九年级物理全册 14.2 热机的效率精讲精练（含解析）（新版）新人教版.docxVIP

14.2 热机的效率 知识点扫描 知识点一：燃料的热值 1.燃料燃烧过程中的能量转化：燃料燃烧是一种化学反应，燃烧过程中，储存在燃料中的化学能被释放，物体的化学能转化为周围物体的内能。 2.燃料的热值： ①意义：不同的燃料燃烧时放出能量的本领不同，在物理学中就用热值来表示燃料燃烧时放热本领的大小。 ②定义：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。用符号“q”表示。③热值的单位 J/kg ，读作焦耳每千克。还要注意，气体燃料有时使用J/m3，读作焦耳每立方米。 知识点二：热机效率 1.燃料的有效利用：影响燃料有效利用的因素：a燃料不完全燃烧，b燃料散失很多，只有少部分被利用。 2.热机的能量流图：如图所示是热机的能量流图：由图可见，真正能转变为对外做的有用功的能量只是燃料燃烧时所释放能量的一部分。 3.定义：用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧所释放的能量的比值，称为热机效率。 4.公式：η= E有/Q放。式中，E有为做有用功的能量；Q放为燃料完全燃烧释放的能量。 5.提高热机效率的主要途径： ①改善燃烧环境，使燃料尽可能充分完全燃烧，提高燃料的燃烧效率。 ②尽量减小各种热散失。 ③减小各部件间的摩擦以减小因克服摩擦做功而消耗的能量。 ④充分利用废气带走的能量，从而提高燃料的利用率。 重点难点解读 一、在学习热值的概念时，应注意以下几点 ①“完全燃烧”是指燃料全部燃烧变成另一种物质。 ②强调所取燃料的质量为“lkg”，要比较不同燃料燃烧本领的不同，就必须在燃烧质量和燃烧程度完全相同的条件下进行比较。 ③“某种燃料”强调了热值是针对燃料的特性与燃料的种类有关。 ④燃料燃烧放出的热量的计算：一定质量m的燃料完全燃烧，所放出的热量为：Q=mq，式中，q表示燃料的热值，单位是J/kg；m表示燃料的质量，单位是kg；Q表示燃烧放出的热量，单位是J。 ⑤若燃料是气体燃料，一定体积V的燃料完全燃烧，所放出的热量为：Q=qv，式中，q表示燃料的热值，单位是J/m3；V表示燃料的体积，单位是m3；Q表示燃烧放出的热量，单位是J。 二、求解热机效率的思维路径 （1）在大脑中要知道用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧所释放的能量的比值，称为热机效率。 （2）根据题意研究燃料完全燃烧释放的能量Q放 =mq，做有用功的能量W有。 （3）若用W有为做有用功的能量；Q放为燃料完全燃烧释放的能量。则求解热机效率就可以写成数学表达式 η= W有/Q放。 注意：燃料不充分完全燃烧、各种热散失、各部件间的摩擦以减小因克服摩擦做功而消耗的能量、废气带走的能量都是属于无用功的能量。 对点例题解析 知识点一：燃料的热值 【例题1】假如完全燃烧0.2m3天然气放出的热量全部被100kg初温为25℃的水吸收，可以使水的温度升高到________℃[已知c水＝4.2×103J/（kg?℃），q天然气＝4.2×107J/m3]。 【答案】 45 【解析】利用燃料完全燃烧放热公式Q放=mq求放出的热量；再由Q放=Q吸=cm△t得到水升高的温度. 完全燃烧0.2m3天然气放出的热量： Q放＝V天然气q＝0.2m3×4.2×107J/kg＝8.4×106J； 根据Q吸＝cm△t＝Q放可知， 水温度升高值： △t＝ Q吸/cm＝20℃， 水的末温度为：t＝t0+△t＝25℃+20℃＝45℃。 知识点二：热机效率 【例题2】用液化气灶烧水，把1.5kg初温为20℃的水加热到100℃，需要吸收的热量为　　J．若上述过程中完全燃烧了0.021kg液化气，且只有60%的热量被水吸收，则液化气的热值为　　J/kg。[c水＝4.2×103J/（kg?℃）] 【答案】5.04×105；4×107。 【解析】（1）水吸收的热量： Q吸＝cm△t＝4.2×103J/（kg?℃）×1.5kg×（100℃﹣20℃）＝5.04×105J； （2）由题知，Q吸＝Q放×60%＝m液化气q×60%， 需要液化气的体积： q液化气＝＝＝4×107J/kg。 达标训练题 1.1kg某种燃料完全燃烧放出的热量，叫_______。单位是J/kg。燃料燃烧放出热量的计算公式为：______。 【答案】热值。Q放=qm 【解析】1kg某种燃料完全燃烧放出的热量，叫热值。单位是J/kg。燃料燃烧放出热量的计算公式为： Q放=qm；（Q放是热量，单位是J；q是热值，单位是J/kg；m 是质量，单位是kg). 2.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_______。热机的效率是热机性能的一个重要指标。在热机的各种损失中，废气带走的能量最多，设法利用废气的能量，是提高燃料______的重要措施。 【答案】热机的效率。利用率。 【解析】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，叫热