【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W有Q100%.热机的效率1.Qqm(或 QqV)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 QqV.被水吸收后，根据 Qcmtcm(tt0)可得 m典例 1：汽油的热值是 4.6107 J/kg，完全燃烧 210 g 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4.2103 J/(kg)思路点拨：汽油完全燃烧释放的热量 Qqm9.66106 J，Qc(tt0)100 kg.答案：9.66106 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t 表示(水未沸腾)()图 14-2-1A.若 m 相同，t 越小，燃料的热值越大B.若t 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 1.9107 J/m3，完全燃烧0.2 m3沼气，放出的热量为_J.答案：3.8106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：B1.(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：C3.一台柴油机将一定质量的柴油完全燃烧时放出了 7.5108 J的热量，其中有 4.5108 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 m kg 乙种燃料，刚好烧开一壶水，那么用 m kg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：C5.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 2 g 汽油(热值为 4.6)B.3.22104 J D.0.92104 J107 J/kg)获得的机械能是(A.2.76104 JC.2.3104 J答案：C6.(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：D7.(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 400 N，活塞向下运动的距离为 30 cm，内燃机转速为 600 r/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4.6107 J/kg 的汽油 5.2 g，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12015%8.小明家天然气热水器的热效率是 84%，某次洗澡用水 40 kg.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4.2103 J/(kg)，q天然气3.2107 J/m3答案：3.36106 4106 0.1259.(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/A10 g 酒精20.050.010 g 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270 km/h的速度匀速直线航行 20 min，消耗航空燃油 1.35 t，飞机发动机的功率为2.25107 W.求：(航空燃油的热值为 4107 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m1.35 t1350 kg，航空燃油的热值 q4107 J/kg，则这些燃油完全燃烧放出的热量为Q放qm4107 J/kg1350 kg5.41010 J.(2)已知飞机发动机的功率 P2.25107 W，飞机匀速航行的速度 v270 km/h75 m/s，由二力平衡的条件可知飞机航行过程中的阻力为fF3105 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出，产生巨大的反冲推力.图 14-2-9(1)随着发动机中汽油的不断消耗，其热值将_(填“增大”“减小”或“不变”).(2)我国自主研发的 J-20 隐身战斗机使用的是国产 WS-15 发动机，推力最大可达 18 t.已知一台发动机正常工作时耗油率为0.67 kg/(daNh)，则 0.67 kg 汽油完全燃烧，放出的热量为_J.(已知汽油的热值为 4.6107 J/kg)答案：(1)不变(2)3.082107