14.2热机效率
人教版九年级物理第十四章第2节14.2热机的效率教学案
教学案：人教版九年级物理第十四章第2节14.2热机的效率一、教学内容本节课的教学内容选自人教版九年级物理第十四章第2节14.2热机的效率。
本节主要介绍热机的效率的概念、影响因素以及提高热机效率的方法。
具体内容包括：1. 热机效率的定义：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。
2. 影响热机效率的因素：热机效率受燃料的热值、燃料的燃烧程度、热机部件的散热损失以及热机内部摩擦等因素的影响。
3. 提高热机效率的方法：提高燃料的热值、提高燃料的燃烧程度、减少热机部件的散热损失和减少热机内部的摩擦。
二、教学目标1. 了解热机效率的概念，理解热机效率的计算方法。
2. 掌握影响热机效率的因素，能够分析实际问题中热机效率的影响因素。
3. 学会提高热机效率的方法，能够提出改进热机效率的合理建议。
三、教学难点与重点重点：热机效率的概念及其计算方法。
难点：影响热机效率的因素及其改进方法。
四、教具与学具准备教具：多媒体课件、黑板、粉笔。
学具：课本、练习册、笔记本。
五、教学过程1. 实践情景引入：以汽车、燃气锅炉等实际应用为例，引导学生思考热机的效率问题。
2. 概念讲解：通过多媒体课件，讲解热机效率的概念及其计算方法。
4. 提高热机效率的方法：引导学生思考如何通过改进热机结构、提高燃料燃烧程度等方法，提高热机效率。
5. 例题讲解：选用课本中的典型例题，讲解热机效率的计算方法及其应用。
6. 随堂练习：布置练习题，让学生巩固热机效率的概念、计算方法和影响因素。
7. 板书设计：热机效率的概念、计算方法、影响因素及其改进方法。
8. 作业设计：题目1：一辆汽车的热机效率为25%，若汽车行驶100公里，计算燃料完全燃烧放出的能量。
答案：燃料完全燃烧放出的能量为4×10^8焦耳。
题目2：一辆汽车的热机效率为30%，若汽车行驶100公里，计算燃料完全燃烧放出的能量。
答案：燃料完全燃烧放出的能量为3.3×10^8焦耳。
14.2热机的效率教案-2023-2024学年人教版物理九年级全一册
教案：14.2 热机的效率20232024学年人教版物理九年级全一册一、教学内容1. 热机的效率定义：热机用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比。
2. 热机效率的计算公式：η = W / Q_放，其中W为热机做的有用功，Q_放为燃料完全燃烧放出的热量。
3. 提高热机效率的途径：提高燃料的利用率、减少热损失、优化热机结构等。
二、教学目标1. 了解热机的效率概念，掌握热机效率的计算方法。
2. 能够分析实际热机效率低的原因，并提出提高热机效率的合理措施。
3. 培养学生的实践能力和创新意识，引导学生关注热机效率在生活中的应用。
三、教学难点与重点1. 教学难点：热机效率的计算方法，以及如何提高热机效率。
2. 教学重点：热机效率的概念，以及提高热机效率的途径。
四、教具与学具准备1. 教具：多媒体课件、黑板、粉笔。
2. 学具：课本、练习册、笔记本。
五、教学过程1. 实践情景引入：以汽车、燃气热水器等常见的热机为例，引导学生关注热机效率的概念。
2. 知识讲解：详细讲解热机效率的定义、计算方法，以及提高热机效率的途径。
3. 例题讲解：分析实际热机效率低的原因，并提出相应的解决措施。
4. 随堂练习：设计一些有关热机效率的题目，让学生当场练习，巩固所学知识。
5. 课堂讨论：引导学生探讨热机效率在生活中的应用，以及如何进一步提高热机效率。
六、板书设计1. 热机效率的定义：热机用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比。
2. 热机效率的计算公式：η = W / Q_放。
3. 提高热机效率的途径：提高燃料的利用率、减少热损失、优化热机结构等。
七、作业设计1. 题目一：已知一辆汽车发动机的功率为100kW，工作时间为1小时，求该汽车的效率。
答案：汽车的效率为100kW / (100kW × 1小时) = 1。
2. 题目二：某燃气热水器的热效率为80%，若燃料完全燃烧放出的热量为2000kJ，求该热水器做的有用功。
1热机14.2热机的效率PPT课件(人教版)
相同点
1．基本构造和主要部件的作用类似。 2 ．每个工件循环都经历四个冲程：吸气冲程、紧缩冲程、做 功冲程、排气冲程。 3 ．四个冲程中，只有做功冲程对外做功，其余三个冲程靠飞 轮惯性完成。 4 ．一个工作循环中，活塞往复两次，飞轮转动两周，做功一 次。
不同点
1．构造不同：汽油机气缸顶有火花塞，而柴油机气缸顶部有 喷油嘴。
练习
• 一台汽油机飞轮转速为3000R/分，则在1秒内完 成 个循环，对外做功 次，完成 个 辅助冲程。
3.内燃机的应用
(1)汽油机的应用
汽油机比较轻巧，常用在汽车、飞机和小型农业机械上面。
(2)柴油机的应用
柴油比较便宜，但柴油机比较笨重，主要用在载重汽 车、拖拉机、坦克上面。
想想议议：
汽油机和柴油机的工作过程有什么相同点，有 什么不同点？
火花塞
进气门 活塞
连杆
气缸 排气门
曲轴
内燃机的 冲程和工作循环
吸气 紧缩 做功 排气
(2)汽油机工作原理
吸气冲程
紧缩冲程
做功冲程
排气冲程
吸气冲程
进气门打开，排气门关
闭。活塞由上端向下端运动
汽
油
，汽油和空气组成的燃料混
和
空
合物从进气门吸入气缸。
气
紧缩冲程
进气门和排气门都关闭，活塞 向上运动，燃料混合物被紧缩，压 强增大，温度升高。
你猜想：汽油机、柴油机的效率大约是多少？ 猜猜看！
汽油机的效率：20~30% 柴油机的效率：30~45%
你认为它们的效率比你想象的高？还是低？
提高热机效率的途径和方法： （l）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)充分利用废气的能量，提高燃料的利用率，如利 用热电站废气来供热。这种既供电又供热的热电站，比 起一般火电站来，燃料的利用率大大提高。
14.2热机的效率初中物理人教版九年级全册
第2节 热机的效率01 知识管理1．燃料的热值(1)我们把某种燃料____燃烧放出的热量与其质量____，叫做这种燃料的热值．热值的单位是____，气体燃料热值的单位是____．热值表示燃料在完全燃烧时把化学能转化为内能的本领大小．(2)燃料完全燃烧放热的计算公式：Q 放＝ ． 2．热机的效率(1)热机工作时，用来做____的那部分能量，与燃料 放出的能量之比，叫做热机的效率．热机效率的计算公式：η＝(2)设计和制造热机时，要不断改革和创新，以减少各种能量____．在热机的能量损失中，____带走的能量最多． 02 基础题知识点1 燃料的热值1．木炭的热值为3.4×107 J/kg ，它表示1 kg 木炭( )A ．具有3.4×107 J 的热量B ．具有3.4×107 J 的内能C ．完全燃烧对外做功3.4×107 JD ．完全燃烧放出热量3.4×107 J2．列关于热值的说法正确的是( )A ．2 kg 煤的热值大于1 kg 煤的热值B ．燃料热值越大，燃烧放出的热量越多C ．燃料燃烧不完全时热值变小D ．燃料的热值是燃料本身的特性，与其他因素无关3．质量为5 kg 的汽油，用去一半后，剩下的汽油( )A ．密度、比热容、热值都变为原来的一半B ．密度不变，比热容、热值变为原来的一半C ．密度、比热容变为原来的一半，热值不变D ．密度、比热容、热值都不变4．合理分类和利用垃圾可以变废为宝，在一定条件下，1吨垃圾能榨出170 kg 燃料油，若燃料油的热值为4.0×107 J/kg ，则这些燃料油完全燃烧释放出的热量为 J ，燃烧时燃料油的化学能转化为____能．5．成年人参加一次长跑，身体消耗的能量为6.6×106 J ，这些能量需要完全燃烧0.55 kg 的干木柴才能得到，则干木柴的热值为 J/kg ；干木柴用掉一半后，剩余干木柴的热值将____(填“变大”“变小”或“不变”)．6．根据下表列出的四种燃料的热值(单位：J/kg)，回答下列问题：酒精 柴油 煤油 氢3.0×1074.3×107 4.6×107 1.4×108(1)质量相等的四种燃料完全燃烧后，放出热量最少的是____，选用____作为卫星运载火箭的燃料较好．(2)完全燃烧____kg 煤油放出的热量为9.2×107 J.知识点2 热机的效率7．甲内燃机比乙内燃机的效率高，表示( )A ．甲内燃机做功多B ．甲燃料的热值比乙燃料的热值大C ．工作时间相同，甲耗油较少D ．甲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较大8．如图所示为内燃机的能量流向图，热机的效率(η)等于( )A.E 1E 4×100% B.E 4E 1×100% C.E 3＋E 4E 1×100% D.E 4E 1＋E 2＋E 3＋E 4＋E 5×100% 9．一台柴油机的热机效率为25%，表示的意义是 的那部分能量，与燃料 __的能量之比为25%.用这台柴油机工作时，完全燃烧2 kg 的柴油可做有用功 J ．(柴油的热值为4.3×107 J/kg)10．热机效率是热机性能的一个重要指标．有一热机，若一部分燃料完全燃烧时，放出的能量为8×103 J ，其中用来做有用功的那部分能量为3×103 J ，该热机的效率是 ．【易错点：提高热机效率的措施】11．为节约能源，需提高热机的效率，下列措施中不能提高热机效率的是( )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12．如图所示是完全燃烧A、B两种燃料的质量与放出热量的关系图象，由图象可知，A、B两种燃料的热值大小关系是( )A．q A＜q B B．q A＝q B C．q A＞q B D．无法比较13．小明测试了自己家中分别单独使用不同种类的燃料时的平均月消耗量分别为木柴约100 kg，烟煤约40 kg，液化石油气约15 kg，煤气约30 kg，这四种燃料中哪种燃料的热值最高( )A．木柴B．烟煤C．液化石油气D．煤气14．古语道：“人要实，火要虚．”此话的意思是说做人要脚踏实地，才能事业有成；可燃物要架空一些，才能燃烧更旺．“火要虚”的目的是( )A．增大可燃物的热值B．降低可燃物的着火点C．能使可燃物完全燃烧D．提高了可燃物的利用率15．有甲、乙两台汽油机，它们的功率之比是2∶1，它们的热机效率之比是5∶4，那么在相同的时间里，它们所消耗的汽油的质量之比是____．16．“可燃冰”作为新能源，有着巨大的开发使用潜力．在同等条件下，“可燃冰”完全燃烧放出的热量可达煤气的数十倍，说明“可燃冰”的____大．若“可燃冰”的热值为1.4×1010 J/m3，2 m3的“可燃冰”完全燃烧后可放出的热量为J．若这些热量60%被水吸收，可以将_ kg水从0 ℃加热到100 ℃.[水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)]17.某物理兴趣小组的同学，用2kg的煤炉给100kg的水加热，发现这些煤完全燃烧也只让水温升高了60℃，则这些煤完全燃烧产生的热量是___________J，煤炉烧水时的热效率是___________%。
14.2热机的效率(人教版)
10 J
100%=45%
(3) 该热水器烧水的效率为 QQ 100%= 1.26
2. 8 10 J
答：(1) 天然气完全燃烧放出的热量为2.8×107J；
入数值时，注意各物理量的单位要统一。
变
式
2. （2022·全国·九年级专题练习）为了减少环境污染，共建绿水青山的美好生态，
我市部分农村地区已经用上了天然气烧水煮饭。设天然气热值为4.2×107J/kg，完全
燃烧0.5kg天然气放出的热量为______J；若这些热量全部被100kg、30℃的水吸收，
,水的质量 m ct 4.2 103 J（
/ kg C） 20 C
。
解题技巧
热值的计算
1.正确理解热值的概念，审清热值的单位，从而正确选择燃料完全燃烧释放
热量的公式。
2.认真审题，挖掘题目中的隐含条件，建立等量关系。
3.建立等量关系后，得出待求量的表达式，然后带入数值进行计算，在代
意义及其单位；
02 能计算燃料完全燃烧放出的热量；
03 能说出热机工作时燃料燃烧释放能量的主要流向，知道什么
是热机效率，知道如何提高热机效率 。
知识点 1
1.燃料分类
燃料的热值
化学能转化为内能
气体燃料
天然气
液体燃料
汽油、煤油、柴油、
液化气、酒精
固体燃料
木材、煤炭
探究思考
相同质量的不同燃料，燃烧时放出的
1.热值是燃料本身的一种特性，它只与燃料的种类有关，与燃料的质量、体
积、燃烧情况等均无关。
人教版：《14.2热机的效率》ppt课件
燃烧放出的热量相当于总功。η＝W有用/Q放 4.在问题1中，如果要计算煤气烧水时 的效率，公式是什么样的？讨论后推 导出来。 η＝Q吸/Q放
❖ 试一试
5.热机的效率是热机性能的重要指标， 提高热机效率有何意义，怎么样提高 热机效率？
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.尽量使燃料充分燃烧； 2.设法利用废气带走的热量 。
❖中考链接
1、我国随着航天事业发展需要，正在研制大功率液 氢发动机.这种发动机主要是因为氢具有（ ）
A.较小的密度
B.较大的比热容
C.较高的热值
D.较低的沸点
2、四口之家分别单独使用不同种类的燃料时的平均 月消耗分别为：木柴约200千克，烟煤约80千克，液 化石油气约30千克，煤气约60千克。这四种燃料中的 热值最高的是（ ）
A.燃料的热值与燃料的燃烧情况无关 B. 容易燃烧的燃料，热值一定大 C. 煤的热值大于干木柴的热值，燃
烧煤放出的热量一定比燃烧干木柴 放出的热量多
❖即时练习
2. 一桶煤油用掉了一半，则剩下的煤油 （） A.密度和热值不变，比热容减为原来的一半 B. 比热容和密度不变，热值减为原来的一半 C. 热值和比热容不变，密度减为原来的一半 D. 密度、热值和比热容都不变
❖ 合作探究
烧开同一壶水，使用不同的燃料，消耗的燃 料的质量是不同的；
这说明，相同质量的不同的燃料，完全燃 烧后放出的热量是不同的。
3.在物理学中，我们用热值的概念来 表示这种差异。这种下定义的方法 叫“比值法”。
❖ 预习检测
1.某种燃料完全燃烧所放出的_热__量_与 _质__量_之比，叫做这种燃料的__热_值__。 2.热值的单位由_热__量_与_质_量__的单位 组成，在国际单位制中，热量的单位 是_焦__耳_，质量的单位是_千_克__，所以 热值的单位是_焦__每__千_克__，符号是 __J_/k_g__。 3.酒精的热值是 3.0×107J/kg ，它的物 理意义是：_1__kg酒精__完__全_燃__烧___所 放出来的热量是__3_.0_×__1_0_7 J。
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；
14.2热机的效率
15
3、小明同学在课余通过对鸡蛋的仔细观察发现：夏 天的鸡蛋比冬天更容易变为“散黄”，但鸡蛋“散黄” 后并未变坏。那么你认为以下原因分析正确的是（ ） A．蚊虫叮咬的结果 B．气温较高，蛋黄膨胀开裂 C．拿来拿去振动的结果 D．气温较高，蛋黄与蛋白扩散作用加剧的结果。
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4、小林特别喜欢吃“糖炒栗子”他看到人们在炒栗子 的时候，往锅里加了一些“砂子”来炒，填塞了栗子 间的空隙，过一会儿，炒熟的栗子又香又甜，他知道 这是通过（ ）的方式来改变栗子内能的，同时，燃 烧焦炭是把焦炭的（ ）能转化（ ）能，但是他不 知道放“砂子”的用处，你能猜出用砂子炒栗子的好 处吗？写出一个好处即可：（ ）。
6/28/2018
4、小明家新安装了一台容积为0.5m3的太阳能热水器， 加满水后，经过4h阳光的照射，水温由原来的20℃升 高到了40℃。问： ①在这4h内水吸收了多少热量？ ②若这些热量由效率为20％的火炉燃烧焦炭来提供， 则需要燃烧多少千克焦炭？ [焦炭的热值q＝3.0×107J/kg]
13
14.2:热机的效率
• 一、燃料的热值
• 二、热机的效率
6/28/2018
燃料的热值： 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。 （q） 2、单位：焦/千克 （J/Kg)
3 、 例 如 ： 汽 油 的 热 值 为 q 汽 = 4 . 6 × 1 0 7 J / Kg 。 其物理意义是：每Kg的汽油完全燃烧时放出的热量为 4.6 ×107 J。
燃烧放出的能量之比，叫做热机效率。
2 、 公 式 ：η=
W有
Q总
使燃料充分燃烧
3、提高方法：
减少热量的散失 保养润滑减少摩擦
8
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授课时间：______月________日累计备课数：______ 课题14.2热机的效率授课类型新授
教学目标
知识与技能
1、知道燃烧过程中燃料的化学能转化为内能;
2、知道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释放热的本领不
同，建立热值的概念。
2、能简单计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释放能量的主要流
向，知道什么是热机的效率。
情感态度与价值观
结合有效利用燃料的途径，使学生懂得节约和
充分利用能源的重要意义.
教学重点燃料热值的概念和理解，热机的效率。
教学难点对热机的效率的理解。
教具准备燃料的图片、多媒体课件
教学过程
教学环节一：创设情境引入新课
教师活动学生活动个人备课
学生结合生活讨论思
考，燃料可分为哪三种
发生了怎样的能量转化
1、教学环节二：新课讲授--燃料的分类
教师活动学生活动个人备课
燃料的种类很多，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。
根据你的经验，相同质量的不同燃料，燃烧放出的热量是不是相同？要找出事实来支持你的论点，并进行分析。
学生观察、思考、回答燃料的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，转变为内能。
燃料的种类很多，可分
为固体燃料、液体燃料
和气体燃料。
燃烧相同质量的不同
燃料，放出的热量不
同。
（烧同一壶水时
升高的温度不一样
学生自主学习，思考回
答
教学环节三、实验探究--燃料燃烧放出的热量与什么因素有关？
相同质量的不同燃料燃烧放出的热量是不同的。
请同学认真学习自主学习课本热值的知识，并回答下列问题：
1.什么叫燃料的热值？热值用什么符号表示？
2.热值的单位是什么？
3.木炭热值是3.4×107J/kg，表示的物理意义是什么？
4.煤气的热值是3.9×107J/m3，表示的物理意义是什么？
5.计算燃料完全燃烧放出热量公式是什么？
6.燃料燃烧放热计算：小明某次用火炉烧水时，共消耗了1.5kg的烟煤，试计算这些烟煤完全燃烧放出多少焦的热量（烟煤的热值q=2.7×107J/kg)? 1、某种燃料完全燃烧所放出的热量与其质量之比。
其符号是q
2、J/kg J/m3
3、1千克木炭完全燃烧时放出的热量是
3.4×107J
4、1立方米煤气完全燃烧时放出的热量是3.9×107J
5、q= Q
放
/m
6、Q=1.5kg×2.7×107J/kg
=4.05×107J
学生根据对热值的物理意义的理解推导燃料燃烧放热的计算公式。
热值反映了燃料本身的一种特性,只与燃料的种类有关,与燃料的形态、质量、体积、是否完全燃烧均无关系。
Q = mq
其中m表示质量，单位是kg，q表示热值，单位是J/kg，Q表示燃料燃烧放出的热量，单位是J。
同样的原理，体积为V的某种燃料完全燃烧放出的热量是多少焦？
Q = Vq 学生小组讨论
加深对公式的理解：
1、公式计算的是燃料完全燃烧时放出的热量
2、公式中m必须用Kg 为单位，V必须用m3为单位。
3、热值q与燃料质量和放热的多少没有关系，它是反映燃料优劣的物理属性
教学环节四：热机的效率
教师活动学生活动个人备课
提出问题：用煤气灶烧水时，煤气能完全燃烧吗？煤气燃烧放出的热量能全部被水吸收吗？
分析讨论：煤气燃烧放出的热量：
1、煤气不能完全燃烧，损失了一部分能量
2、煤气灶本身也会吸收一部分能量
3、高温的烟气带走了一部分能量
4、还有一部分直接损失掉了
5、水吸收的热量只占煤气放出热量一部分，在烧水的过程中，被水吸收的热量与燃料完全燃烧放出能量的比值，称为热效率。
热机也有类似的情况：在内燃机中，燃料燃烧产生的能量到哪里去了呢？学生讨论，分析煤气燃烧放出能量的几种去向，然后个别回答。
学生通过分析
理解热效率
1) 热机效率是指热机转变为有用功的能量与燃料完全燃烧所择放的能量的比值,它反映了能量的利用率,热机性能的一个重要标志.
(2) 由于热机在工作过程中,总有能量损失,所以热机的效率总小于1。
热机是将内能转化为机械能的装置，在这
个情景中，真正转变为对外做有用功的能
量只占燃料燃烧时所释放能量的一部分。
：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。
学生通过类比分析理
解热机的效率
学生通过计算加深对
热效率的理解。
教师活动学生活动个人备课提高热机效率的途径：燃料的利用使人类
得到大量内能,但同时造成环境污染,尤其
是热机的使用.因此,保护环境,控制和消
除大气污染是必须重视的问题,请同学们
课下收集如何控制和消除大气污染。
学生讨论有效利用燃
料的方法，探讨提高热
机效率的途径
板书设计
提高热机效率的途径
教学反思：
1.定义：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
2.如何提高热机的效率
14.2热机的效
定义：某种燃料完全燃烧所放出的热量与其质
量之比
单位：J/kg, (J/m3)
公式：Q=mq
热值
热机的效率。