14.3 热机的效率-【学海风暴】2025-2026学年新教材九年级上册物理同步备课（人教版2024 安徽专版）

第3节 热机的效率 意里固提园 1.某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比，叫作这种燃料的热值。单位：J/kg、J/3。 热值大小只与燃料种类有关，与其质量（体积）、是否完全燃烧均无关。 2.燃料燃烧放热公式：①Qt=qm(适用于固体、液体燃料)：②Q一9V(适用于气体燃料)。 3.热机效率7一 直X100%。提高热机效率的途径：①使燃料充分燃烧：②尽量减少各种 Qx 热量损失；③减少各部件间的摩擦：④充分利用废气带走的能量。 鼎课内基础闯关 知识点①燃料的热值 (3)表中质量相同的四种燃料完全燃烧后， 1.目前运载火箭常使用液态氢作为燃料，主要 放出热量最少的是 是因为液态氢的热值较 若一 (4)若质量为2kg的某种燃料完全燃烧后， 罐氢气用去了一半，则剩余氢气的热值将 放出的热量是9.2×10？J,则这种燃料可能 是 2.关于燃料及其热值，下列说法正确的是 知识点② 热机的效率 4.教材改编题下图所示的是某内燃机工作时 A.没有燃烧的燃料，热值等于零 的能量流向图。该内燃机的热机效率是 B.燃料完全燃烧时，它的热值最大 C.燃料的热值与质量和燃烧状态无关 废气带走的能量 机被自身 40 D.燃料燃烧时温度越高，放出的热量越多 毛的能 3.根据下表列出的四种燃料的热值，回答下列 燃料完全燃烧释有用机被能 问题。 放的能量100% 干木柴 酒精 柴油 煤油 A.65% B.40%C.15% D.35% 1.2× 3.0× 4.3× 4.6× 5.(2024一2025准北月考)关于热机的效率，下 10 J/kg 10 J/kg 10 J/kg 10 J/kg 列说法正确的是 () (1)从表中的数据可知，不同燃料的热值 A.热机效率越高说明做功越快 B.一般情况下柴油机的效率比汽油机的高 (2)酒精的热值是3.0×10°J/kg,表示的物 C.在做功同样多的情况下，热机效率越高， 理意义是 消耗的燃料越多 。 那么，完全燃烧 D.在热机损失的能量中，废气带走的能量较 1g的酒精可放出热量 少，由于机械摩擦损失的能量较多 上册第十四章 课外拓展提高 6.某路灯的灯杆顶端有太阳能电池板和风车。 10.(2025阜阳颍州区期末)热机效率水平是一 若太阳光辐射到该电池板的能量为2.7× 个国家柴油机技术综合实力的核心标志， 10J,这与完全燃烧 kg焦炭放 提升热机效率是柴油机诞生以来全行业的 出的热量相当。.（焦炭的热值为3×10J/kg) 共同追求。我国某集团于2022年正式发 7.体积为0.28m3、热值为3.6×10J/m2的煤 布全球首款热机效率突破52.28%的商用 气完全燃烧放出的热量为 柴油机，远远高于目前市场现有主流产品 J。若这些热量的10%被温度为30℃、 平均46%的热机效率。某型号安装此柴油 质量为3kg的水吸收，已知当地气压为标准 机的载重汽车在某次测试中，在一段平直 大气压，则水的末温为 ℃。〔水 的公路上匀速行驶10km,牵引力恒为4.3 的比热容为4.2×103J/(kg·℃) ×103N,消耗柴油2kg。求：（已知柴油的 8.2024年10月30日，在酒泉基地发射的神舟 热值q=4.3×10J/kg) 十九号载人飞船升空过程中，燃料舱内的燃 (1)2kg柴油完全燃烧放出的热量。 料的热值 (选填“变大”“变小” (2)此柴油机的效率。 或“不变”)。若100g液态氢完全燃烧放出的 热量有60%被水吸收，水温升高了50℃，则 水的质量为 kg。〔g孩态数一1.4X 108J/kg,c*=4.2×103J/(kg·℃)刀 9.(2024济南)完全燃烧1g液态氢能释放出 1.4×105J的热量，是完全燃烧1g汽油释放 热量的3倍。由此可知，液态氢比汽油( A.内能大B.温度高C.热值大D.密度大 核心素养专练 11.核心素养·科学探究(2024一2025长沙 制水的质量相等，煤油与菜籽油的质量 月考)小明同学在“探究不同燃料燃烧放出 (选填“相等”或“不相等”)。 的热量”的实验中，设计的实验装置如下图 除了图中所提供的测量工具， 所示。 (选填“需要”或“不需要”)秒表。 (2)燃料燃烧放出热量的多少是通过 温度计 温度计 (选填“温度计升高 的示数”或“加热时间”)来反映的。 备煤油 品菜籽油 (3)分析得出：煤油和菜籽油这两种燃料 乙 中，热值较大的是 燃料 加热前的水温 燃料燃尽后的水温 (4)利用以上实验方法计算出的燃料热值 煤油 25℃ 44℃ 将比真实值 (选填“大”或 菜籽油 25℃ 34℃ “小”)，原因可能是 (1)为了保证实验结论可靠，小明同学选择 (写 了两套完全相同的装置，在实验中还应控 出一种即可)。 20 九年级物理RJAH拔于酒耗能最5-1.5X10卡 (2)汗水蒸发吸收的热量Q.‘一cm△=4.2× 10J/(kg·℃)×60kg×0.1℃=2.52×10'J 14.解：(1)铁件释放的热量Q一cgm联△1=0.46× 10J/(kg·℃)×420×10’kg×(550℃-50℃)= 9.66×10J (2)这些热量全部被水吸收后，水升高的温度△'一 Qn_Qs_ 9.66×10'J cmcm 4.2X10 J(kg.C)x5 kg-4.6 C 第十四章 内能的利用 第1节能量的转化与守恒 ©课内基础闻关 1.转化转移 2.化学机械 3.B4.B 5.能量守恒定律减少 6.C 7.A【解析】永动机违背了能量守恒定律，所以不可能 被制造出来，故A正确。能量守恒定律既适用于能量 的转化过程，也适用于能量的转移过程，故B错误 “摩擦生热”是将机械能转化为内能，所以也符合能量 守恒定律，故C错误。根据能量守恒定律，自然界中 能的总量保持不变，但是机械能不一定守恒，故D 错误。 题课外拓展提高 8.能量守恒 9.电能保持不变10.内 11.C12.D 13.C【解析】由题意可知整个过程是太阳能通过太阳 能电池转化为电能，然后蓄电池将电能转化为化学 能储存起来，晚上蓄电池对外放电，将化学能转化为 电能供应路灯工作，路灯工作时将电能转化为光能。 故C符合题意，A、B,D不符合题意。 巴核心素养专练 14.内能做功机械能 第2节热机 )课内基础闯关 1.B2.C 3.压缩做功惯性 4.C5.C 6.柴油机柴油机7，C 四课外拓展提高 8.丙下汽油和空气的混合物 9.内压缩 10.12030 11.D12.B 13.C【解析】图丁中两个气门关闭，话塞向下运动，属 于做功冲程。在做功冲程中，内能转化为机械能，故 A错误。在吸气冲程中，汽油机吸人的是汽油和空 气的混合物，柴油机吸人的只有空气，故B错误。飞 轮的转速是1200r/min=20r/s,每秒内汽油机飞轮 转动20圈，对外做功10次，完成40个冲程，故C正 确。图甲中两个气门都关闭，活塞向上运动，是压缩 冲程：图乙中进气门打开，排气门关闭，活塞向下运 动，是吸气冲程：图丙中进气门关闭，排气门打开，活 塞向上运动，是排气冲程：图丁中两个气门都关闭， 火花塞点火，活塞向下运动，是做功冲程。该汽油机 一个工作循环四个冲程正确的顺序是乙，甲、丁，丙， 故D错误： 罗核心素养专练 14.(1)内能(2)10050(3)1.2×10 【解析】(1)空气发动机工作时压缩的气体对外做功， 将内能转化为机械能。(2)空气发动机在工作过程 中，曲轴转动一周完成1个工作循环，1个工作循环 有2个冲程，对外做功1次，所以，空气发动机的飞 轮转速是3000r/min,即每秒钟转50圈，做功50次， 完成100个冲程，(3)因为该车匀速行驶，牵引力F 一f-1000N,最高速度为144km/h-40m/s,匀速 行驶5min,通过的路程=l=40m/s×300s= 12000m,牵引力对汽车做功W=Fs=1000N× 12000m-1.2×10'J. 第3节热机的效率 ©课内基础闯关 1.大不变2.C 3.(1)不同(2)1kg的酒精完全燃烧放出的热量是 3.0×10」3.0×10°(3)干木柴(4)煤油 4.D5.B )课外拓展提高 6.0.9 7.1.008×10100 8.不变40【解析】燃料的热值只与燃料的种类有关， 因此飞船升空过程中，燃料舱内的液态氢的热值不变： 100g液态氢完全燃烧放出的热量Q一9m一1,4 ×10J/kg×0.1kg=1.4×10J,放出的热量有60%被 水吸收，由广是×100%得，水吸收的热量Q:一Q =60%×1.4×10J=8.4×10°J,由Qa=cm△得，水 Q 8.4×10°J 的质量m一4△12X10kg·C)X50元 40kg. 9.C 上册参考答案 151 10.解：(1)2kg柴油完全燃烧放出的热量 Qw=mg=2kg×4.3X10J/kg=8.6×10J (2)牵引力做的功W一Fs=4.3×10N×10'm=4.3 ×103J 此第消机的数率，品×10%-8 8.6×10J 100%=50% 图核心素养专练 11.(1)相等不需要(2)温度计升高的示数(3)煤 油(4)小燃料燃烧放出的热量不能全部被水吸 收（合理即可） 专题练习一热学综合计算 1.解：(1)1大卡=1千卡=1000×4.2J=4.2×10J 质量为50kg的运动员跑20km消耗的能量 E-50kg×20km×4.2×10J/(kg·km)=4.2× 10°J (2)天然气完全燃烧放出的热量Q-E-4.2×10°J Q_-4.2×101=4.2×10J/m 天然气的热值q一7=0.1m 2.解：(1)绝热容器中水的体积为V*-5L-5×101m 绝热容器中水的质量为mk=PVx=1.0×10kg m×5×10m=5kg (2)水吸收的热量为Q,=cm体(1一L*)=4.2× 10J/(kg·℃)×5kg×(44℃-40℃)=8.4×10J (3)不计热量损失，金属块放出的热量Q=Q=8.4 ×10J 该金属的比热容 Q 8.4×10'J 4=m44-D-2kgX(92C-44C=0.875X 102J/(kg·℃) 3.解：(1)需要完全燃烧天然气的质量为 Qt8.4×10J 9天指午4.2X10J/kg =0.02kg (2)水吸收的热量为 Qa=7Qm=60%×8.4×10J=5.04×10J (3)水升高的温度为 5.04×105J △=c4m4.2X10J/0kg·C)X2kR =60℃ 则水的末温为1一t。十△1一20℃+60℃一80℃ 4.解：(1)壶中水的质量为 m*=PV*-1.0×102kg/m2×2X102m2=2kg (2)水吸收的热量为 Q4=c4m*△1=4.2X102J/(kg·℃)×2kg× (100℃-25℃)=6.3×10°J (3)丁烷完全燃烧放出的热量为Q一mr:一2.5 ×103kg×4.8×10”J/kg-1.2×10J 卡式炉的加热效率为 152 九年级物理RJAH版 94×100%-6.3X10」×100%-52.5% )一Q灯陕 1.2×10J 5.(1)10m/s (2)25% 6.解：(1)在0~10s内，汽车行驶的路程为120m,根据v =三可得，汽车的平均速度为一三-20皿-12m/s 110s (2)根据图像可知，10s以后，汽车做匀速直线运动，处 于平衡状态，此时汽车受到的牵引力和阻力是一一对平 衡力，其大小相等，汽车发动机的功率是P=Y-色 =Fo=f=4000N×20m/s=8×10W (3)由于汽车以恒定的功率在平直的公路上做直线运 动，则0~20s内发动机做的有用功为W=P1=8× 10W×20s=1.6×10J 程0×100%可得，Qu="=上6X 40% ×10J 0~205内需要燃烧汽油的质量为m= Q丝 9代袖 4×10J 5×10J/kg =0.08kg 第4节跨学科实践：制作简易热机模型 罗实践专项训练 1.(1)热传递(2)放出(3)大气压 2.(1)熔化汽化小水滴(2)压缩喷出的水 (3)飞行时间（合理即可） 阶段训练二 1.乙、丁、甲，丙内能转化为机械能 2.可燃冰不变 3.机械做功 4.保持不变 5.压缩做功15【解析】在内燃机的工作过程中，压 缩冲程是将机械能转化为内能的过程：由题图可知， 此时两个气门关闭，活塞向下运动，所以是做功冲程： 若四冲程汽油机的飞轮转速为1800r/min,则该飞轮 每秒钟转30圈，因为一个工作循环飞轮转2圈，完成 4个冲程，做功1次，故该汽油机每秒钟共做功15次。 6.9.2×1025【解析】这些燃油完全燃烧放出的热 量Qx=9mm地m=4.6×107J/kg×2X102kg=9.2× 10”J:该发动机的效率刀一Q ”×10%=名-3X10」 9.2×109J ×100%=25%. 7.A8.A9.C10.C11.B12.A 13.解：(1)做功冲程中，燃气对活塞的平均压力 F-pS-8X10Pa×50X10*m2-4000N (2)一次做功冲程中，平均压力做的功