第2节热机的效率

第2节热机的效率
01 知识管理
1．热值
定 义：某种燃料__完全__熄灭放出的热量与其质量的__比值__，叫做这种燃料的热值．
公 式：Q 放＝__qm__．(气体燃料完全熄灭放出热量的公式：Q 放＝__qV__)
单 位：固体或液体燃料的热值的单位是：__焦每千克(J/kg)__；气体燃料的热值的单位是：__焦每立方米(J/m 3)__．
注 意：热值表示燃料在完全熄灭时把化学能转化为内能的身手大小，是燃料自身的一种特性，只与燃料的种类有关，与燃料的质量、体积、能否完全熄灭有关．
2．热机的效率
定 义：用来做__有用功__的那局部能量，与燃料__完全熄灭__放出的能量之比，叫做热机的效率．
计算公式：η＝W 有用Q 放
×100%，其中W 有用＝F·s 或Pt ；Q 放＝mq 02 基础题
知识点1 燃料的热值
1．〝可燃冰〞是一种新型动力．同等条件下，〝可燃冰〞完全熄灭放出的热量可到达煤气的数十倍，这说明〝可燃冰〞的__热值__很高．
2．〝西气东输〞工程已全线完工，保送的燃料为自然气，这是应用了燃气__热值__较大的特性，而且运用自然气时对环境无污染.0.5 m 3自然气完全熄灭放出的热量是__4.1×107__J(q 自然气＝8.2×107 J/m 3)，自然气用掉一局部后，剩余自然气的热值__不变__(填〝变大〞〝变小〞或〝不变〞)．
3．煤气的热值为3.9×107 J/m 3，完全熄灭后放出7.8×103 J 的热量，熄灭煤气的体积为__2×10－
4__m 3.沼气的热值为1.9×107 J/m 3，对比可知，完全熄灭相反体积的煤气和沼气，煤气放出的热量更__多__(填〝多〞或〝少〞)．
4．汽油的热值是4.6×107 J/kg ，它的物理意义是(B)
A ．熄灭1 kg 汽油能放出4.6×107 J 的热量
B ．完全熄灭1 kg 汽油能放出4.6×107 J 的热量
C ．完全熄灭1 kg 汽油能放出4.6×107 J/kg 的热量
D ．1 kg 汽油含有4.6×107 J 的热量
5．关于燃料的热值，以下说法中正确的选项是(A)
A ．燃料的热值与燃料的种类有关系，与燃料的质量和熄灭状况有关
B ．熄灭1千克某种燃料放出的热量叫做这种燃料的热值
C．燃料熄灭时，质量越大，热值越大
D．燃料不完全熄灭时的热值比完全熄灭时的热值小
知识点2热机的效率
6．热机效率是热机功用的一个重要目的．有一热机，假定一局部燃料完全熄灭时，放出的能量为8×103 J，其中用来做有用功的那局部能量为3×103 J，该热机的效率是__37.5%__．
7．(蚌埠禹会期中)如图是内燃机的能流图，那么内燃几的效率可表示为η＝__E2
E__(用字母表示)．
8．关于热机的效率，以下说法中正确的选项是(D)
A．热机做的有用功越多，效率就一定高
B．热机的功率大，效率就一定高
C．热机消耗的燃料越多，效率就越低
D．以上说法都不正确
知识点3提高热机效率的途径
9．(宜昌中考)为浪费动力，需提高热机的效率，以下措施中不能提高热机效率的是(D)
A．尽量使燃料充沛熄灭
B．尽量增加热机部件间的摩擦
C．尽量增加废气带走的热量
D．尽量添加热机的任务时间
03中档题
10．有的航天器发起机用氢做燃料，这是由于氢的__热值__很大．熄灭1 m3煤气大约能放出3.9×107 J的热量，某市管道煤气收费规范为0.87元/m3，有一户人家在一个月内熄灭的煤气共放出1.17×109J热量，那么共消耗了__30__m3的煤气，这个月应交煤气费__26.1__元．
11．(衡阳中考)2021年5月18日，我国初次在南海成功试采海域可燃冰，可燃冰具有热值大、储量大、能直接扑灭等特点．它的热值约为1.4×1010 J/m3，那么3 m3的可燃冰完全熄灭后放出的热量为__4.2×1010__J．假定这些热量全部被比热容为4.2×103 J/(kg·℃)的水吸收，可以使__2×105__kg的水温度降低50 ℃.
12．(南充中考)在探求水的沸腾实验中，用酒精灯对水停止加热，实验中完全熄灭了5.6 g酒精，那么放出了__1.68×105__J的热量；假定这些热量的30%被150 g、25 ℃的水吸收，那么水降低的温度是__75__℃.[水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)，酒精的热值为3.0×107 J/kg，环境为1规范大气压]
13．随着生活水平的提高，汽车已进入寻常百姓家庭，它给我们的生活提供了便利，促进了社会的开展．汽车运用了许多物理知识，请你解答：
(1)汽油机是汽车的〝心脏〞．一台四冲程汽油机任务时曲轴转速是1 800 r/min，此汽油机每秒钟完成__15__个
做功冲程．
(2)当汽油在发起机内熄灭不充沛时会冒〝黑烟〞，这时发起机的效率将__降低__(填〝降低〞〝不变〞或〝降低〞)．
14．质量相反的甲、乙两种燃料，完全熄灭放出的热量比为2∶1，那么它们的热值比为(A)
A ．2∶1
B ．1∶2
C ．4∶1
D ．1∶4
15．以下关于热值的说法正确的选项是(D)
A ．燃料熄灭越充沛热值越大
B ．2 kg 的煤完全熄灭比1 kg 的煤完全熄灭热值大
C ．1 kg 煤熄灭放出3×105 J 的热量，那么煤的热值为3×105 J/kg
D ．热值是燃料的一种属性，与燃料的质量有关，不同的物质热值普通不同
16．(大连中考)某家庭用的燃气热水器，将20 kg 的水从10 ℃加热到60 ℃，完全熄灭了0.21 m 3的煤气．水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)，煤气的热值为4×107 J/m 3.试求：
(1)煤气完全熄灭放出的热量是多少？
(2)水吸收的热量是多少？
(3)该热水器烧水的效率是多少？
解：(1)煤气完全熄灭放出的热量：
Q 放＝qV ＝0.21 m 3×4×107 J/m 3＝8.4×106 J
(2)水吸收的热量：
Q 吸＝cm(t －t 0)＝4.2×103 J/(kg·℃)×20 kg ×(60 ℃－10 ℃)＝4.2×106 J
(3)该热水器烧水的效率：
η＝Q 吸Q 放×100%＝4.2×106 J 8.4×106 J ×100%＝50%。