14.3 热机的效率 课件-2025-2026学年人教版物理九年级全一册

第十四章　内能的利用 第3节　热机的效率 1 知识点1　燃料的热值 1. 关于燃料的热值，以下说法正确的是（　D　） A. 燃烧1千克某种燃料放出的热量叫作这种燃料的热值 B. 燃料不完全燃烧时的热值比完全燃烧时的热值小 C. 燃料燃烧时，质量越大，热值越大 D. 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 2. 一些不法商家为了赚取黑心钱，将劣质煤和优质煤掺和到一起，这两种煤 具有不同的（　D　） A. 质量 B. 比热容 C. 密度 D. 热值 D D 知识点2　热机的效率 3. 如图所示反映了一台机器正常工作时的能量流向情况，下列说法错误的是 （　D　） A. 该图说明了能量可以发生转化 B. 该图说明了能量可以发生转移 C. 该机器遵循能量守恒定律 D. 该机器的效率为75％ D 4. 如图所示为甲、乙、丙三部汽油机燃料完全燃烧释放的内能和汽油机输出 机械能的二维柱状图，根据图中的信息，下列选项正确的是（　C　） A. 丙输出的机械能比甲少，所以丙的效率比甲低 B. 在燃料完全燃烧放出相同热量时，乙输出的机械能比甲少 C. 在输出的机械能相同时，丙比乙消耗更多燃料 D. 三部汽油机中，甲使用的燃料热值最大，效率最高 C 【解析】如图所示，假设纵坐标的单位长度为1.由公式η＝可得，甲的效率 η甲＝＝＝25％，乙的效率η乙＝＝＝50％，丙的效率η丙＝＝＝25 ％，可见，三部汽油机中，乙的效率最高，甲、丙的效率相同，故ABD错 误；由图可知，在输出的机械能相同时，乙消耗的燃料最少，故C正确。故 选C。 5. 如图所示，为汽油机的 冲程，若飞轮转速是3 600 r/min，则该汽 油机1 s对外做功 次。若汽油机的效率是25％，完全燃烧2 kg汽油放出 的热量可以对外做功 J。汽油机工作时会产生大量的热，常利用 水进行降温，这是利用了水的 的特性。（已知汽油的热值为 4.6×107 J/kg） 压缩　 30　 2.3×107　 比热容大　 6. （物理与工程实践）某品牌汽车燃油机的能量流程图如图所示，若汽车行 驶过程中消耗燃油2 L（燃油的热值为3.15×107 J/kg，密度为0.8×103 kg/m3），该热机的效率约为 ，假如这些燃油完全燃烧，牵引力做的 功是 J。现有一单缸四冲程汽油机的飞轮转速是3 600 r/min， 那么，1 s内燃气推动活塞做功的次数是 次。 35％　 1.764×107　 30　 【解析】由图可知，该热机的机械效率η＝100％－η摩－η废－η冷＝100％－7 ％－33％－25％＝35％；燃油完全燃烧放出的热量Q放＝mq＝ρVq＝0.8×103 kg/m3×2×10－3 m3×3.15×107 J/kg＝5.04×107 J，牵引力做的功W＝35％Q 放＝35％×5.04×107 J＝1.764×107 J；汽油机飞轮的转速是3 600 r/min，则 汽油机的飞轮每秒转60 r，飞轮转2 r，完成1个工作循环，活塞做功1次，所 以1 s内完成30个工作循环，做功30次。 7. 某物理研究小组组装了如图所示的甲、乙、丙装置，在完全相同的烧杯中 分别装有A、B两种液体，在完全相同的燃料盒中分别装有两种不同的燃料。 （1）为了比较不同燃料燃烧时放热的本领，应选 ⁠两图的装置进 行实验；为了比较液体的吸热本领，应选 两图的装置进行实验。 甲、乙　 甲、丙　 （2）此实验用 （选填“温度计示数”或“加热时间”）来反 映液体A和液体B吸收热量的多少。根据实验数据绘制出如图丁所示的图像， 分析图像可知，液体 的温度升高得较慢，A、B两种液体的比热容之比 为 ⁠。 （3）实验小组的同学经过讨论和实验，用图甲所示的实验方法进行数据测 量，并求出燃料的热值。求出的热值比真实值 （选填“偏大”或 “偏小”）。 加热时间　 B　 1∶2　 偏小　 8. （物理与生活）某居民家安装了一台电热水器，其铭牌标示如下表所示。 某次使用时，在电热水器中加满20 ℃的水后加热至70 ℃。求：[ρ水＝ 1.0×103 kg/m3，c水＝4.2×103 J/（kg·℃）] ×××型电热水器 额定加热功率 2 400 W 加热方式 电加热器 额定电压 220 V 安全等级 防触电保护一类 温度设定范围 20 ℃～90 ℃ 净重 20 kg 容量 40 L 整机外形尺寸 530 mm×400 m×400 m （1）水吸收多少热量？ 解：（1）电热水器内水的体积为V＝40 L＝40 dm3＝40×10－3 m3，由ρ＝ 可知，水的质量为m＝ρ水V＝1.0×103 kg/m3×40×10－3 m3＝40 kg， 水吸收的热量为Q吸＝c水m（t－t0）＝4.2×103 J/（kg·℃）×40 kg×（70 ℃ －20 ℃）＝8.4×106 J； （2）若不计热量的损失，电热水器需正常加热多长时间？ 解：（2）若不计热量的损失，电热水器正常加热时需要消耗的电能为W＝Q吸＝8.4×106 J，由P＝可得，电热水器正常加热的时间t'＝＝＝3 500 s； （3）如果用干木材替代电热水器烧水，且干木材完全燃烧放出热量的14％ 被水吸收，则至少需要多少 kg干木材？（干木材的热值q＝1.2×107 J/kg） 解：（3）根据η＝可知，干木材完全燃烧放出的热量为Q放＝＝ ＝6×107 J，由Q放＝mq可知，需要完全燃烧干木柴的质量为m干木柴＝＝ ＝5 kg。 参考答案 1. D　2.D　3.D 4. C　【解析】如图所示，假设纵坐标的单位长度为1.由公式η＝可得，甲 的效率η甲＝＝＝25％，乙的效率η乙＝＝＝50％，丙的效率η丙＝ ＝＝25％，可见，三部汽油机中，乙的效率最高，甲、丙的效率相同，故 ABD错误；由图可知，在输出的机械能相同时，乙消耗的燃料最少，故C正 确。故选C。 5. 压缩　30　2.3×107　比热容大 6.35％　1.764×107　30　【解析】由图可知，该热机的机械效率η＝ 100％－η摩－η废－η冷＝100％－7％－33％－25％＝35％；燃油完全燃烧 放出的热量Q放＝mq＝ρVq＝0.8×103 kg/m3×2×10－3 m3×3.15×107 J/kg＝5.04×107 J，牵引力做的功W＝35％Q放＝35％×5.04×107 J＝ 1.764×107 J；汽油机飞轮的转速是3 600 r/min，则汽油机的飞轮每秒 转60 r，飞轮转2 r，完成1个工作循环，活塞做功1次，所以1 s内完成30 个工作循环，做功30次。 7. （1） 甲、乙　甲、丙　（2）加热时间　B　1∶2　（3）偏小 V＝40 L＝40 dm3＝40×10－3 m3， 由ρ＝可知，水的质量为 m＝ρ水V＝1.0×103 kg/m3×40×10－3 m3＝40 kg， 水吸收的热量为 Q吸＝c水m（t－t0）＝4.2×103 J/（kg·℃）×40 kg×（70 ℃－20 ℃）＝ 8.4×106 J； 8. 解：（1）电热水器内水的体积为 （2）若不计热量的损失，电热水器正常加热时需要消耗的电能为W＝Q吸＝ 8.4×106 J， 由P＝可得，电热水器正常加热的时间 t'＝＝＝3 500 s； （3）根据η＝可知，干木材完全燃烧放出的热量为 Q放＝＝＝6×107 J， 由Q放＝mq可知，需要完全燃烧干木柴的质量为 m干木柴＝＝＝5 kg。 $$