2018年九年级物理上册 第二章 3热机效率练习 (新版)教科版

3. 热机效率

图2－3－1

一热机效率

热机所做__________与______________________________之比叫做热机的效率。热机效率是热机性能的重要指标。

二热机与环境保护

热机工作过程中的热量释放，以及燃料燃烧生成物的排出，是造成地球环境破坏的主要原因之一。

[点拨]保护环境的主要措施：(1)改进燃烧设备，尽量使燃料充分燃烧；加装除尘装置，减少烟尘排放量。(2)普及使用煤气和天然气，以代替家用煤炉。(3)开发利用污染小的新能源，如太阳能、核能等。

类型一 热机效率

例1 如图2－3－2所示为内燃机的能流图，则内燃机的效率可表示为( )

图2－3－2

A ．η＝

E 1＋E 2＋E 3＋E 4

E ×100%

B ．η＝E 1E

×100%

C ．η＝

E 1＋E 3＋E 4

E ×100% D ．η＝E 2E

×100%

[方法指导]热机效率及提高热机效率的方法

(1)热机效率的表达式为η＝W 有用

Q 放

×100%，热机的效率总小于1。

(2)提高热机效率的方法：①尽量让燃料充分燃烧；②减少废气带走的能量；③减少摩擦消耗的能量。

类型二 热机效率的相关计算

例2 一辆汽车在平直公路上匀速行驶，受到的阻力是104

N ，当它行驶了13.8 km 时，

完全燃烧了10 kg 的汽油。已知q 汽油＝4.6×107

J/kg ，求：

(1)汽车受到的牵引力。 (2)汽车获得的有用功。

(3)10 kg 汽油完全燃烧所释放的热量。 (4)这辆汽车的热机效率。

[方法指导]找准“突破口”，破解热机效率的相关计算

解答有关汽车热机效率的计算题时，可以从公式“η＝W 有用

Q 放

×100%”入手，其中，有用

功W 有用＝Fs ，燃料完全燃烧所释放的热量Q 放＝mq(或Q 放＝Vq)。然后，根据题目已知条件，求出相关的物理量进行计算。用框图表示为：

类型三 热机与环境保护

例3 从如图2－3－3所示漫画中我们看到，热机的大量使用，在给人类社会带来进步的同时，也使人类的生存受到了威胁。下列关于热机和环境保护的说法中正确的是( )

图2－3－3

A．热机的效率是热机性能的重要指标

B．当前热机的效率可以达到100%

C．汽车排出的尾气越浓，汽油机的效率越高

D．用水循环来降低热机的温度，主要是利用水蒸发吸热的特性

课堂反馈(六)

[热机效率]

1.我们把热机所做________与所用燃料____________释放的热量之比叫做热机的效率。热机的效率是________(选填“大于”“等于”或“小于”)1的。

2. 如图C2－3－1所示是内燃机在工作过程中的能量流向图，若废气带走的能量占35%，散热损失的能量占30%，机械损失的能量占10%，则内燃机的效率是____________。

图C2－3－1

3．甲柴油机的效率比乙柴油机的效率高，这表明( )

A．甲的功率比乙大

B．甲做的功比乙多

C．甲消耗的柴油比乙少

D．甲的内能转化为有用机械能的百分比比乙大

4．为节约能源，需提高热机的效率，下列措施不能提高机械效率的是( )

A．尽量使燃料充分燃烧

B．尽量减少热机部件间的摩擦

C．尽量减少废气带走的热量

D．尽量增加热机的工作时间

5．有一台汽油机在一个工作循环中消耗了10 g汽油(汽油的热值为4.6×107J/kg)，这些汽油完全燃烧产生的热量是________J。若这台汽油机的效率为30%，则一个工作循环中输出的有用机械能为________J。

课时作业(六)

[第二章 3.热机效率]

一、选择题

1．关于热机的效率，下列说法中正确的是( )

A．热机做的有用功多，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，效率越低

D．以上说法都不正确

2．一台柴油机中有M kg柴油，完全燃烧时放出7.5×108J的热量，但要损失4.5×108 J的能量，可知该柴油机的效率是( )

A．30% B．40%

C．48% D．60%

3．2017·益阳为了节约能源，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

二、填空题

4．某柴油机燃烧2.4 kg柴油时，对外做的有用功为2.8×107 J，该柴油机的效率为________(精确到0.1%)。柴油机吸气冲程吸入的物质是________。(柴油的热值为3.3×107 J/kg)

5．一台汽油机工作时的功率为P，在t时间内用掉汽油的质量为m，如果汽油的热值是q，则这台汽油机的效率是________，这段时间做的额外功是________。

6．总体来说，目前提高热机效率的途径主要有两个：一是____________；二是____________。

三、计算题

7．[2016·安徽] 某家用轿车，重为1.5×104N，当汽车以72 km/h的速度匀速直线行驶了0.5 h，消耗了汽油3 kg，期间汽车受到的阻力为车重的0.08倍。已知汽油的热值为4.6×107J/kg，在此过程中，求：

(1)汽车通过的路程。

(2)牵引力做功的功率。

(3)汽车发动机的效率。

8．如图6－K－1所示是四冲程汽油机的剖面图，发动机的每一个工作循环曲轴转动2周。表中所示的是某品牌轿车汽油发动机的部分参数，其中“额定功率”是发动机工作时的最大输出功率；“额定转速”是额定功率下发动机曲轴的转速；“排气量”是发动机汽缸的工作容积，是指汽缸内活塞从下止点到达上止点所扫过的容积之和；“压缩比”即汽缸总容积(燃烧室容积与排气量之和)与燃烧室容积的比值；“空燃比”即混合气中空气和汽油的质量比。

图6－K－1

额定功率100 kW

额定转速5000 r/min

排气量 1.8 L