【初中物理 】熱機(jī)的效率課件 2023-2024學(xué)年人教版物理九年級(jí)全一冊(cè)

14章第2節(jié)熱機(jī)的效率

1.(1)某種燃料__________燃燒放出的熱量與其質(zhì)量之比叫做這種燃料的熱值.它的單位是____________，符號(hào)為_(kāi)_________.熱值是燃料的性質(zhì)，同種燃料的熱值相同，不同燃料的熱值一般不同.完全焦每千克J/kg無(wú)關(guān)

(2)注意：熱值只與燃料的種類有關(guān)，與燃料的質(zhì)量、體積、形狀、是否完全燃燒等均________.

2.燃料完全燃燒放出熱量的計(jì)算公式是________________，其中q為燃料的熱值，m為燃料的質(zhì)量，V為氣體燃料體積. 3.用來(lái)____________的那部分能量，與燃料完全燃燒時(shí)放出的能量之比，叫做熱機(jī)的效率.熱機(jī)的效率公式是η＝W有

Q×100%.熱機(jī)的效率η<1.Q＝qm(或Q＝qV)做有用功

4.一臺(tái)內(nèi)燃機(jī)工作時(shí)能量損耗的主要原因有：燃料難以完全燃燒、汽缸散熱損失、廢氣帶走的能量、摩擦等機(jī)械損耗等.知識(shí)點(diǎn)1熱值1.熱值的大小只取決于燃料的種類，與燃料的質(zhì)量和是否完全燃燒均無(wú)關(guān).2.氣體燃料的熱值單位一般用J/m3.氣體燃料完全燃燒放出熱量的計(jì)算公式為Q＝qV.被水吸收后，根據(jù)Q＝cmΔt＝cm(t－t0)可得m＝

典例1：汽油的熱值是4.6×107

J/kg，完全燃燒210g汽油能放出_________J的熱量.若這些熱量全部被水吸收，可使______kg水從20℃升高到43℃.[水的比熱容為c水＝4.2×103

J/(kg·℃)]

思路點(diǎn)撥：汽油完全燃燒釋放的熱量Q＝qm＝9.66×106

J，

Qc(t－t0)＝100kg.答案：9.66×106

100方法技巧：

變式1：(2023

年鎮(zhèn)江市)如圖14-2-1所示，用甲、乙兩種燃料分別對(duì)質(zhì)量和初溫相同的水進(jìn)行加熱，兩圖裝置均相同.燃料的質(zhì)量用m表示，燃料充分燃盡時(shí)水升高的溫度用Δt表示(水未沸騰)()圖14-2-1A.若m相同，Δt越小，燃料的熱值越大B.若Δt相同，m越大，燃料的熱值越大答案：D

變式2：(2023

年泰安市)沼氣是一種清潔燃料，部分地區(qū)因地制宜建造沼氣池，利用沼氣燒水做飯.已知沼氣的熱值為1.9×107J/m3，完全燃燒0.2m3沼氣，放出的熱量為_(kāi)_________J.答案：3.8×106

易錯(cuò)：(2021年蘇州市)如圖14-2-2是“探究不同物質(zhì)吸熱升溫的現(xiàn)象”和“比較不同燃料燃燒時(shí)放出的熱量”的甲、乙兩組實(shí)驗(yàn)裝置.下列關(guān)于該兩組實(shí)驗(yàn)的說(shuō)法正確的是()甲乙圖14-2-2A.每組實(shí)驗(yàn)中，燃料的質(zhì)量均應(yīng)相等B.每組實(shí)驗(yàn)中，杯中物質(zhì)的質(zhì)量均應(yīng)相等C.甲組實(shí)驗(yàn)中，可以根據(jù)溫度計(jì)示數(shù)的變化來(lái)比較吸熱的多少D.乙組實(shí)驗(yàn)中，可以根據(jù)加熱時(shí)間的長(zhǎng)短來(lái)比較吸熱的多少答案：B

易錯(cuò)點(diǎn)撥：(1)燃料的熱值大小不能直接測(cè)量，需要通過(guò)液體吸收熱量的多少來(lái)體現(xiàn)，因此比較熱值大小要用質(zhì)量相同的不同燃料，加熱質(zhì)量相同的同種液體，通過(guò)溫度計(jì)的示數(shù)高低得出吸熱多少，進(jìn)而判斷熱值大小.

(2)為了比較兩種液體的比熱容，需要燃燒相同的燃料，加熱質(zhì)量相同的不同液體，溫度計(jì)的示數(shù)變化相同時(shí)，通過(guò)比較加熱時(shí)間比較吸熱多少，進(jìn)而判斷兩種比熱容的大小關(guān)系.知識(shí)點(diǎn)2熱機(jī)的效率

Q有用是燃料燃燒放出的熱量中轉(zhuǎn)化為有用功的那部分熱量，Q總是燃料完全燃燒放出的熱量.典例2：(2022年長(zhǎng)春市)內(nèi)燃機(jī)的能量流向圖如圖14-2-3所示.內(nèi)燃機(jī)的效率為()圖14-2-3A.7%B.28%C.31%D.34%

思路點(diǎn)撥：用來(lái)做有用功的那部分能量和燃料完全燃燒放出的能量之比，叫做熱機(jī)的效率.由內(nèi)燃機(jī)的能量流向圖知，用來(lái)做有用功的能量占燃料完全燃燒放出能量的34%.答案：D變式3：(2023

年棗莊市)關(guān)于熱機(jī)的效率，下列說(shuō)法正確的是()

A.在做功同樣多的情況下，熱機(jī)的效率越高消耗的燃料越多 B.一般情況下柴油機(jī)的效率比汽油機(jī)的高 C.熱機(jī)的效率越高說(shuō)明做功越快 D.熱機(jī)損失的能量中，廢氣帶走的能量較少，主要是由于機(jī)械摩擦損失的

答案：B變式4：(2022年咸陽(yáng)市期末)如圖14-2-4所示是某臺(tái)汽油機(jī)的能量流向圖，下列有關(guān)說(shuō)法正確的是()

A.延長(zhǎng)汽油機(jī)工作時(shí)間可以提高汽油機(jī)的效率 B.該汽油機(jī)的效率為30% C.汽油機(jī)的做功沖程將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 D.汽油機(jī)常用水作冷卻劑是因?yàn)樗臏囟容^低圖14-2-4

答案：B

1.(2023

年濟(jì)南市二模)2022年1月26日，我國(guó)在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心采用長(zhǎng)征四號(hào)丙運(yùn)載火箭，成功發(fā)射陸地探測(cè)一號(hào)01組A星.火箭用液態(tài)氫作為燃料，主要是因?yàn)橐簯B(tài)氫的()

B.熱值大D.熱量多A.溫度高C.比熱容大答案：B2.(2023

年宜昌市)關(guān)于燃料及其熱值，下列說(shuō)法中正確的是(

)A.沒(méi)有燃燒的燃料，熱值等于零B.燃料完全燃燒時(shí)，它的熱值最大C.燃料的熱值與質(zhì)量和燃燒狀態(tài)無(wú)關(guān)D.燃料燃燒時(shí)溫度越高，放出的熱量越多答案：C

3.一臺(tái)柴油機(jī)將一定質(zhì)量的柴油完全燃燒時(shí)放出了7.5×108

J的熱量，其中有4.5×108

J的熱量以各種形式損失掉了，可知該柴油機(jī)的效率是()A.30%B.40%C.48%D.60%答案：B4.甲種燃料的熱值小于乙種燃料的熱值，下列說(shuō)法正確的是()

A.甲種燃料比乙種燃料的熱量少 B.完全燃燒mkg乙種燃料，剛好燒開(kāi)一壺水，那么用mkg甲種燃料也能燒開(kāi)這壺水 C.完全燃燒相同質(zhì)量的兩種燃料，乙種燃料放出的熱量多 D.通風(fēng)條件越好，供氧越充足，兩種燃料的熱值越大

答案：C

5.汽油機(jī)工作時(shí)的熱損失情況是：汽缸散熱損失30%，廢氣帶走35%，機(jī)械摩擦損耗10%，則完全燃燒2g汽油(熱值為4.6×

)

B.3.22×104

J

D.0.92×104

J107

J/kg)獲得的機(jī)械能是( A.2.76×104

J C.2.3×104

J

答案：C

6.(2023

年深圳市模擬)如圖14-2-5所示為甲、乙、丙三部汽油機(jī)燃料完全燃燒釋放的內(nèi)能和汽油機(jī)輸出機(jī)械能的二維柱狀圖.根)據(jù)圖中的信息，下列選項(xiàng)正確的是(

圖14-2-5A.丙輸出的機(jī)械能比甲少，所以丙的效率比甲低B.在消耗燃料質(zhì)量相同時(shí)，乙輸出機(jī)械能比甲少C.在輸出的機(jī)械能相同時(shí)，乙比丙消耗更多燃料D.三部汽油機(jī)中，乙的效率最高答案：D

7.(2022年安陽(yáng)市模擬)如圖14-2-6所示的是四沖程內(nèi)燃機(jī)的________沖程.若燃?xì)鈱?duì)活塞的平均推力為400N，活塞向下運(yùn)動(dòng)的距離為30cm，內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速為600r/min，內(nèi)燃機(jī)每一個(gè)循環(huán)完成四個(gè)沖程，每分鐘需要消耗熱值為4.6×107

J/kg的汽油5.2g，則燃?xì)馔苿?dòng)活塞向下運(yùn)動(dòng)一次做功________J，該內(nèi)燃機(jī)的效率為_(kāi)_______(結(jié)果精圖14-2-6確到1%).

答案：做功

120

15%

8.小明家天然氣熱水器的熱效率是84%，某次洗澡用水40kg.水經(jīng)過(guò)熱水器溫度升高20℃，此過(guò)程中水吸收的熱量是_______J，天然氣完全燃燒放出的熱量是_______J，消耗天然氣_________m3.[c水＝4.2×103J/(kg·℃)，q天然氣＝3.2×107J/m3]答案：3.36×106

4×106

0.125

9.(2021年鹽城市期末)小紅利用圖14-2-7所示的兩套完全相同的裝置做“比較質(zhì)量相等的酒精和碎紙片燃燒時(shí)放出熱量”的實(shí)驗(yàn).圖14-2-7燃料加熱前的水溫/℃燃料燃盡后的水溫/℃A10g酒精20.050.010g碎紙片20.035.0(1)要完成該實(shí)驗(yàn)，除了溫度計(jì)外還需要的測(cè)量工具有______.(2)小紅正確實(shí)驗(yàn)，采集的數(shù)據(jù)如下表，表中A處的內(nèi)容是______________.(3)分析表中數(shù)據(jù)可得：質(zhì)量相等的酒精和碎紙片完全燃燒時(shí)，________放出熱量多.

(4)小紅利用所測(cè)的數(shù)據(jù)________(填“能”或“不能”)準(zhǔn)確算出碎紙片和酒精熱值大小，原因是________________________________________________________________________________.

(5)小明用同樣的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)論與小紅的正好相反，你認(rèn)為小明在實(shí)驗(yàn)中最有可能遺漏的操作是：______________________________；___________________________________.

答案：(1)天平 (2)水溫的變化量/℃ (3)酒精 (4)不能燃料燃燒放出的熱量不能全部被水吸收，有熱量損失用天平測(cè)出

(5)用天平測(cè)出燃料的質(zhì)量，使燃料的質(zhì)量相等燒杯中水的質(zhì)量，使水的質(zhì)量相等

10.(2023

年錦州市)如圖14-2-8所示是我國(guó)自行設(shè)計(jì)研制的AG600M全狀態(tài)新構(gòu)型滅火飛機(jī).若該飛機(jī)以270km/h的速度勻速直線航行20min，消耗航空燃油1.35t，飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的功率為2.25×107

W.求：(航空燃油的熱值為4×107

J/kg)(1)消耗的航空燃油完全燃燒放出的熱量.(2)飛機(jī)在航行過(guò)程中的阻力.(3)發(fā)動(dòng)機(jī)的效率.圖14-2-8解：(1)已知消耗的航空燃油的質(zhì)量m＝1.35t＝1350kg，航空燃油的熱值q＝4×107J/kg，則這些燃油完全燃燒放出的熱量為Q放＝qm＝4×107J/kg×1350kg＝5.4×1010J.(2)已知飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的功率P＝2.25×107

W，飛機(jī)勻速航行的速度v＝270km/h＝75m/s，由二力平衡的條件可知飛機(jī)航行過(guò)程中的阻力為f＝F＝3×105

N.

11.(科學(xué)發(fā)展)隨著航空和航天事業(yè)的發(fā)展，普通的內(nèi)燃機(jī)已經(jīng)不能提供足夠的動(dòng)力.如圖14-2-9所示為渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，使壓縮后的混合氣體在燃燒室燃燒，燃燒后劇烈膨脹的氣體從尾部高速噴