第14章第2节 热机的效率
第14章 第2节 热机的效率
叫做这种燃料的热值． (2)单位： J ，公式：
q＝Qm放
.
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物理
(3)酒精的热值是 3.0×107 J/ kg，它的物理意义是
1 kg的酒精完全燃烧，放出的热量是3×107 J
.
(4)煤气的热值是 3.9×107 J/m3，它表示：1 m3 煤气完全燃
烧放出的热量是 3.9×107 J .
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第十四章 内能的利用
第2节 热机的效率
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01 学 习 目 标 02 课 前 自 主 预 习 03 课 堂 合 作 探 究 04 课 堂 检 测
物理
学习目标
1．了解内能的利用在人类发展史上的重要意义． 2．了解燃料的热值和热机效率．(重难点)
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物理
课前自主预习
【阅读课本 P22～P26，完成以下问题】 1．某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比 叫燃料的热 值．单位： J/kg . 2．用来做 有用功 的那部分能量与燃料 完全燃烧 放出的能 量之比叫做热机的效率．
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物理
2．(课本 P26，动手动脑学物理改编)已知干木柴的热值为
1.2×107 J/ kg，焦炭的热值是 3.0×107 J/ kg，如果完全燃烧干
木柴跟燃烧焦炭放出的热量相等，则干木柴的质量与焦炭质量
之比是( B )
A．2∶5
B．5∶2
C．4∶1
D．1∶4
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物理 3．(课本 P24，想想议议改编)如图所示是内燃机的能量流向图，
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物理
点拨：热值反映的是某种物质的一种燃烧特性，它是燃料本身 的一种特性，只与燃料的 种类 有关，与燃料的燃烧情况、质 量、体积等均无关．返回 Nhomakorabea物理
第14章第2节热机的效率
第14章第2节热机的效率【教学目标】知识与技能1、明白在燃烧过程中燃料的化学能转化为内能;2、明白什么是燃料的热值和单位，会查燃料热值表.过程与方法1、从生活中体会不同燃料燃烧开释热的本领不同，建立热值的概念。
2、能简单运算某种燃料完全燃烧放出的热量。
3、能说出热机工作时燃料开释能量的要紧流向，明白什么是热机的效率。
情感态度与价值观结合有效利用燃料的途径，使学生明白得节约和充分利用能源的重要意义.【教学重难点】重点是燃料热值的概念和明白得，热机的效率。
难点是对热机的效率的明白得。
【教学方法】启发式教学法，自学讨论法，设疑问教学法，类比教学法。
【教学预备】或【实验预备】课前收集的燃料的图片、多媒体课件等【教学过程】知识点教师活动学生活动一、燃料1、燃料的分类2、燃料燃烧放出的【创设情境，引入新课】不管是烧菜做饭，依旧奔腾的汽车与火车，乃至直入苍穹的火箭等都离不开燃料。
即从原始人类学会用火的那天起，至今，人们使用的能量绝大部分依旧通过燃料燃烧获得的，火的利用给人类社会带来了进步。
时至今日，我们的日常生活都离不开燃料的关心。
例举一下生活中我们能够使用哪些燃料烧开一壶水？这些燃料能够如何分类？学生结合生活讨论摸索，燃料可分为哪三种燃料燃烧时放出的热量跟燃料的质量有关判定出一千克煤燃烧后能烧开更多的水。
烧开同一壶水，热量与什么因素有关？二、燃料的热值：1．概念：2．热值的单位：3.燃料燃烧的放热运算公式：三、热机的效率1.热效率2、热机的效率3、提高热机效率的途径交流总结：燃料的种类专门多,固体燃料有木柴、煤等,液体燃料有汽油、柴油等,气体燃料有煤气、天然气等。
生活中的燃料专门多，我们在日常生活中用来取温顺煮饭的燃料也在发生庞大的变化，木柴、煤炭、液化石油气、煤气、天然气等，什么缘故会显现如此的变化呢？摸索：1、5kg的木材和10kg的木材燃烧时放出的热量是否相同？这说明什么？2、依照生活体会判定相同条件下，1kg木柴和1kg煤，哪一种燃料能烧开更多的水？3、烧开同一壶水，用干木柴和天然气所需的燃料多少一样吗？4、5kg的木材完全燃烧和未完全燃烧时放出的热量是否相同？小结：1、燃料燃烧放出的热量跟什么因素有关？（1）燃料的质量（2）燃料的种类（3）燃料燃烧的状况（是否完全燃烧）【体验探究，猎取新知】提出问题：相同条件下，1kg木柴和1kg煤，1kg煤能烧开更多的水，这说明不同的燃料燃烧放出的热量不相同，我们该如何样比较不同燃料燃烧时这种放热性能优劣？设计意图：现象学生有生活体会，能产生共鸣。
第14章第2节热机的效率(讲义) 人教版九年级物理
第十四章内能的利用第2节热机的效率【目标】1.从能量转化的角度认识热值，并能进行相关的计算。
2.通过能量的转化与转移，认识效率，能计算热机的效率。
【重点】1.认识热值，利用热值计算物质燃烧放出的热量。
2.认识热机的效率，计算热机的效率。
3.提高热机效率的途径【难点】认识热机的效率，计算热机的效率。
【自学反馈】1、某种燃料完全燃烧所放出的________与____________之比，叫作这种燃料的热值。
2、热值的单位由______与________的单位组合而成，在国际单位制中，热量的单位是，质量的单位是，所以热值的单位是，符号是___________。
3、酒精的热值是3.0×107J/kg，物理意义是：____________________________。
4、对于热机而言，燃料释放的能量一部分用来做功，一部分散失了。
用来______的那一部分能量与燃料______________放出的热量之比，叫热机效率。
5、蒸汽机的效率只有__________，汽油机的效率可以达到__________，柴油机的效率可以达到_____________。
6.提高燃料利用率的措施，。
6、设法利用_______________带走的热量，是提高燃料利用率的重要措施。
知识点一、热值（q）1.定义：把某种燃料完全燃烧释放出的热量与其质量之比，叫作这种燃料的热值．另一种表述：1kg的某种燃料完全燃烧所放出的热量叫热值。
2.热值是表示燃料燃烧的特性。
燃料的燃烧是一种化学变化，将燃料的化学能转化为内能。
3.单位：J/kg（固体或者液体） J/m3(气体)4.放热公式：Q放=qm或Q放=qv（其中m是燃料的质量，单位是kg，q是燃料热值，单位是J/kg、J/m3；V是体积，单位是/m3）1特别提醒：（1）热值是燃料的一种性质，与是否燃烧无关，与是否充分燃烧也无关。
不同燃料释放热量的能力是不一样的。
（2）热值物理意义：煤气的热值是3.9×107J/m3：1m3的煤油完全燃烧释放的热量是3.9×107J。
九年级 物理 第14章 第2节《热机的效率》
氢的热值是1.4×108 J/kg
放出热量Q = 热值×质量 =1.4×108 J/kg× 10×103 kg =1.4×1012 J
再算算，若用干木柴完全燃烧来获得这些热 量，需要多少吨干木柴？
干木柴的热值1.2×107 J/kg
需要干木柴
m
热量 热值
1.4 1012 J 1.2 107 J/kg
练一练
4．一台内燃机运行时各种能量损耗大致为： 汽缸散热损失占25％，废气带走的能量占30％， 摩擦等机械损耗占10％，则内燃机的热机效率为
___3_5_%_____。
练一练
5．已知干木柴的热值是1.2×107 J/kg，完全燃 烧0.7 kg干木柴能放出多少热量？假设这些热量全 部被水吸收，能使多少千克水的温度由20 ℃升高到 70 ℃？已知水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)。
能放出多少热量？若这些热量的30%被水吸收，则 能使30kg 、20℃的水温度升高到多少度？
二、 热机的效率 热机能量流程图
由于机械传动 等，克服摩擦 所消耗的能量
热机做的 有用功
油料燃烧释 放的能量
Q=m﹙V﹚q
废气排出带 走的能量
机械传热损失 一部分能量
W=FS W=Pt
热量损失：
1、燃料未能完全燃烧; 2 、废气带走很大一部分能量：
Q = qm=1.2×107 J/kg×0.7 kg = 8.4×106 J
m
=
Q c(t -t
)
0
8.4×106 J
= 4.2×103 J/(kg·℃)×(70 ℃-20 ℃)
= 40 kg
6.一小汽车,人,车,货质量共为2000㎏,百公例里耗题油6
第2节--热机的效率
Q放＝Q吸
m1=Q放/q = 1.2×106J/(1.2×107J/kg)=0.105kg
1．热值 （1）定义
单位质量（体积）某种燃料完全燃烧放出的 热量叫做这种燃料的热值。
（2）计算式
q Q放 m
Q放 mq
m
Q放
（适用于固体、液体燃料）
煤气灶本身也会吸收一部分能量；高 温的烟气带走了一部分能量；一部分能量直 接损失掉了。水吸收的热量只占煤气燃烧放 出热量的一部分。
普通的家用煤炉燃烧无烟煤，燃 烧效率只有15％；普通燃煤锅炉，燃 烧效率约为30％；现代化的锅炉，燃 烧效率可达90％左右。
什么是燃烧效率？ 怎样提高燃料的燃烧效率？
燃料燃烧燃料利用效率
3.提高热机效率的措施：
(1)尽可能减少各种热损失
（保证良好的润滑，减少因克服摩擦所消耗的 能量）
(2)提高燃料的利用率
（使燃料充分燃烧；设法利用废气的能量） 即：使燃料充分燃烧，改进热机,尽量减小各 种热量损失，机件间保持良好的润滑、减小摩 擦。
因此提高热机效率，可提高燃料的利用率。
下列提高热机效率的方法中，不可行的是 （ D） A．减少各种热损失 B．加润滑油减少机器各部件之间的摩擦 C．充分利用废气的能量，如建热电站 D．采取少消耗总能量的办法
表示1m3的液化气在完全燃烧时所放出的 热量为4.9×107J。
1.关于燃料的热值正确的是（B ） A．燃料的热值与燃料的燃烧程度有关 B．燃料的热值与燃料的种类有关 C．燃料的热值与燃料的多少有关 D．燃料的热值与上面三个因素都有关
解析：选B。热值是燃料的一种特性，它的大小 只与燃料的种类有关，与燃料的燃烧程度、质 量没有关系。
14.2热机的效率
3.工程技术的任务，在于设法找出合理利用能源的 途径，并减少机器运转过程中不必要的能量损 耗，而不是去研制永远无法实现的“永动机”。
检测题
1、在下列事例中，属于机械能转化为 内能的是（ B ） A.铁棒在火上烤得很热 B.汽车紧急刹车，轮胎发热 C.燃烧木材取暖 D.给电炉通电，电炉发热
C、甲消耗的柴油多
D、甲柴油机内能转化为机械能的百分比小 √
2.关于提高热机效率的途径，下列说法中错误的是：
A、尽量使燃料完全燃烧
C、尽量减小摩擦
√
B、尽量减少输出功率
D、尽量减少热量损失
3.某热机的效率为20％，这表明做100J的有用功时：
A、要消耗20J的燃料内能
B、要向外散失80J的热量
√
C、要消耗燃烧后能放出500J内能的燃料
D、要消耗80J的燃料内能 这台柴油机的功率为多少瓦？
4.有一台柴油机的效率为40％，每小时耗油2kg，则
（已知柴油的热值为3.3×107J/kg）
第十四章
内Hale Waihona Puke 的利用一、多种形式的能量电能 机械能 自然界中各种形式的能量 内能 光能 化学能等
想一想：各种形式的能之间，是否可以相互转化？
化学能转化为内能
电能 → 机械能
（ 机械能 → 电能
练一练
2．请从能量转化的角度具体说明以下效率的意
义。 ● 某太阳能电池工作时的效率是16％ ● 某电动机工作的效率是83％ ● 某锂电池充电时效率是99％ ● 某柴油机工作的效率是35％ ● 某电热水器工作的效率是87％ 太阳能电池把接收到的太阳辐射的能量的16％ 转化为电能。
燃料的分类： 煤 气 煤 煤油
【九年级物理】第十四章第2节 热机的效率
第2节热机的效率一、燃料的热值（符号为q）1、定义：某种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。
[热值的数值上等于1kg某种燃料完全燃烧放出的热量。
]2、单位：[1]、当燃料为固体或液体时，单位为：焦每千克；单位符号是：J/kg[2]、当燃料为气体时，单位为：焦每立方米；单位符号是：J/m3例：酒精的热值是3.0×107J/kg，它表示：1kg酒精完全燃烧放出的热量是3.0×107J。
煤气的热值是3.9×107J/m3，它表示：1m3煤气完全燃烧放出的热量是3.9×107J。
3、热值的理解：热值与燃料的种类有关，反映的是某种物质的一种燃烧特性，同时反映出不同燃料燃烧过程中，化学能转变成内能的本领大小。
热值越大，放热能力越强！例：火箭常用液态氢做燃料，是因为：液态氢的热值大，体积小便于储存和运输。
4、燃料燃烧时，放出热量的计算公式：[1]、固体或者液体燃料：Q=qm[2]、液体或者气体燃料：Q=qV其中：Q为燃料燃烧放出的热量；m为燃料的质量；V为燃料的体积；q为热值。
[实际出题或解题时，常利用Q吸＝Q放即cm(t-t0)=ηqm′联合解题。
]5、炉子的效率：[1]、定义：炉子有效利用的热量与燃料完全燃烧放出的热量之比。
[2]、公式：二、热机的效率燃料很难完全燃烧，放出的热量往往比按热值计算出的要小。
而且有效利用的热量又比放出的热量要小。
在热机里，用来做有用功的那部分能量，与燃料完全燃烧所放出的能量之比，叫热机的效率。
1、[热机的效率]公式：qmW ==总有Q W η 或者：qVW 有有==Q W η 燃料很难完全燃烧，释放的热量也没有全部用来做有用功，损失了大部分，在各种能量损失中，废气带走的能量最多。
2、常见热机的效率：蒸汽机：6%-15%；汽油机：20%-30%；柴油机：30%-45%。
3、提高热机效率的途径：使燃料充分燃烧；尽量减小各种热量损失；机件间保持良好的润滑、减小摩擦。
第14章 第2节 热机的效率
3. 历史上热机的出现曾标志着人类利用能源的巨 大进步，早期的蒸汽机是将水加热，利用高温高压蒸 汽推动机器转动的，与现在的内燃机相比，蒸汽机的 效率较低，除了机械构造的技术因素外，还有一个重 要的原因是( D )
A．内燃机所用燃料的热值高 B．内燃机的功率大 C．蒸汽机工作过程不符合能量的转化规律 D．蒸汽机工作时水蒸气带走了相当大一部分能量
13、He who seize the right moment, is the right man.谁把握机遇，谁就心想事成。2021/9/12021/9/12021/9/12021/9/19/1/2021 14、谁要是自己还没有发展培养和教育好，他就不能发展培养和教育别人。2021年9月1日星期三2021/9/12021/9/12021/9/1 15、一年之计，莫如树谷；十年之计，莫如树木；终身之计，莫如树人。2021年9月2021/9/12021/9/12021/9/19/1/2021 16、教学的目的是培养学生自己学习，自己研究，用自己的头脑来想，用自己的眼睛看，用自己的手来做这种精神。2021/9/12021/9/1September 1, 2021 17、儿童是中心，教育的措施便围绕他们而组织起来。2021/9/12021/9/12021/9/12021/9/1
的初温 t1，末温 t2，水的比热容用 c 表示．用
以上符号表达该同学测酒精热值的计算式：
cM（t2－t1） m1－m2
.该同学测算发现，测量值比课本中的“标
准值”小很多，请你写一条产生该误差的原因： 没有
考虑热量的散失 ．
(2)有一种“涡轮增压”(T 型)轿车，通过给发动机更 足量的空气使汽油更充分地燃烧，比普通轿车(L 型)更 节能，排气更清洁．同样的汽油(如 95#)加在 T 型轿车 内比加在 L 型轿车内热值 一样大 (填“更大”“一样大” 或“更小”)．
九年级物理上册第14章内能的利用第2节 热机的效率
可以释放出更多的热量。
D．较高的热值
夯实基础逐点练
2．【2018•株洲】木炭的热值为3.4×107 J/kg，它表示1 kg
木炭( D )
燃料完全燃烧放出的热量
A．具有3.4×107 J的热量 与其质量之比，叫做这种
B．具有3.4×107 J的内能 燃料的热值
C．完全燃烧对外做功3.4×107 J
答案呈现
夯实基础逐点练
1．【2017•白银】2016年8月，我国发射了全球首颗量子卫
星，为了纪念墨子，这个全球首颗量子卫星被命名为“
墨子号”。发射卫星的火箭常使用液态氢作为燃料，主
要是因为液态氢具有( D )
A．较小的密度
液态氢具有较高的热值，
B．较大的比热容
完全燃烧相同质量的液态氢，
C．较低的沸点
2 全球汽车保有量在迅速增长，截至2011年，全球 处于使用状态的汽车数量已突 破10亿辆。每辆汽 车每年耗油1.8t，汽车内燃机的效率平均值取 30%。如果能把内燃 机效率提高1%，全球每年 可以节约多少燃油？
解：每辆车每年有效耗油量（用于做有用功的油）：
m1=mn=1.8t×30％=0.54t 若热机效率提高1％,每辆车每年的耗油量： m2=m1/n1=0.54/31％≈1.74t 每辆车每年节约的油：m3=m-m2=1.8t-1.74t =0.06t 全球总节约的油：m总=1010×m3=1010×0.06t=6×108.
在内燃机中燃料是否能够完全燃烧？燃料燃烧释放 的能量都到哪里去了？
由图可知，真正能转变为对外做有用功的能量只是燃 料燃烧时所释放能量的一部分。
热机的效率
定义 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。
第14.2 (课件)热机的效率
Q
放=
Q吸
=
6.72 105 J 40%
=1.68×106J
需要天然气的体积
V
Q放 q
1.68106 J 4.2107 J/m3
=0.04m3
答：(1)水需要吸收 6.72×105J 热量； (2)烧开这壶水需要燃烧 0.04m3 天然气。
例3.判断题：
1、燃料的热值大，完全燃烧释放的热量不一定多（√ ） 2、燃料燃烧越充分，则热值越大（× ）
3、某某种燃料的质量减半，则该燃料的热值、比热容也减
半（ × ）
4、甲的热值大于乙，代表甲燃料的放热能力比乙的强
（√ ）
例 4.2020 年是全面建成小康社会目标实现之年，乡亲们淘汰了柴炉，改用了清洁干净的液 化天然气炉。
例 5.某工厂利用地热温泉水辅助冬季供暖，地热温泉水每天出水量为 2.5×104kg，温泉水的 初温是 80℃，供暖后温度降到 40℃．温泉水的比热容是 4.2×103J /（kg·℃）．试求： （1）这些温泉水每天放出的热量是多少？ （2）若这些热量由热值是 3.0×107J /kg 的焦炭提供，至少需要燃烧多少千克的焦炭？
Q总(固体、液体) NhomakorabeaQ有qV
(气体)
思考与讨论
1.热机效率为什么总是小于1？ 2.效率的高低代表什么意思？ 3.效率小于1的原因？ 4.如何提高热机的效率？
通常的锅炉，燃料利用率比较低，因此在节约能源上改 造的潜力巨大。 提高锅炉效率的措施: （1）改善燃烧的条件，使燃料尽可能充分燃烧。
将煤磨成煤粉，用空气吹进炉膛，使之更完全燃烧；
物理九年级第十四章第2节热机的效率笔记
物理九年级第十四章第2节热机的效率笔记
一、热机效率的定义及重要性
热机效率是指热机在工作过程中，有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比。
这个比例越高，说明热机的性能越好，能源利用率越高。
在能源日益紧张的今天，提高热机效率具有重要的现实意义。
二、热机工作原理及四个冲程
热机的工作原理主要包括燃料的燃烧、能量的传递、功的输出等过程。
热机的工作过程可以分为四个冲程：吸气、压缩、做功、排气。
在这四个冲程中，压缩冲程和做功冲程是能量转换的关键。
三、热机效率的计算公式及影响因素
热机效率的计算公式为：热机效率= 有效利用的能量/ 燃料完全燃烧放出的能量。
影响热机效率的因素主要有：
1.燃料的燃烧效率：燃烧越充分，热机效率越高。
2.能量传递过程中的损失：减少能量传递过程中的损失，可以提高热机效率。
3.机械损耗：降低机械损耗，有助于提高热机效率。
四、提高热机效率的方法和措施
1.改进燃烧过程，提高燃烧效率。
2.减少热机内部摩擦，降低机械损耗。
3.优化热机结构，提高能量传递效率。
4.采用先进的节能技术，降低能源浪费。
五、总结
热机效率是衡量热机性能的重要指标，提高热机效率对于节约能源、减少环境污染具有重要意义。
通过改进燃烧过程、减少损耗、优化结构等措施，可以有效提高热机效率。
物理九年级第十四章第2节热机的效率笔记
物理九年级第十四章第2节热机的效率笔记（实用版）目录1.热机效率的定义和意义2.热机效率的计算公式3.热机效率的影响因素4.提高热机效率的方法正文在物理九年级第十四章第 2 节中，我们学习了热机的效率。
热机效率是指热机从热源吸收的热量中，能够转化为有效功的比例。
热机效率是衡量热机性能的重要指标，对于提高热机的工作效率和节约能源具有重要意义。
热机效率的计算公式为：η = W/Qh，其中W表示热机从热源吸收的热量所转化为的有效功，Qh表示热机从热源吸收的热量。
热机效率的取值范围在0到1之间，数值越大，表示热机的效率越高。
热机效率受到多种因素的影响，主要包括热机的类型、热源的温度、热机的工作条件等。
不同类型的热机，其效率差异可能很大。
例如，蒸汽机的效率通常较低，而内燃机的效率相对较高。
热源的温度也会影响热机效率，温度越高，热机的效率通常越高。
此外，热机的工作条件，如负荷、燃料质量等，也会对热机效率产生影响。
提高热机效率的方法有很多，主要包括以下几点：1.选择合适的热机类型：根据不同的工作需求和热源条件，选择具有较高效率的热机类型。
2.优化热机的结构和设计：通过改进热机的结构和设计，提高热机的工作性能，从而提高效率。
3.改善热源条件：提高热源的温度、压力等条件，以增加热机效率。
4.合理调整热机的工作条件：通过调整热机的负荷、燃料质量等工作条件，使其在最佳状态下工作，提高效率。
5.减少热机的散热和摩擦损失：通过降低热机的散热和摩擦损失，提高热机的效率。
总之，热机效率是衡量热机性能的重要指标，影响热机效率的因素多种多样。
第2节 热机的效率课件
想一想
在内燃机中燃料是否能够完全燃烧？燃料燃烧 释放的能量都到哪里去了？
燃气 损失的内能 内能
பைடு நூலகம்
无用的 机械 能
有用机械能
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，叫做热机的效率。
汽油机的效率为 20%~30% 蒸汽机的效率只有6%~15%
柴油机的效率为30%~45%
合作探究
1.我们在用煤气烧水的时候，煤气能否 充分燃烧，煤气燃烧放出的热能否都 被水吸收？
意义：提高热机效率可以节省燃料，减少污染。 提高热机的效率的方法： （1）使燃料充分燃烧;
（2）尽量减少各种热量损失；
（3）利用废气的能量；（主要措施）
（4）注意保养，保证良好的润滑，减少因克服摩擦阻 力而额外消耗的能量。
合作探究
精讲点拔
1.为了提高热机的效率，在大型火力发 电站，人们常常利用蒸汽轮机排出的废 气来供热，这就是热电站。
2.柴油机上安装了一个笨重的飞轮，这是为 了 利用飞轮的惯性完成吸气、压缩、排气冲程 。
3.转速为1800r/min的四冲程内燃机，每秒经过
60 个冲程，做功 15 次。若该内燃机 的功率为9000W，则一次做功 600 J。
4.金属制成的汽缸中装有柴油与空气的混合物，有可 能使汽缸中柴油达到点燃的过程是：
Q放=qV
5.请写出这两个公式的推导式。
Vm==QQ放放/q/q
qq==QQ放放//mV
合作探究
6．讨论：在实际的燃烧过程中，燃 料能否充分燃烧？如果不能则燃料的 热值是否会发生变化？
热值是一个理论值，只有燃料充分燃烧，放 出的热量才等于利用上述公式计算得出的热 量。因为燃料不可能完全燃烧，所以放出的 热量会比理论值稍小。但燃料的热值不会改 变。
第十四章第2节热机的效率
第2节 热机的效率
栏目索引
答案 D 1 kg某种燃料完全燃烧放出的热量在数值上等于这种燃料 的热值,故A错误;甲燃料完全燃烧放出的热量比乙燃料完全燃烧放出的 热量多,但没有说明质量相同,则甲的热值不一定比乙的大,故B错误;燃 料的热值大,但燃料不一定完全燃烧,且质量不定,放出的热量不一定多, 故C错误;燃料的热值是燃料的特性,与燃料的种类有关,与燃料的质 量、燃烧程度等均无关,故D正确。选D。
第2节 热机的效率
栏目索引
答案 (1)压缩 (2)4.6×108 J (3)20% (4)污染小 点拨 在做热学计算题时,首先要弄清题目所描述的是怎样的物理过 程,在这个物理过程中涉及哪些物理量,应标清要计算的是哪个物体在 哪个过程中吸收(或放出)的热量,燃料燃烧放出的热量是全部被物体吸 收,还是部分被物体吸收。然后确定好研究对象,选取适当的公式,代入 已知量,求出待求的物理量。
第2节 热机的效率
栏目索引
3.(2018河北中考)有如图14-2-2所示的两套相同装置,分别在两个燃烧
C.现代火箭使用液态氢作燃料,是因为它具有较大的热值
D.热机使用的燃料的热值越大,热机的效率就越高
第2节 热机的效率
栏目索引
答案 C 热值是燃料的特性,与燃料的燃烧情况无关,故A错误;热值是 燃料的特性,与燃料燃烧放出热量的多少无关,故B错误;由于氢的热值 比较大,燃烧相同质量的燃料时,氢放出的热量更多,所以现代火箭使用 液态氢作燃料,故C正确;热机的效率是指用来做有用功的能量与燃料完 全燃烧产生的能量之比,与燃料的热值无关,故D错误。选C。
第2节 热机的效率
栏目索引
知识点二 热机的效率
定义
公式
物理 意义
说明
人教版九年级物理全一册第14章第2节热机的效率知识点及练习
第2节热机的效率知识点梳理1.热值：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,符号：q 。
2.单位：焦每千克，符号为J/kg 。
3.热值的计算公式：Q=qV 或Q=qm 。
4.热机的效率：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，叫做热机的效率。
5.热机的效率的计算公式：η= WQ有。
6.提高效率的方法：Ⅰ.尽量减少因克服摩擦力而额外消耗的能量，Ⅱ.尽量使燃料充分燃烧，Ⅲ.尽量减少各种热损失。
针对训练知识点1 热值的理解和计算1.关于燃料的热值,以下说法正确的是（D）A.燃料的热值与燃料的燃烧情况有关B.容易燃烧的燃料，热值一定大C.煤的热值比干木柴的热值大，燃烧煤放出的热量一定比燃烧干木柴放出的热量多D.1g汽油和2kg汽油，它们的热值是一样的2.2019年6月5日,我国首次用固体燃料运载火箭把“文昌物联一号”卫星成功送上太空。
火箭发射时要选用热值大(选填“大”或“小”)的固体燃料；燃料的质量减少时,其热值不变(选填“变小”或“不变”)。
3.木炭的热值是3.4×107J/kg，一箱质量为10kg的木炭烧掉一半后，剩下的木炭的热值是3.4×107J/kg，这半箱木炭燃烧时最多能放出 1.7×108J的热量。
知识点2 热效率的计算4.用煤气灶把质量为2kg，初温为30℃的水烧到80℃，消耗了20g煤气，已知水的比热容是4.2×103J/（kg·℃），煤气的热值为4.2×107J/kg，则水吸收的热量为 4.2×105J，煤气完全燃烧放出的热量为8.4×105J，煤气灶烧水的效率为50% 。
5.一辆氢气动力试验汽车10min内在平直路面上匀速行驶了1.2×104m，消耗了0.15kg的氢气。
此过程中汽车发动机产生的牵引力为1.0×103N。
求：（氢气的热值取1.4×108J/kg）（1）氢气燃烧放出的热量；（2）汽车的牵引力做的功；（3）汽车发动机的效率。
第二节 热机的效率
想想议议 不同燃料的放热本领相同吗？怎么比较它们谁 的放热本领强呢？
实验结论：
不同燃料的放热本领不相同。
我们该如何表示燃料 的这种放热本领呢？
一、燃料的热值
1．热值
（1）定义：某种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。符号：q （2）物理意义 热值在数值上等于1 kg某种燃料完全燃烧放出 的热量。 （3）单位 国际单位：焦每千克；符号：J/kg。 气体燃料的单位：焦每立方米；符号：J/m3。
3．有关燃料燃烧放热的计算 想一想
为什么发射火箭上天要用氢做燃料？
根据热值表，计算一下10吨氢完全燃烧放出 多少焦耳的热量？ 氢的热值是1.4×108 J/kg 放出热量Q = 热值×质量 =1.4×108 J/kg× 10×103 kg =1.4×1012 J 再算算，若用干木柴完全燃烧来获得这些热 量，需要多少吨干木柴？ 干木柴的热值1.2×107 J/kg
=35%
练一练
3. 关于热机效率，下列说法正确的是： ( CD ) A．热机效率越高，即热机做的有用功多 B．热机效率越高，即热机的功率越大 C．要提高热机效率，就要尽量减少各种能量 损失，并且要保证良好的涧滑 D．提高热机效率，有利于环保减排
练一练
4．一台内燃机运行时各种能量损耗大致为：
汽缸散热损失占25％，废气带走的能量占30％，
3、有一家大型的特种专用汽车生产基地，该厂某型号专用 车在车型测试中，在一段平直的公路上匀速行驶5.6km， 受到的阻力是3.0×103N，消耗燃油1.5×10－3m3（假设燃 油完全燃烧）。若燃油的密度ρ＝0.8×103kg/m3，热值q＝ 4×107J/kg，求：（1）专用车牵引力所做的功？（2）该 专用车的热机效率是多少？
第2节 热机的效率
总结：
热值反映了所有能燃烧的物质 的一种性质，反映了不同燃料在燃 烧过程中，化学能转化为内能的本 领的大小。
3．有关燃料燃烧放热的计算 想一想
为什么发射火箭上天要用氢做燃料？
根据热值表，计算一下10吨氢完全燃烧放
出多少焦耳的热量？
氢的热值是1.4×108 J/kg
放出热量Q = q氢×m氢
= 1.4×108 J/kg× 10×103 kg
课堂内外P16 17
环境保护
• 热机为人类的发展做出了重大贡献，但 也带来了许多环境污染问题：
酸雨的危害 1.对人体健康的直接危害,硫酸雾和硫酸盐雾 的毒性比二氧化硫大得多,可以侵入肺的深部 组织,引起肺水肿等疾病而使人致死.
2.引起河流、湖泊的水体酸化,严重影响水生 动植物的生长.
3.破坏土壤、植被、森林.
氢 1.4×10 8/(J·kg -)1
木炭 3.4×10 7/(J·kg-)1
煤气 约3.9×10 /7(J·m )-3
酒精 3.0×10 7/(J·kg-)1
天然气 (7.1～8.8) ×10 /7(J·m-3)
燃料完全燃烧放出的热量 Q放=mq Q放=vq
课堂内外P15 2 、 3
课堂内外P16 10
4.腐蚀金属、油漆、皮革、纺织品及建筑材 料.
5.渗入地下,使水中铝、铜、锌、镉的含量比 中性地下水中高很多倍.
二、燃料的热值：
一些燃料的热值
干木柴 约1.2×10 /7(J·kg-1) 柴油 3.3×10 7/(J·kg-1)
烟煤 约2.9×10 /7(J·kg-1) 煤油 4.6×10 7/(J·kg -)1
无烟煤 约3.4×10 /7(J·kg-1) 汽油 4.6×10 7/(J·kg -)1
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第2节热机的效率
能力提升
1.一杯酒精用掉一半,剩下的酒精的质量、密度、比热容和热值的情况是()
A.质量、密度、比热容和热值不变
B.质量和密度变为原来的一半,比热容和热值不变
C.质量和热值变为原来的一半,密度和比热容不变
D.质量变为原来的一半,密度、比热容和热值不变
2.发射卫星的火箭常使用液态氢作为燃料,主要是因为液态氢具有()
A.较小的密度
B.较大的比热容
C.较低的沸点
D.较高的热值
3.下图为内燃机的能流图,则内燃机的效率可表示为()
A.η=×100%
B.η=×100%
C.η=×100%
D.η=×100%
4.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
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
5.利用如图所示的装置,运用控制变量法,通过观察现象即可比较酒精和碎纸热值的大小,为完成实验,要求()
A.酒精和碎纸的质量相同,两只烧杯内水的质量相同
B.酒精和碎纸的质量不同,两只烧杯内水的质量不同
C.酒精和碎纸的质量相同,两只烧杯内水的质量不同
D.酒精和碎纸的质量不同,两只烧杯内水的质量相同
6.用煤气灶把2 kg,初温为30 ℃的水烧到 80 ℃,消耗了20 g煤气,已知水的比热容是4.2×103 J/(kg·℃),煤气的热值为4.2×107 J/kg,则水吸收的热量为
J,煤气完全燃烧放出的热量为J,煤气灶烧水的效率为%。
7.太阳能是一种清洁能源。
某太阳能热水器每天能使500 kg的水温度升高30 ℃,那
么这些水吸收的热量为 J,这些热量相当于完全燃烧m3的天然气放出的热量。
[天然气的热值取4.2×107 J/m3,水的比热容c=4.2×103 J/(kg·℃)]
★8.木柴、焦炭、木炭等都是常用的燃料,取不同质量的这三种物质分别进行完全燃烧,得到了下表的数据:
的热量Q木炭/J 10.2×10613.6×106
(1)从表中的数据可以得到,相同质量的不同燃料,它们完全燃烧所释放的热量是
的;对于同一种燃料,质量越大,完全燃烧所释放的热量越。
(2)从表中的数据还可以看出,对于同一种燃料,和的比值是不变的,这个不变的比值,反映了燃料本身的一种性质,物理学中把它称之为,它
是用来描述燃料完全燃烧时,释放热量能力大小的物理量。
(3)完全燃烧0.01 m3的天然气放出的热量是J;如果这些热量完全用于加热水,可使kg的水温度升高10 ℃;实际加热这些水所燃烧的天然气比上述要多
许多,原因是用燃气灶烧水时,除了水吸收的热量外,一部分传给了盛水容器,另外一部
分传给了(答一个即可)。
[q天然气=4.2×107 J/m3,c水=4.2×103 J/(kg·℃)] 9.(2018·云南昆明中考)“卡路里”简称“卡”,是热量的一个单位,现在仍被广泛使
用在营养计量和健身手册中。
1卡是这样规定的:在标准大气压下,1 g水温度升高1 ℃吸收的热量。
那么1卡= J。
一辆汽车发动机的效率是35%,那么该车完全燃烧1 kg汽油做的有用功是 J。
[c水=4.2×103 J/(kg·℃),q汽油=4.6×107
J/kg]
探究创新
★10.某物理小组的同学在社会实践活动中,通过实际调查和网上查询,绘制了一辆某种型号普通轿车在额定功率下行驶时单位时间内的能量流向图,请你参与讨论有关问题。
(1)根据图中的能量流向,说出该轿车行驶时有哪几方面的能量损耗。
(2)若将机器转化为有用功的能量与输入发动机的能量的比值定义为“能量转化效率”。
由图中提供的数据可得,该轿车的能量转化效率为。
(保留一位小数)
(3)对减少汽车行驶中的能量损耗,据你所知,给出一条建议。
(不作解释)
答案解析
1.D一杯酒精用掉一半,剩下的酒精的质量变为原来的一半,密度、比热容和热值是物质的属性,不随物体质量的改变而改变,故它们大小不变。
2.D火箭采用液态氢作为燃料,原因是液态氢具有较高的热值,完全燃烧相同质量的氢时,可以释放出更多的热量,故D正确。
3.B内燃机的效率是指有效利用的能量与燃料完全燃烧产生的热量的比值,从能量流
向图可得出其效率的表达式为选项B。
4.D热机效率是指热机有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比。
使燃料充分燃烧、减少废气带走的热量、减少热机部件间的摩擦都可以提高热机的效率。
故A、B、C不符合题意。
增加热机的工作时间,并不能减少热量的损失,不能提高热机的效率,故
D符合题意。
5.A实验采用控制变量法,应用天平分别测出等质量的酒精和碎纸屑,将其放入装置中的燃烧皿内;因燃料的热值不能直接测量,但燃料燃烧放出的热量可以被水吸收,从而使相同质量的水温发生变化,所以可以通过温度计示数的变化(水升高的温度)来比较燃料热值的大小关系,故选A。
6.解析水吸收的热量为Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×2kg×(80℃-
30℃)=4.2×105J,煤气完全燃烧放出的热量为Q放
=mq=0.02kg×4.2×107J/kg=8.4×105J,煤气灶烧水的效率为
×100%=×100%=50%。
η=吸
放
答案4.2×1058.4×10550
7.解析根据吸热公式得
Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×500kg×30℃=6.3×107J,
根据气体燃料燃烧放热公式Q放=Vq,得V=放=1.5m3。
答案6.3×1071.5
8.解析(1)由表格中数据可知,完全燃烧质量相同的木柴、焦炭、木炭放出的热量不同;对于同一种燃料,质量越大,完全燃烧所释放的热量越多。
(2)对于同一种燃料,完全燃烧放出的热量与燃料的质量成正比,即完全燃烧放出的热量与质量的比值不变;物理学中用热值表示燃料的这一特性。
(3)完全燃烧0.01m3的天然气放出的热量
Q放=Vq=0.01m3×4.2×107J/m3=4.2×105J;
=10kg;天然气完
由于Q吸=Q放,由Q=cmΔt得,水的质量m=
·℃ ℃
全燃烧放出的热量除被水吸收外,还会被容器、空气吸收。
答案(1)不同多(2)完全燃烧放出的热量质量热值(3)4.2×10510空气
9.解析c水=4.2×103J/(kg·℃)=4.2J/(g·℃),所以1g水温度升高1℃吸收的热量为4.2J,根据卡的定义可得,1卡=4.2J;完全燃烧1kg汽油能放出热量Q放
=mq=1kg×4.6×107J/kg=4.6×107J,由η=有
可得W有=Q放
放
×η=4.6×107J×35%=1.61×107J,故该车完全燃烧1kg汽油做的有用功为1.61×107J。
答案4.21.61×107
10.解析(1)从题图中很容易看到,能量损耗有摩擦、散热、废气和燃料损耗。
(2)根据
题中给出的能量转化效率的定义可知η=有。
(3)答案不唯一,只要合理即可。
输入
答案(1)摩擦损耗、散热损耗、废气损耗、燃料损耗。
(2)12.7%(3)给机器加润滑油,减少有害摩擦;改进油箱的密闭性,减少蒸发损耗;提高汽油质量;对排放的尾气进行收集、再利用等(一条即可)。