第14章第3节 热机的效率-【王瑞】2026-2027学年九年级物理全一册同步讲解（人教版）

1 第14章 内能的利用 第3节 热机的效率 2 1.从生活中体会不同的燃料燃烧释放热的本领不同，建立热值概念。 2.能简单计算燃料燃烧释放出的热量。 3.了解热机中的能量转化及损失，知道热机的效率。 3 1.我们把某种燃料______燃烧放出的热量与其质量______，叫作这种燃料 的热值。热值的单位是_____，气体燃料热值的单位是______。燃料完全 燃烧放热的计算公式： _____________。 完全 之比 （或） 2.热机工作时，用来做________的那部分能量，与燃料__________放出的 能量之比，叫作热机的效率。热机效率的计算公式：_ ___ 。 有用功 完全燃烧 3.在设计和制造热机时，要不断改进和创新，以减少各种能量______。在 热机的能量损失中，______带走的能量最多。 损失 废气 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 4 知识点一 燃料的热值 4.下列关于燃料的热值的说法正确的是( ) D A.燃料燃烧越充分，其热值越大 B.燃料的热值越小，完全燃烧放出的热量越少 C.一瓶酒精用去三分之一，剩余酒精的热值将减小 D.焦炭的热值是,完全燃烧焦炭能放出 的热量 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 5 5.一个成年人参加一次长跑，身体消耗的能量为 ，这些能量需 要完全燃烧的天然气才能得到，则天然气的热值为________ ； 天然气用掉一部分后，剩余天然气的热值将______（填“变大”“变小”或“不 变”）。 不变 6.小明家12月使用的燃气为 ，这些燃气完全燃烧释放的热量是_____ _____，相当于完全燃烧____ 焦炭所释放的热量。（燃气的热值取 ，焦炭的热值取 ） 70 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 6 知识点二 热机的效率 7.（2024·郑州模拟）汽车是常见的交 通工具，如图甲、乙分别是某汽油机 的某冲程及能量流向图。下列有关说 法正确的是( ) D A.甲图中活塞对气缸内的气体做功，气体的温度降低 B.乙图中汽油机的效率是 C.汽车尾气中的“汽油味”越浓，燃料燃烧得越不充分，汽油的热值越小 D.冬天汽车都会利用废气中的余热给车内供暖，该举措提高了燃料的利用率 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 7 8.为了保障学生人身安全，目前已有一大批校车投入使用。如图为实验中 学专用校车，这辆校车在某段平直公路上匀速行驶，用时 ，消 耗柴油，受到的阻力是。（柴油热值为 ）求： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 8 （1）这段路程内发动机做的功。 解：校车匀速直线行驶时，发动机的牵引力与受到 的阻力是一对平衡力，根据二力平衡条件可知，校 车发动机的牵引力: （2）这段路程内消耗的柴油完全燃烧放出的热量。 解：这段路程内消耗的柴油完全燃烧放出的热量： 校车发动机所做的功： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 9 （3）校车发动机的效率。 解：校车发动机的效率： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 10 9.小明家中单独使用不同种类的燃料时，月平均消耗量分别为木柴约 、烟煤约、液化石油气约、煤气约 ，这四种燃料中， 热值最高的是( ) C A.木柴 B.烟煤 C.液化石油气 D.煤气 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 11 10.（双选）甲、乙两种燃料完全燃烧放出的热量与其质量的关 系图象如图所示，下列分析正确的是( ) AC A.甲燃料的热值大于乙燃料的热值 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.使用甲燃料的热机效率一定高，但是热机效率肯定小于 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 12 11.根据图甲、乙所示的实验装置回 答以下问题： （1）图甲是“探究不同物质吸热能力” 的装置，实验时，用相同的酒精灯给 火焰的大小 水 质量相等的食用油和水加热，相同的酒精灯是指____________ （填“酒精的质量”“酒精灯外形”或 “火焰的大小”）相同，实验发现食用油 升温比水快，说明____的比热容大。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 （2）图乙是“比较酒精和纸片燃烧放热能力”的实验装置，实验前，燃烧 皿里酒精质量为，则另一个燃烧皿里纸片质量为___ ，该实验是通过比 较__________________来显示酒精和纸片放热多少的。 4 温度计升高的示数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 14 12.如图所示是我国自行设计研制的 全状态新 构型灭火飞机。若该飞机以 的速度匀速直 线航行，消耗航空燃油 ，飞机发动机的 （1）消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量是多少？ 解：已知消耗的航空燃油的质量： , 则这些燃油完全燃烧放出的热量： 功率为。则：（航空燃油的热值为 ） 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 15 （2）发动机的效率是多少？ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 16 解：已知飞机匀速航行的速度 , 路程 ,则飞机飞行时间： 由 可知飞机发动机做的功： 则发动机的效率： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 17 除标注外，选择题每题4分，填空题每空2分，共70分。 1.内燃机甲比内燃机乙的效率高，表示( ) D A.内燃机甲做的功多 B.内燃机甲中燃料的热值比内燃机乙中燃料的热值大 C.工作时间相同时，内燃机甲耗油较少 D.内燃机甲中用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧放出的能量之比 较大 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 18 2.质量为的柴油，用去 后，剩下的柴油( ) D A.密度变为原来的，比热容变为原来的 ，热值不变 B.密度不变，比热容不变，热值变为原来的 C.密度、比热容和热值均变为原来的 D.密度、比热容和热值都不变 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 19 3.（双选）下列关于热机效率的说法正确的是( ) AD A.用来做有用功的那部分能量跟燃料完全燃烧所放出的能量之比叫热机效率 B.因为柴油机的输出功率大,所以它的效率高 C.采用热值高的燃料可以提高热机的效率 D.无论技术多么先进,热机的效率也不可能达到 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 20 4.（教材改编）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( ) B A. B. C. D. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 21 5.柴油的热值是 ，它表示的物理意义是__________________ ______________________。完全燃烧 柴油，能放出的热量是________ ____ 。 柴油完全燃烧 放出的热量是 6.一个成年人参加一次长跑，身体消耗的能量为 ，这些能量相 当于完全燃烧干木柴释放的能量，则干木柴的热值为_____ 。 7.一台四冲程汽油机完全燃烧汽油放出的热量中，损失了 的热量，则该汽油机的效率为__________。（汽油的热值为 ） 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 22 8.四冲程汽油机在工作过程中将内能转化为 机械能的是______冲程；图是某款汽油机的 能量流向图，由图中信息可知该汽油机的效 率为_____。汽油的热值是 ，完 全燃烧 的汽油，该汽油机输出的机械能 是___________ 。 做功 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 23 9.为全面推进“乡村振兴”工程，加快农村发展，我省大部分农村地区已经 使用上了煤气烧水煮饭。小聪用家中的煤气灶将质量为、初温为 的水加热到，则水吸收的热量是___________ ；若烧水过程中煤气灶 的热效率为，则消耗煤气______ 。煤气燃烧更完全时，煤气的热 值______（填“变大”“变小”或“不变”）。 0.021 不变 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 24 10.（8分）小明一家驾车旅行，若车的总质量为，匀速直线行驶 ， 所受阻力为车重的0.1倍，完全燃烧汽油，则 汽油完全燃烧放出的热 量是__________，车所受的牵引力为__________ ，车的发动机效率是 _______。取 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 25 11.（新考法）小刚制订了以下实验方案来比较酒 精和汽油的热值的大小，请你将实验补充完整并 回答相关问题： （1）取______相同的酒精和汽油作燃料，制成 酒精灯和汽油灯。 质量 （2）两灯同时点燃后分别给两杯质量和______都相同的水加热。 初温 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 26 （3）当__________时，观察水温的变化，甲装置中温度计的读数是 ， 而乙装置中温度计的读数为 ，由此判断______的热值比较大。 燃料燃尽 汽油 （4）爱学习的小刚根据前面学过的知识计算出水吸收的热量，然后利用 这个热量计算出汽油的热值，发现自己计算的结果比实际值偏小,则原因是 __________________________________________________（写一条）。 燃料燃烧放出的热量会有部分散失，不能被水全部吸收 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 27 12.（2024·南阳三模，18分）与传统能源 相比，氢能源真正做到了零排放、零污染， 是实现碳中和的重要支撑。如图所示是用 氢能作为燃料的一公交客车，其总质量为 ，车轮与地面的总接触面积 为，该公交客车发动机的效率是，最高车速为 ，当其 以的速度在平直公路上匀速直线行驶时受到的阻力为 （已知氢气的热值为，取 ）。求： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 28 （1）该车静止时对水平地面的压强； 解：该车静止时对水平地面的压力为： , 该车静止时对水平地面的压强为： ; 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 29 （2）该车以 的速度匀速直线行驶时发动机的输出功率； 解：该车在平直公路上匀速直线行驶时处于平衡状态，所受的牵引力 , 该车以 的速度匀速直线行驶时发动机的输出功率为： ; 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 30 （3）的氢燃料能使该车以 的速度 在平直公路上匀速直线行驶的路程。 解： 的氢燃料完全燃烧放出的热量为： , 由 可得牵引力做的有用功为： , 由 得汽车匀速直线行驶的路程： 。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 31 $