14.3 热机的效率-【支点·同步系列】2026-2027学年九年级上册物理（人教版·新教材）

第3节 热机的效率 知识清单 知识链接 知识点1燃料的热值 热值反映了所有能燃烧 1.物理学中，把某种燃料① 放出的热量与其 的物质的一种性质，反映了 ② 之比叫作这种燃料的热值，可用字母q表示，它是燃 不同燃料在燃烧过程中，将 料的一种性质。热值在数值上等于1kg某种燃料完全燃烧放 化学能转化为内能的本领的 出的热量。 大小。也就是说，它是燃料 2.热值的单位一般是焦每千克，符号是③ 本身的一种性质，它只与燃 3.放出热量的计算公式：④ ,其中m表示完全 料的种类有关，与燃料的形 燃烧的燃料的质量，q表示该种燃料的热值，Q表示燃料完全燃 态、质量、体积、是否完全燃 烧放出的热量。（气体燃料完全燃烧放出热量的计算公式为Q 烧均没有关系。 =Vq) 4.燃料燃烧的过程中，燃料储存的⑤ 转化为 温馨提示 内能。 对于气体燃料，热值在 知识点2热机的效率 数量上可以用1m3燃料在 1.对于热机而言，燃料燃烧释放的热量只有一部分用来做 标准状态下完全燃烧放出的 有用功，还有相当一部分散失了。用来做⑥ 的这部 热量来表示，因此气体燃料 分能量，与燃料完全燃烧放出的热量之比，叫作热机的效率。 的热值单位也可以是焦每立 方米，符号是J/m3。 2.用公式表示为：⑦ 。热机的效率总是小 于1。 课堂笔记 3.热机的效率是热机性能的重要指标。热机的效率高，在做功 同样多的情况下，就消耗更少的燃料，从而节约能源，减少污染。 4.提高热机效率的途径 (1)尽量减小各种⑧ (2)保持良好的润滑，尽量减小摩擦。 (3)尽可能使燃料⑨ 等。 之归类探究 。（9X油=4.5×102J/kg,P汽油= 考点热机的效率 0.8×103kg/m3,g取10N/kg) 【例】小智一家驾车旅行，车的总质量为 【点拨】根据密度公式求出1L汽油的质 1.5t,在一段平直的道路上匀速直线行驶 量，根据Q妆=mq求出汽油完全燃烧放出的热 6km,所受的阻力为该车总重力的0.1倍，完 量；根据二力平衡条件可知该车的牵引力，根 全燃烧汽油1L,则1L汽油完全燃烧放出的热 据W=F、求出该车所做的有用功，利用效率 量是 J,该车的工作效率是 公式即可求出该车的工作效率。 上册第十四章 基础达标心 A.变大 B.变小 C.不变 D.无法确定 一、填空题 6.下列措施不能提高热机的效率的是( 1.（2025一2026抚州临川一中检测)小明参加 A.尽量使燃料充分燃烧 一次长跑，身体消耗的能量为6.6×106J,这 B.尽量选用功率更大的发动机 些能量相当于完全燃烧0.55kg的干木柴释 C.尽量减少废气带走的热量 放的热量，则干木柴的热值为 D.尽量减少热机部件间的摩擦损耗 J/kg,用掉一半后，干木柴的热值将 (选填“变大”“变小”或“不变”)。 能力提速心 2.火箭用液态氢作为燃料，是因为液态氢具有 一、填空题 较高的 (选填“热值”或“比热 1.物理学与社会发展右图所示 容”)；火箭升空的过程中，燃料燃烧将 的是国产大型水陆两栖飞机 能转化为内能。 “鲲龙”AG600,是国家为满足 3.下图是一辆汽车的汽油机的能量流向图，则 森林灭火和水上救援的迫切需要而研制的 该汽油机的效率为 ;完全燃烧 大型特种民用飞机。某次飞行中，消耗燃油 0.2kg的汽油能够输出 2×103kg,发动机推力做功2.3×101°J,已 的有用功。增大该汽油机的工作时间，汽油 知燃油的热值为4.6×10J/kg,则该发动机 机的效率 (选填“会”或“不 的效率为 会”)增大。（汽油的热值为4.5×10J/kg) 2.天然气热水器将40kg的水从15℃加热到 燃料完全燃烧释放的热量(100%) 65℃，此过程中天然气完全燃烧释放热量的 里。 废气(33%)一 84%被水吸收，水吸收的热量为 冷却水(30%) J,天然气完全燃烧释放的热量为 出 摩擦与辐射(7%) J,需要消耗天然气 功 kg。〔c水=4.2×103J/(kg·℃)，9天然气= 二、选择题 4×107J/kg 4.下列关于燃料的热值的说法，正确的是（ 二、选择题 A.燃料燃烧越充分，其热值越大 3.有甲、乙两台汽油机，甲做的有用功是乙的 B.燃料的热值越小，完全燃烧放出的热量 越少 1.5倍，甲的效率是25%，乙的效率是30%， C.一瓶酒精用去三分之一，剩余酒精的热值 那么甲与乙消耗的汽油的质量之比是() A.9:5 将减小 B.5:8C.5:9D.6:5 D.焦炭的热值是3.0×10？J/kg,完全燃烧 4.干木柴、焦炭和无烟煤的热值如下图所示。 下列说法正确的是 ( 1kg焦炭能放出3.0×10J的热量 f×10J/kg 5.(2025山东)汽油在发动机气缸中燃烧不充 40 分会产生积碳，影响发动机性能。在发动机 30 20 维护保养后，汽油燃烧会更加充分，其热值 10 干木柴焦炭无烟煤 物理九年级RJ版 A.在完全燃烧的条件下，无烟煤放出的热量 (3)汽车通过隧道的过程中发动机的效率？。 最多 B.在质量相同的条件下，干木柴燃烧放出的 热量最少 C.0.5kg焦炭的热值等于1kg焦炭的热值 D.燃烧0.5kg焦炭放出的热量小于燃烧 1kg焦炭放出的热量 5.如下图所示，用甲、乙两种燃料分别对质量 和初温相同的水进行加热，两图装置均相 同。燃料的质量用m表示，燃料充分燃尽时 水升高的温度用△t表示（水未沸腾）。下列 说法正确的是 ( ) …之思维拓展… 小美在老师的指导下进行了以下实验：在 甲燃料 燃料 甲、乙两个烧杯中各装100g水，用酒精灯加 热甲烧杯，煤油灯加热乙烧杯，直至杯内水 A.若m相同，则△t越小，燃料的热值越大 沸腾1分钟，熄灭两盏灯，测得消耗酒精 B.若△t相同，则m越大，燃料的热值越大 4g,消耗煤油2.5g。她根据实验数据绘制 C.心的值越大，燃料的热值越大 了水的温度与加热时间关系的图像（如下 图)。若水沸腾前质量不改变，同一杯水沸 D.的值越大，燃料的热值越大 腾前后单位时间内吸收的热量相等，9酒精= m 6.(多选)用比值法定义物理量是物理学中常 3.0X10J/kg,9煤滴=4.6×102J/kg,c水= 用的方法。以下物理量是用这种方法定义 4.2×103J/(kg·℃)，则下列说法正确的是 () 的是 ↑温度/℃ A.密度 B.比热容 甲 98… C.质量 D.热值 18 三、计算题 0123456时间7min 7.（2025广安，有改动)五一假期，小莉一家出 A.整个过程，甲烧杯中的水吸收的热量更多 去旅游。汽车通过一条长2400m的隧道， B.前3分钟，乙烧杯中的水吸收的热量为 用时120s,消耗0.1kg的汽油，汽车通过隧 3.36×104J 道牵引力做的有用功为1.38×106J。(汽油 C.消耗的煤油完全燃烧放出的热量为1.15 的热值q=4.6×107J/kg)求： ×108J (1)汽车通过隧道的平均速度。 D.酒精灯加热的效率为28% (2)完全燃烧0.1kg汽油放出的热量。 上册第十四章第3节热机的效率 知识清单 ①完全燃烧②质量③J/kg④Q=mg⑤化学能 ⑥有用功 W有用 ⑦n一Q做 ⑧热量损失⑨充分燃烧 归类探究 3.6×1025% 基础达标 1.1.2×10不变 2.热值化学 3.30%2.7×10不会【解析】由图可知，该汽油机 的效率)=100%-33%一30%-7%=30%，完全燃 烧0.2kg的汽油放出的热量Q,=mg=0.2kg×4.5 ×10”J/kg=9×10J,则输出的有用功W有=7Q放= 30%×9×105J=2.7×105J。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热量之比，增 大汽油机的工作时间不会增大汽油机的效率。 4.D5.C6.B 能力提速 1.25%2.8.4×1051×1070.25 3.A【解析】由题意可知，甲、乙两台汽油机的效率分别 W 是25%、30%，由热机的效率公式)=Q可知，甲、乙 W甲 两台汽油机燃烧汽油放出的热量分别为Q甲= 刀甲 Q-是m8-×号-0×是-片 25%=9:5,又因为Q:=m9,所以在g相同时，甲与 30% 乙消耗的汽油的质量之比为9：5。 4.C 5.D【解析】通过水吸收热量的多少来体现燃料燃烧放 出热量的多少，而水吸收热量的多少跟水的质量和升 高的温度有关，因此为了比较热值大小可以利用Q吸 =Q做，而Q吸=c水m水△t,Q做=mq,即c水m水△t= mg,解得g=C*m*△ 。m相同，△t越小，由q= m C水m水△可知，燃料的热值越小，故A错误。△相 同，m越大，由g=m*△可知，燃料的热值越小， 故B镭误，的值越大，岩的值超小，由？= C本m*△可知，燃料的热值越小，故C错误。的值 越大，由g=本m4可知，燃料的热值越大，故D 正确。 6.ABD 7.解：(1)汽车通过隧道的平均速度 0=三=2400m=20m/s t120s (2)完全燃烧0.1kg汽油放出的热量 Q=mq=0.1kg×4.6×10J/kg=4.6×10J (3)汽车通过隧道的过程中牵引力做的有用功W= 1.38×105J 汽车通过隧道的过程中发动机的效率 w1.38×10】=0.3=30% 7=Q=4.6×10°J 思维拓展 B【解析】由题意可知，由于甲、乙两个烧杯中装的水 的质量相等，水的初始温度相同，根据Q啜=cm△t可 知，水沸腾前，两个烧杯中的水吸收的热量相等，吸收 的热量Q暇=c本m△t=4.2X103J/(kg·℃)×0.1kg ×(98℃一18℃)=3.36×10J,且同一烧杯中的水沸 腾前后单位时间内吸收的热量相等，则整个过程甲、 乙两个烧杯中的水所吸收的热量分别为Q。一号Q。 -号×836×10J=4.032×10J.Q2-Q-号 ×3.36×10J=4.48×10J,所以整个过程中，乙烧 杯中的水吸收的热量更多，故A错误。由图可得，第 3min时，乙烧杯中的水恰好沸腾，则吸收的热量Q展 =3.36×10*J,故B正确。整个过程消耗的煤油完全 燃烧放出的热量Q煤油=9煤油m煤袖=4.6×10？J/kgX 2.5×10-3kg=1.15×105J,故C错误。在整个过程 中，完全燃烧4g酒精所释放的热量Q精=q精m酒精 =3.0×10'J/kg×4×10-3kg=1.2×10J,可得酒精 Q里=4.032×10J=0.336= 灯加热的效率7=Q=1.2×10丁 33.6%,故D错误。 专项提优一热学的综合计算 1.解：(1)放出的热量 Q=c*m(t-t)=4.2×103J/(kg·℃)×6×103kg ×(42℃-30℃)=3.024×10°J (2)天然气放出的热量Q做=Q=3.024×108J 则天然气的体积 V=Qt=3.024×10J 9天s收3.2X102j/m=9.45m2 2.解：(1)完全燃烧0.07kg焦炭放出的热量为 Q敢=m焦炭9猫袋=0.07kg×3.0×102J/kg=2.1× 106J (2)焦炭所放出的热量60%被水吸收，水吸收的热 量为 Qw=Q做×60%=2.1×10J×60%=1.26×105J (3)水升高的温度为 1.26×105J △t= Q吸 c*m本4.2X103J/(kg·℃)X5kg =60℃ 上册详解详析