【初中物理 】热机的效率课件 2023-2024学年人教版物理九年级全一册

14章第2节热机的效率

1.(1)某种燃料__________燃烧放出的热量与其质量之比叫做这种燃料的热值.它的单位是____________，符号为__________.热值是燃料的性质，同种燃料的热值相同，不同燃料的热值一般不同.完全焦每千克J/kg无关

(2)注意：热值只与燃料的种类有关，与燃料的质量、体积、形状、是否完全燃烧等均________.

2.燃料完全燃烧放出热量的计算公式是________________，其中q为燃料的热值，m为燃料的质量，V为气体燃料体积. 3.用来____________的那部分能量，与燃料完全燃烧时放出的能量之比，叫做热机的效率.热机的效率公式是η＝W有

Q×100%.热机的效率η<1.Q＝qm(或Q＝qV)做有用功

4.一台内燃机工作时能量损耗的主要原因有：燃料难以完全燃烧、汽缸散热损失、废气带走的能量、摩擦等机械损耗等.知识点1热值1.热值的大小只取决于燃料的种类，与燃料的质量和是否完全燃烧均无关.2.气体燃料的热值单位一般用J/m3.气体燃料完全燃烧放出热量的计算公式为Q＝qV.被水吸收后，根据Q＝cmΔt＝cm(t－t0)可得m＝

典例1：汽油的热值是4.6×107

J/kg，完全燃烧210g汽油能放出_________J的热量.若这些热量全部被水吸收，可使______kg水从20℃升高到43℃.[水的比热容为c水＝4.2×103

J/(kg·℃)]

思路点拨：汽油完全燃烧释放的热量Q＝qm＝9.66×106

J，

Qc(t－t0)＝100kg.答案：9.66×106

100方法技巧：

变式1：(2023

年镇江市)如图14-2-1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Δt表示(水未沸腾)()图14-2-1A.若m相同，Δt越小，燃料的热值越大B.若Δt相同，m越大，燃料的热值越大答案：D

变式2：(2023

年泰安市)沼气是一种清洁燃料，部分地区因地制宜建造沼气池，利用沼气烧水做饭.已知沼气的热值为1.9×107J/m3，完全燃烧0.2m3沼气，放出的热量为__________J.答案：3.8×106

易错：(2021年苏州市)如图14-2-2是“探究不同物质吸热升温的现象”和“比较不同燃料燃烧时放出的热量”的甲、乙两组实验装置.下列关于该两组实验的说法正确的是()甲乙图14-2-2A.每组实验中，燃料的质量均应相等B.每组实验中，杯中物质的质量均应相等C.甲组实验中，可以根据温度计示数的变化来比较吸热的多少D.乙组实验中，可以根据加热时间的长短来比较吸热的多少答案：B

易错点拨：(1)燃料的热值大小不能直接测量，需要通过液体吸收热量的多少来体现，因此比较热值大小要用质量相同的不同燃料，加热质量相同的同种液体，通过温度计的示数高低得出吸热多少，进而判断热值大小.

(2)为了比较两种液体的比热容，需要燃烧相同的燃料，加热质量相同的不同液体，温度计的示数变化相同时，通过比较加热时间比较吸热多少，进而判断两种比热容的大小关系.知识点2热机的效率

Q有用是燃料燃烧放出的热量中转化为有用功的那部分热量，Q总是燃料完全燃烧放出的热量.典例2：(2022年长春市)内燃机的能量流向图如图14-2-3所示.内燃机的效率为()图14-2-3A.7%B.28%C.31%D.34%

思路点拨：用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之比，叫做热机的效率.由内燃机的能量流向图知，用来做有用功的能量占燃料完全燃烧放出能量的34%.答案：D变式3：(2023

年枣庄市)关于热机的效率，下列说法正确的是()

A.在做功同样多的情况下，热机的效率越高消耗的燃料越多 B.一般情况下柴油机的效率比汽油机的高 C.热机的效率越高说明做功越快 D.热机损失的能量中，废气带走的能量较少，主要是由于机械摩擦损失的

答案：B变式4：(2022年咸阳市期末)如图14-2-4所示是某台汽油机的能量流向图，下列有关说法正确的是()

A.延长汽油机工作时间可以提高汽油机的效率 B.该汽油机的效率为30% C.汽油机的做功冲程将机械能转化为内能 D.汽油机常用水作冷却剂是因为水的温度较低图14-2-4

答案：B

1.(2023

年济南市二模)2022年1月26日，我国在酒泉卫星发射中心采用长征四号丙运载火箭，成功发射陆地探测一号01组A星.火箭用液态氢作为燃料，主要是因为液态氢的()

B.热值大D.热量多A.温度高C.比热容大答案：B2.(2023

年宜昌市)关于燃料及其热值，下列说法中正确的是(

)A.没有燃烧的燃料，热值等于零B.燃料完全燃烧时，它的热值最大C.燃料的热值与质量和燃烧状态无关D.燃料燃烧时温度越高，放出的热量越多答案：C

3.一台柴油机将一定质量的柴油完全燃烧时放出了7.5×108

J的热量，其中有4.5×108

J的热量以各种形式损失掉了，可知该柴油机的效率是()A.30%B.40%C.48%D.60%答案：B4.甲种燃料的热值小于乙种燃料的热值，下列说法正确的是()

A.甲种燃料比乙种燃料的热量少 B.完全燃烧mkg乙种燃料，刚好烧开一壶水，那么用mkg甲种燃料也能烧开这壶水 C.完全燃烧相同质量的两种燃料，乙种燃料放出的热量多 D.通风条件越好，供氧越充足，两种燃料的热值越大

答案：C

5.汽油机工作时的热损失情况是：汽缸散热损失30%，废气带走35%，机械摩擦损耗10%，则完全燃烧2g汽油(热值为4.6×

)

B.3.22×104

J

D.0.92×104

J107

J/kg)获得的机械能是( A.2.76×104

J C.2.3×104

J

答案：C

6.(2023

年深圳市模拟)如图14-2-5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(

图14-2-5A.丙输出的机械能比甲少，所以丙的效率比甲低B.在消耗燃料质量相同时，乙输出机械能比甲少C.在输出的机械能相同时，乙比丙消耗更多燃料D.三部汽油机中，乙的效率最高答案：D

7.(2022年安阳市模拟)如图14-2-6所示的是四冲程内燃机的________冲程.若燃气对活塞的平均推力为400N，活塞向下运动的距离为30cm，内燃机转速为600r/min，内燃机每一个循环完成四个冲程，每分钟需要消耗热值为4.6×107

J/kg的汽油5.2g，则燃气推动活塞向下运动一次做功________J，该内燃机的效率为________(结果精图14-2-6确到1%).

答案：做功

120

15%

8.小明家天然气热水器的热效率是84%，某次洗澡用水40kg.水经过热水器温度升高20℃，此过程中水吸收的热量是_______J，天然气完全燃烧放出的热量是_______J，消耗天然气_________m3.[c水＝4.2×103J/(kg·℃)，q天然气＝3.2×107J/m3]答案：3.36×106

4×106

0.125

9.(2021年盐城市期末)小红利用图14-2-7所示的两套完全相同的装置做“比较质量相等的酒精和碎纸片燃烧时放出热量”的实验.图14-2-7燃料加热前的水温/℃燃料燃尽后的水温/℃A10g酒精20.050.010g碎纸片20.035.0(1)要完成该实验，除了温度计外还需要的测量工具有______.(2)小红正确实验，采集的数据如下表，表中A处的内容是______________.(3)分析表中数据可得：质量相等的酒精和碎纸片完全燃烧时，________放出热量多.

(4)小红利用所测的数据________(填“能”或“不能”)准确算出碎纸片和酒精热值大小，原因是________________________________________________________________________________.

(5)小明用同样的装置进行实验，得到的实验结论与小红的正好相反，你认为小明在实验中最有可能遗漏的操作是：______________________________；___________________________________.

答案：(1)天平 (2)水温的变化量/℃ (3)酒精 (4)不能燃料燃烧放出的热量不能全部被水吸收，有热量损失用天平测出

(5)用天平测出燃料的质量，使燃料的质量相等烧杯中水的质量，使水的质量相等

10.(2023

年锦州市)如图14-2-8所示是我国自行设计研制的AG600M全状态新构型灭火飞机.若该飞机以270km/h的速度匀速直线航行20min，消耗航空燃油1.35t，飞机发动机的功率为2.25×107

W.求：(航空燃油的热值为4×107

J/kg)(1)消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量.(2)飞机在航行过程中的阻力.(3)发动机的效率.图14-2-8解：(1)已知消耗的航空燃油的质量m＝1.35t＝1350kg，航空燃油的热值q＝4×107J/kg，则这些燃油完全燃烧放出的热量为Q放＝qm＝4×107J/kg×1350kg＝5.4×1010J.(2)已知飞机发动机的功率P＝2.25×107

W，飞机匀速航行的速度v＝270km/h＝75m/s，由二力平衡的条件可知飞机航行过程中的阻力为f＝F＝3×105

N.

11.(科学发展)随着航空和航天事业的发展，普通的内燃机已经不能提供足够的动力.如图14-2-9所示为涡轮喷气发动机，使压缩后的混合气体在燃烧室燃烧，燃烧后剧烈膨胀的气体从尾部高速喷