内容正文:
14.3 热机的效率
学习新知
1.我们把某种燃料________燃烧放出的热量与其________之比,叫作这种燃料的热值.热值的单位是________,常用气体燃料热值的单位是________.
2.燃料完全燃烧放热的计算公式:________.
3.热值与燃料的种类有关,与是否完全燃烧、质量大小________(填“有”或“无”)关.
4.用来做________的这部分能量,与燃料________放出的热量之比,叫作热机的效率.热机效率的计算公式:________.
5.在设计和制造热机时,要不断改进和创新,以减少各种能量________,提高效率.在热机的能量损失中,________带走的能量最多.
课堂练习
1.下列关于热值的理解,正确的是( )
A.热值与燃料完全燃烧放出的热量成正比
B.燃料完全燃烧时,热值较大
C.热值与燃料质量成反比
D.煤气罐内煤气燃烧掉一半后,热值不变
2.关于热机效率,下列说法中正确的是( )
A.热机效率越高,热机做的有用功越多
B.热机效率越高,热机的功率越大
C.提高热机效率和节能减排无关
D.热机的效率越高,它将内能转化为有用机械能的比例越大
3.如图是某内燃机的能量流向图,下列说法正确的是( )
A.该内燃机的热机效率为40%
B.减小机械摩擦可提高内燃机的效率
C.随着技术进步,未来内燃机的效率可能达到100%
D.燃料燃烧时热值变小
4.火箭常采用液氢作为燃料,是因为其大,若火箭发射时携带了液氢燃料,这些燃料完全燃烧能释放________J的热量.
5.某汽车行驶在路上,某段时间内发动机对外做功,经测量此过程中燃烧了汽油.试计算:
(1) 300g汽油完全燃烧释放多少热量?(汽油的热值)
(2) 此发动机的效率是多少?
6.用天然气热水器将质量为、温度为的水加热到,完全燃烧了的天然气.已知.求:
(1) 水吸收的热量.
(2) 烧水过程中热水器的效率.
课后练习
一、基础练
1. 燃料的热值
1.一袋饼干的营养成分表上标有“2360kJ/100g”,该标识的含义与以下物理量的含义类似的是( )
A.热值 B.热量 C.比热容 D.内能
2.火箭发动机常使用液氢作燃料,这是利用液氢的( )
A.密度大 B.热值大 C.比热容大 D.热量多
3.在我国某些地区仍有烧柴做饭的情景,下列说法正确的是( )
A.堆放在厨房的木柴,热值为零
B.做饭时加大通风量可以提高木柴的热值
C.木柴完全燃烧时,它的热值最大
D.木柴的热值与其质量、燃烧状态无关
4.汽油的热值为,它表示的物理意义是________.有汽油,若其中一半完全燃烧,放出的热量是________J,剩余汽油的热值是________J/kg.
5.女灸是中华医学的瑰宝,利用艾条燃烧放出的热量刺激人体穴位,能够达到防病治病的目的.图中的艾灸过程是通过________的方式改变人体内能的.若一根质量为的艾条完全燃烧能放出的热量,该艾条的热值为________.
6.在标准大气压下,使用煤气灶将的水从加热到,水吸收的热量是________J,若不计热量损失,此过程需要完全燃烧________的煤气.[水的比热容,煤气的热值
2. 热机的效率
7.热机的广泛使用已成为一个国家工业化程度的标志,人类的现代生活已越来越离不开各种热机,热机从根本上改变着我们的世界.关于热机的效率,下列说法正确的是( )
A.热机消耗的燃料越多,效率就越低
B.热机所使用的燃料热值越大,效率就越高
C.热机做的有用功越多,效率就越高
D.热机所做的有用功与燃料完全燃烧放出的热量之比越大,效率就越高
8.为减少能源消耗,合理利用能源,下列方法中对提升热机效率有用的是( )
A.尽量增加废气带走的能量
B.增加燃料的质量
C.尽量使燃料充分燃烧
D.采用热值更大的燃料
9.如图所示的是某内燃机工作时的能量流向图,该内燃机的热机效率是________.
10.一台四冲程汽油机,完全燃烧的汽油可以转化为的机械能,汽油完全燃烧放出的热量为________J.该汽油机的热机效率是________%.(已知汽油的热值为)
11.某品牌燃气热水器将的水从加热到,完全燃烧了的燃气,这些燃气完全燃烧放出的热量为________J,该燃气热水器烧水的效率是________.[已知水的比热容为,取燃气的热值为]
二、提升练
12.甲、乙两种燃料完全燃烧放出的热量与其质量的关系图像如图所示,则下列分析正确的是( )
A.甲燃料的热值小于乙燃料的热值
B.完全燃烧甲、乙两种燃料加热同一锅水至沸腾,所需乙燃料的质量更小
C.完全燃烧相同质量的两种燃料,甲放出的热量更多
D.使用甲燃料的热效率一定高,但是热效率肯定小于100%
13.在标准大气压下,小明用天然气灶将质量为的水,从加热到沸腾,水吸收的热量是________J.小明家天然气热水器的热效率是,他某次洗澡,耗水20kg,热水器进水温度是,出水温度是,他这次洗澡消耗天然气________.[已知水的比热容是,天然气的热值是]
14.取酒精和花生米,点燃后分别对的水加热,直至充分燃烧.数据记录在表中,可见质量相等的酒精和花生米充分燃烧所放出的热量________(填“相等”或“不相等”),所测的花生米的热值为________J/kg.酒精和花生米中,________的热值大.
15.一辆汽车以的速度在平直的公路上匀速行驶了,受到的阻力为,燃烧了汽油.(汽油的热值为)求:
(1) 牵引力做了多少功.
(2) 这些汽油完全燃烧放出的热量.
(3) 发动机的效率.(结果保留至0.1%)
三、素养练
16.某物理小组的同学在跨学科实践活动中,通过实际调查和网上查询,绘制了一辆某种型号普通轿车在额定功率下行驶时,某段时间内的能量流向图,请你参与讨论有关问题.
(1) 根据图中的能量流向,可以看出该轿车行驶时在燃料蒸发、发动机摩擦、________、________方面有能量损耗.
(2) 若将机器转化成有用功的能量与输入发动机的能量的比值定义为“能量转化效率”,由图中提供的数据可得,该轿车的能量转化效率为________(精确到0.1%).
(3) 为减少轿车行驶中的能量损耗,请提出一条建议:________(不作解释).
答案
学习新知
1.完全;质量;
2.(或)
3.无
4.有用功;完全燃烧;
5.损失;废气
课堂练习
1.D
2.D
3.B
4.热值;4.
5.解:(1) 汽油完全燃烧释放的热量
.
(2) 发动机的效率.
6.解:(1) 水吸收的热量
.
(2) 完全燃烧的天然气放出的热量
,
热水器的效率.
课后练习
1.A
2.B
3.D
汽油完全燃烧放出的热量是
5.热传递;
6.
7.D
8.C
9. 35%
10.
11.
12.C
13.
14.不相等;;酒精
15.解:(1) 汽车在平直公路上匀速行驶,则水平方向上所受牵引力和阻力是一对平衡力,所以牵引力
,
牵引力所做的功
.
(2) 汽油完全燃烧放出的热量
.
(3) 发动机的效率
.
16.(1) 散热;排放废气 (2) 12.7% (3) 减少机械摩擦(合理即可)
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