第14.2节 热机效率-人教版九年级物理课节知识点突破与课时作业

第2节 热机效率 一、学习目标 1. 从生活中体会不同燃料燃烧释放热的本领不同，建立热值的概念。 2. 能简单计算燃料燃烧放出的热量。 3. 能说出热机工作时燃料释放能量的主要流向，知道什么是热机效率。 学习重点是燃料的热值和热机的效率。 学习难点是对热机效率的理解。 二、知识点解读 知识点一：燃料的热值 1.燃料燃烧过程中的能量转化：燃料燃烧是一种化学反应，燃烧过程中，储存在燃料中的化学能被释放，物体的化学能转化为周围物体的内能。 2.燃料的热值： ①意义：不同的燃料燃烧时放出能量的本领不同，在物理学中就用热值来表示燃料 时放热本领的大小。 ②定义：燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比 ，叫做这种燃料的热值。用符号“q”表示。③热值的单位 J/kg ，读作焦耳每千克。还要注意，气体燃料有时使用J/m3，读作焦耳每立方米。 3.在学习热值的概念时，应注意以下几点： ①“完全燃烧”是指燃料全部燃烧变成另一种物质。 ②强调所取燃料的质量为“lkg”，要比较不同燃料燃烧本领的不同，就必须在燃烧质量和燃烧程度完全相同的条件下进行比较。 ③“某种燃料”强调了热值是针对燃料的特性与燃料的种类有关。 ④燃料燃烧放出的热量的计算：一定质量m的燃料完全燃烧，所放出的热量为：Q=mq，式中，q表示燃料的热值，单位是J/kg；m表示燃料的质量，单位是kg；Q表示燃烧放出的热量，单位是J。 ⑤若燃料是气体燃料，一定体积V的燃料完全燃烧，所放出的热量为：Q=qv，式中，q表示燃料的热值，单位是J/m3；V表示燃料的体积，单位是m3；Q表示燃烧放出的热量，单位是J。 知识点二：热机效率 1.燃料的有效利用：影响燃料有效利用的因素：a燃料不完全燃烧，b燃料散失很多，只有少部分被利用。 2.热机的能量流图：如图所示是热机的能量流图：由图可见，真正能转变为对外做的有用功的能量只是燃料燃烧时所释放能量的一部分。 3.定义：用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧所释放的能量的比值，称为热机效率。 4.公式：η= E有/Q放 。式中，E有为做有用功的能量；Q放为燃料完全燃烧释放的能量。 5.提高热机效率的主要途径： ①改善燃烧环境，使燃料尽可能充分完全燃烧，提高燃料的燃烧效率。 ②尽量减小各种热散失。 ③减小各部件间的摩擦以减小因克服摩擦做功而消耗的能量。 ④充分利用废气带走的能量，从而提高燃料的利用率。 三、深化理解知识点的例题及其解析 【例题1】在四冲程汽油机工作过程中，实现机械能转化为内能的是 　冲程，[来源:学.科.网] 汽油机产生2.3×107J的热量需要完全燃烧　 kg的汽油（汽油的热值为4.6× 107J/kg） 【例题2】某台汽油机飞轮的转速为1800r/min，在1s内，汽油机完成了　 　个工作循环。如果汽油机在一段时间内消耗了500g汽油，若这些汽油完全燃烧，可放出热量　 　J．（q汽油=4.6×107J/kg） 【例题3】某品牌无人驾驶汽车在一段平直公路上匀速行驶6.9km，用时5min45s，消耗燃油1.5kg，已知汽车的牵引力是2000N，燃油的热值为4.6×107J/kg，假设燃油完全燃烧。通过计算可知，下列结果正确的是（　　）[来源:Zxxk.Com] ①汽车行驶速度是20km/h ②消耗的燃油完全燃烧放出的热量是6.9×107J ③汽车牵引力做功的功率是30kW ④汽车发动机的效率是20% A．只有①和② B．只有②和③ C．只有①和④ D．只有②和④ 四、本节课的课时作业（含答案与解析） 第2节 《热机的效率》课外同步课时作业 一、选择题 1．以下说法中正确的是（　　） A．相同质量的两杯水，温度高的含有的热量多 B．冬天晒太阳使身体变暖，这是通过热传递的方式增加了内能 C．酒精灯中的酒精燃烧一半后，剩余酒精的质量和热值都减小一半 D．去年冬天，深圳下起了小雪，雪花熔化时要放热 2.为了节约能源，需要提高热机的效率，下列措施不能提高热机效率的是（　　） A．让燃料与空气混合充分，使燃料燃烧得比较完全[来源:学,科,网] B．在设计与制造热机时要不断改进与创新，以减少能量的损失 C．尽量减少热机内部各部件间的摩擦 D．尽量增加热机的工作时间[来源:学科网ZXXK] 3. 已知煤气的热值为q煤气=4.2×107J/kg，水的比热容为c=4.2×103J/（kg•℃）。 用煤气灶烧水时，燃烧1kg的煤气，使100kg的水从20℃升高到70℃，则（ ） A.水吸收的热量是4.2×107J， B.水放出的热量是2.1×107J， C.煤气完全燃烧放出的热量是4.2×107J D.煤气完全燃烧吸收的热量是4.2×107J 4．下列说法错误的是