 ℃加热到60 ℃,天然气表的示数增加了0.12 m3。已知水的比热容c水=4.2×103 J/(kg·℃),天然气的热值q=7.0×107 J/m3。求: (1)此过程中水吸收的热量。 (2)消耗的天然气完全燃烧放出的热量。 (3)该热水器本次加热的效率。 名师点睛 (1)在计算热效率时,需要弄清楚哪部分为有效利用的能量,哪部分是总能量,再利用公式η=求解。 (2)有些题目给出的热值的单位是J/kg,但燃烧的燃料是以体积计量的,要先根据密度公式计算出燃料的质量,再计算燃料完全燃烧放出的热量。 【变式3】创建文明城市,垃圾分类从你我做起。在一定条件下分类后的垃圾能提炼出燃料油,可减少石油资源的开采。若燃料油的热值为3.15×107 J/kg,完全燃烧 　　　　kg燃料油可放出热量6.3×107 J;这些热量的75%被质量为300 kg、温度为20 ℃的水吸收,可使水的温度升高　　　　℃。[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]  【基础达标练】 　　　　　 　　　　 　　　 1.一户四口之家分别单独使用不同种类的燃料时,平均月消耗量分别为液化石油气约30 kg,木柴约200 kg,烟煤约80 kg,煤气约60 kg,四种燃料中热值最高的是(　　) A.木柴 B.烟煤 C.液化石油气 D.煤气 2.某校九年级的学生参观了学校锅炉房后,提出了下列几种提高炉子效率的建议,其中不应采纳的是( ) A.鼓风机向炉膛内吹风 B.向炉内多加些煤,加大火力 C.煤磨成粉 D.用各种办法增大受热面积 3.2023年7月18日,中国航空工业发布消息,我国自主研制的水陆两栖飞机“鲲龙”AG600已完成典型灭火场景验证试飞科目,这标志着“鲲龙”AG600已具备执行灭火任务能力。某次飞机在空中匀速直线飞行了100 km,在飞行过程中受到的阻力为5×104 N,消耗燃油的质量为300 kg,已知燃油的热值为4.5×107 J/kg,下列说法不正确的是(　　) A.燃油燃烧时将化学能转化为内能 B.燃油燃烧的过程中燃油的热值不断减小 C.消耗的燃油完全燃烧放出的热量为1.35×1010 J D.发动机的效率约为37% 4.(多选)关于热机,下列说法正确的是(　　) A.热机是把内能转化为机械能的发动机 B.可以采取增大热机功率的方法来增大热机的效率 C.随着科技的进步,在不久的将来热机效率可以达到100% D.内燃机属于热机,它在压缩冲程中把机械能转化为内能 5.若一台汽油机在一个工作循环中消耗了10 g的汽油(热值为4.6×107 J/kg),且这台汽油机的效率为30%,则一个工作循环中输出的有用机械能为　　　　J。  6.卫星“夸父一号”使用长征二号丁运载火箭发射升空,开启对太阳的探测之旅。“夸父一号”主要以偏二甲肼作为燃料,由此判断偏二甲肼的　　　　大;燃料质量为1 500 kg,它完全燃烧可以产生的热量为　　　　J。这些能量若全部被温度为20 ℃的水吸收后升高到35 ℃,则水的质量为　　　　kg。[q偏二甲肼=4.2×107 J/kg,c水=4.2×103 J/(kg·℃)]  【思维拓展练】 7.一辆汽车为长50 km的新建大桥进行通车测试,汽车总质量为1.5 t,以100 km/h的速度匀速通过大桥,受到的阻力是总重力的2/25,全程消耗了4 kg汽油,g取10 N/kg,(q汽油=4.6×107 J/kg)求: (1)牵引力所做的功。 (2)牵引力做功的功率。(结果保留两位有效数字) (3)汽油机的效率。(结果保留一位小数) 1.(2021黔东南中考)如图所示,用力将活塞迅速下压,玻璃筒内硝化棉燃烧起来,该过程能量是由　　　能转化为　　　能,这一特点与汽油机　　　　冲程相同。完全燃烧0.5 kg的汽油,放出的热量是　　　　　 J。(已知汽油的热值为4.6×107 J/kg)  2.(2022黔东南中考)2022年2月27日11时许,伴随着一阵山呼海啸般的巨响,长征八号遥二运载火箭搭载着22颗卫星,在我国文昌航天发射场一飞冲天,由此开启了我国新的共享火箭“拼车”模式。火箭发动机做功把燃料燃烧的内能转化为　　　能,若该燃料的热值为1.4×108 J/kg,则完全燃烧500 g该燃料放出的热量是　　　　J。  3.(2022铜仁中考)全球汽车保有量在迅速增长,截至2011年,全球处于使用状态的汽车数量已突破10亿辆。设汽车的燃油为汽油,每辆汽车每年耗油约2.1 t,若不计热量损失,这些燃料完全燃烧可供1×106 kg的水温度升高　　　　℃;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1%,全球每年可以节约　　　　kg燃油(结果保留整数),从而减少全球的碳排放,为环保做出贡献。[已知水的比热容为4.2×103 J/(kg•℃),汽油的热值为4.6×107 J/kg]  $$