热机 热机效率 经典练习题
2024年物理中考复习—第4讲 热机效率(思维训练)(原卷版)
2024年物理中考复习—热机效率（思维训练）课标解读内燃机是热机的一种,热机是将内能转化为机械能的机器.常见的内燃机有汽油机、柴油机、煤气机等.1.汽油机:以汽油为燃料的内燃机.汽油机的曲轴连续转动,工作过程中活塞在气缸内从一端到另一端(叫一个冲程)做往复运动.大多数汽油机由吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成一个工作循环.在每个循环中,曲轴转2周.在压缩冲程中,机械能转化为汽油和空气混合物的内能.在做功冲程中,燃气的内能转化为机械能.2.柴油机:以柴油为燃料的内燃机.工作循环与汽油机相似，但有区别；①结构上:汽油机顶端有火花塞,柴油机则是喷油嘴;②点火方式:汽油机是点燃式,柴油机是压燃式;③吸气冲程:汽油机吸入汽油与空气的混合物,柴油机只吸入空气;④汽油机体积较小、较轻,柴油机较大、较笨重.思维方法应用逆向思维法求内燃机的功率,设法求出时间t和功 W,由于所谓逆向思维法就是从问题入手逐步向前推导.如要求功率P,P=WtW=F·s,设法求出F和s.F=p·S(面积),设法求出p、S(面积)等直到最后全部为已知量为止.但在解题时从已知量入手,从前往后进行，请看例题.例:某台单缸四冲程内燃机的活塞面积是120cm2,一个冲程中活塞的行程为0.3m,做功冲程中燃气对活塞的平均压强是1.5x106Pa,机器飞轮的转速为300转/分,这台内燃机的功率是多少千瓦?号求燃气对活塞的平均压力，F=pS=1.5x106Pax120x10-4m=1.8x104N.①根据 p=Fs②每一做功冲程中,燃气对活塞所做的功W1=FL=1.8x104Nx0.3m=5.4x103J.③每分钟做功次数n=转速÷2-300/2=150次/min.④内燃机每分钟做的功W总=nW1=150 x5.4x103J=8.1x105J.⑤内燃机的功率P=W=8.1x105J/60s=13.5kW.t逆向思维法是物理分析中一种较为重要的思维方法,从问题人手逆向思维,望同学们多加领会，多加应用.例1.为实现国家关于“碳达峰”“碳中和”目标，东风汽车集团研发了一款新型汽车．与某款汽车同样油耗和使用条件下，发动机工作时，尾气中“汽油味”明显降低，动力更强劲．如图为其发动机某一冲程示意图，下列有关说法错误的是( )A. 尾气中“汽油味”降低，是因为汽油在汽缸中燃烧比较完全B. 该冲程为做功冲程，内能转化为机械能C. 汽油在汽缸内完全燃烧，发动机效率可达100%D. 该发动机减少了碳排放，有利于节约能源和环境保护 分析:此题分析思路是从所求入手,逆推分步求解(如图所示).①根据 p=F s 号求燃气对活塞的平均压力，F=pS=1.5x106Pax120x10-4m=1.8x104N.②每一做功冲程中,燃气对活塞所做的功W 1=FL=1.8x104Nx0.3m=5.4x103J.③每分钟做功次数n=转速÷2-300/2=150次/min.④内燃机每分钟做的功W 总=nW 1=150 x5.4x103J=8.1x105J.⑤内燃机的功率P=W t =8.1x105J/60s=13.5kW. 逆向思维法是物理分析中一种较为重要的思维方法,从问题人手逆向思维,望同学们多加领会，多加应用.问题解决(1)汽油在燃烧的过程中，燃烧的越充分，尾气中的“汽油味”越低；(2)根据气门的闭合情况、活塞的运动情况分析是哪个冲程及能量的转化；(3)任何机器都不可避免的做额外功，效率不可能达到100%；(4)根据发动机工作的特点分析。
热机效率(含解析及答案)
热机效率一、计算题：1．小兵同学想知道一辆小汽车的实际效率是多少，他从驾驶员师傅处了解到，该汽车100km耗油约7kg，从书上查得汽油的热值q=4.6×107J/kg，他又测出在平直公路上，人用644N的水平拉力可使汽车匀速前进．（空气阻力不计）求：（1）该小汽车行驶100km，消耗的总能量是多少？（2）该小汽车匀速行驶100km，做的有用功是多少？（3）该小汽车的效率是多少？（4）若汽油充分燃烧，汽油燃烧放出的总能量转化成了哪几种形式的能？【答案】（1）Q=mq=7kg×4.6×107J/kg=3.22×108J；答：小汽车行驶100km，消耗的总能量是3.22×108J；（2）W=Fs=644N×100×103m=6.44×107J；答：该小汽车匀速行驶100km，做的有用功是6.44×107J；（3）η===20%；该小汽车的效率是20%；（4）汽油燃烧的总能量转化为：①驱车前进的有用能量，②克服机械摩擦的额外功的能量，③机器吸收和蒸发到空气中的热量2．某单缸四冲程汽油机的气缸活塞面积为30cm2，一个冲程活塞在气缸中移动的距离是50mm，满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为9.0×lO5Pa，飞轮lmin转动1800周，当汽油机满负荷工作时（不计摩擦），若1min消耗汽油0.01L．汽油的密度ρ=0.8×103kg/m3；汽油的热值为4.6×l07J/kg．求：（1）做功冲程中燃气对活塞的平均压力；（2）一个做功冲程中燃气对活塞做的功；（3）汽油机的功率．（4）该汽油机的效率．【答案】（1）燃气对活塞的平均压力：F=PS=9.0×lO5Pa×30×10﹣4m2=2700N；（2）一个做功冲程中燃气对活塞做的功：W=FS=2700N×0.05m=135J；（3）曲轴每转两圈对外做功一次，所以lmin转动1800周，要做功900次，所以P=（4）该汽油机1min消耗汽油质量：m=ρv=0.8×103kg/m3×0.01×10﹣3m3=0.008kg，效率：η=．答：（1）做功冲程中燃气对活塞的平均压力为2700N；（2）一个做功冲程中燃气对活塞做的功135J；（3）汽油机的功率为2025W；（4）汽油机的效率为33%．故答案为：①2700N；②135J；③2025W；④33%．3．近年来，“低碳经济”成为社会的一个焦点之一，“低碳”其实就意味着节能。
初三热机的效率练习题
初三热机的效率练习题在物理学中，热机是指将热能转化为机械能的设备。
初三学生在学习热机时，需要掌握热机的效率计算方法和解题技巧。
本文将给出一些热机的效率练习题，帮助你加深对热机效率的理解。
练习题一：汽车发动机某汽车发动机每秒燃烧的燃料的热值为50000焦耳，其中有80%的热能通过高温排出以产生功率，其余热能通过冷却系统散发到环境中。
求该汽车发动机的效率。
解析：燃料的热值为50000焦耳，其中有80%的热能转化为机械能，因此有效功率为50000 * 80% = 40000焦耳。
汽车发动机的效率为有效功率除以燃料的热值，即效率 = 40000 / 50000 = 0.8 = 80%。
练习题二：汽轮机某台汽轮机从高温蒸汽中获得的能量为30000焦耳，其中有90%的能量转化为机械能。
求该汽轮机的效率。
解析：汽轮机从高温蒸汽中获得的能量为30000焦耳，其中有90%的能量转化为机械能，因此有效功率为30000 * 90% = 27000焦耳。
汽轮机的效率为有效功率除以从高温蒸汽中获得的能量，即效率 = 27000 / 30000 = 0.9 = 90%。
练习题三：蒸汽发电厂某座蒸汽发电厂每小时消耗的煤炭的热值为1800万焦耳，通过发电机产生了800万焦耳的电能输入电网供应。
求该蒸汽发电厂的效率。
解析：该蒸汽发电厂每小时消耗的煤炭的热值为1800万焦耳，通过发电机产生的电能为800万焦耳，因此有效功率为800万焦耳。
蒸汽发电厂的效率为有效功率除以煤炭的热值，即效率 = 800万焦耳 / 1800万焦耳≈ 0.444 = 44.4%。
练习题四：蓄电池某种类型的蓄电池每次充放电的总能量为2000焦耳，其中有75%的能量从电池中释放出来供给电器使用，其余能量损失在转化过程中。
求该蓄电池的效率。
解析：每次充放电的总能量为2000焦耳，其中有75%的能量供给电器使用，因此有效功率为2000 * 75% = 1500焦耳。
热机效率专题练习（含答案解析）
热机效率专题练习（含答案解析）热机效率专题练习一、计算题1.某家庭用的燃气热水器，将20kg的水从20℃加热到70℃，完全燃烧了0.2kg的燃气。
已知水的比热容为4.2×103J/(kg?℃)，燃气的热值为5×107J/kg.求：(1)燃气完全燃烧放出的热量Q1；(2)水吸收的热量Q2；(3)该热水器烧水的效率η。
2.某团队在海拔3000多米的高山上野营时，使用铁锅烧水，他们发现把体积为2L的水从10℃加热到85℃时，共消耗了0.5kg的干木柴。
(c水=4.2×103J/(kg?℃),q=1.2×107J/kg,p水=1.0×103kg/m3)求：(1)干木柴完全燃烧放出的热量。
(2)水吸收的热量。
(3)铁锅烧水的效率。
3.用某燃气锅炉烧水时，把质量为500kg，初温为20℃的水加热到100℃，共燃烧了12m3天然气，已知水的比热容c=4.2×103J/(kg·℃)，天然气的热值q=4.2×107J/m3，求：水(1)水吸收的热量；(2)燃气锅炉烧水时的效率；4.如图是一款无人驾驶汽车.汽车自动驾驶时使用雷达传感器，以及激光测距器来了解周围的交通情况.如果该车以72km/?的速度在一段平直的公路上匀速行驶8km，消耗92号汽油1.5L.假设汽油完全燃烧，汽油机的效率为30%.在此路段运动过程中，(汽油密度为0.8×103kg/m3，汽油热值为4.5×107J/kg)，求：(1)汽油是______ (选填“可再生能源”或者“不可再生能源”)；(2)完全燃烧1.5L汽油释放的能量；(3)该汽车在此路段运行时间是多少？(4)该汽车发动机做的有用功是多少？5.某品牌家用小汽车行驶100km消耗汽油5kg(相当于7升汽油)，已知汽油的热值为4.6×107J/kg，汽油价格为6元/升.求：(1)完全燃烧5kg汽油放出的热量；(2)汽车行驶100km耗油的费用．6.2014成都“西博会”展示的某型号的房车测试时，在一段平直公路上匀速行驶了36km，用时半小时，车的总质量为3×103kg，受到的阻力为车重的0.1倍，其中g=10N/kg.求：(1)该房车的行驶速度；(2)该房车牵引力所做的功；(3)已知这一过程消耗燃油1.5×10?2m3，则热机在这一过程中消耗的总能量(假设燃油完全燃烧，燃油密度为0.8×103kg/m3，燃油热值q为4.5×107J/kg)；(4)该房车发动机的热机效率。
热机效率练习题
热机效率一、填空题1．在热机里，用来______那部分能量和_________的能量之比，叫做热机的效率．2．在热机的各种损失中，_____带走的能量最多．设法利用这些能量，是提高燃料利用率的重要措施二、选择题1．甲内燃机比乙内燃机的效率高，表示（）．A．甲的功率比较大B．甲燃烧需要的燃料较少C．工作时间相同，甲耗油较少D．甲把燃料燃烧时释放的内能转化为机械能的比例较大2．柴油机效率比汽油机效率高，是因为（）．A．柴油的燃烧值较大B．柴油机点火方式为压燃式C．柴油机内压缩空气的压强和温度比较高D．柴油机的构造所决定3．为了提高热机效率，应尽可能做到（）．A．采用优质燃料B．降低热机功率C．减少热机的各种热损失，保持良好的润滑D．避免使用热机4．大型火力发电厂里使用的热机是（）．A．汽油机B．柴油机C．喷气发动机D．蒸汽轮机或燃气轮机5．关于热机的效率，下列说法正确的是（）．A．蒸汽机效率比内燃机高B．热机的功率越大，它的效率一定越高C．热机的效率是热机性能的重要指标D．热机使用的燃料热值越大，热机效率就越高．三、计算题1.一台内燃机运行时各种能量损耗大致为;燃料不完全燃烧损失5﹪,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﹪,则它的机械效率是多少？2、一台效率为40﹪的柴油机,当输出66000J的有用功时，消耗的柴油为___kg。
柴油的热值×107J/kg3、某柴油机燃烧柴油时，对外做的有用功为，该柴油机的效率为_____.4、邻居小许家用煤气把3kg的水从20 ℃加热到100 ℃消耗煤气约求煤气的热效率?5、有一台汽油机在一个工作循环中消耗了10g汽油这些汽油完全燃烧产生的热量是多少?若这台汽油机的效率为25﹪，则一个工作循环中的有用机械能为多少?。
热机与热机效率练习题含答案
热机与热机效率练习题（附答案）1、热机：定义：热机是利用内能来做功，把内能转化为机械能的机器。
热机的种类：蒸汽机、内燃机（汽油机和柴油机）、汽轮机、喷气发动机等2、内燃机：内燃机活塞在汽缸内往复运动时，从气缸的一端运动到另一端的过程，叫做一个冲程。
四冲程内燃机包括四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。
在单缸四冲程内燃机中，吸气、压缩、做功、排气四个冲程为一个工作循环，每个工作循环曲轴转2周，活塞上下往复2次，做功1次。
在这四个冲程中只有做功冲程是燃气对活塞做功，而其它三个冲程（吸气冲程、压缩冲程和排气冲程）是依靠飞轮的惯性来完成的。
压缩冲程将机械能转化为内能。
做功冲程是由内能转化为机械能。
①油机工作过程：看书本本图②柴油机工作过程：书本图3、汽油机和柴油机的比较：①汽油机的气缸顶部是火花塞；柴油机的气缸顶部是喷油嘴。
②汽油机吸气冲程吸入气缸的是汽油和空气组成的燃料混合物；柴油机吸气冲程吸入气缸的是空气。
③汽油机做功冲程的点火方式是点燃式；柴油机做功冲程的点火方式是压燃式。
④柴油机比汽油及效率高，比较经济，但笨重。
⑤汽油机和柴油机在运转之前都要靠外力辅助启动。
4、热值燃料燃烧，使燃料的化学能转化为内能。
定义：1kg某种燃料完全燃烧放出的热量，叫做这种燃料的热值。
用符号q表示。
单位：固体燃料的热值的单位是焦耳每千克（J/kg）、气体燃料的热值的单位是焦耳每立方米（J/m3）。
热值是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、是否完全燃烧等无关。
公式：、①Q＝qm m=Q/q q=Q/mQ——放出的热量——焦耳（J）；q——热值——焦耳每千克（J/kg）；m——燃料质量——千克（kg）。
②Q＝qV V=Q/q q=Q/VQ——放出的热量——焦耳（J）；q——热值——焦耳每立方米（J/m3）；V——燃料体积——立方米（m3）。
酒精的热值是3.0×107J/kg，它表示物理意义：1kg酒精完全燃烧放出的热量是3.0×107J。
九年级物理14.2 热机的效率(练习含答案)
九年级物理14.2 热机的效率（练习含答案）一、选择题1．关于燃料的热值，下列说法中正确的是（）。
A．燃烧1千克某种燃料放出的热量叫这种燃料的热值B．燃料燃烧时，质量越大，热值越大C．燃料不完全燃烧时的热值比完全燃烧时的热值小D．燃料的热值与燃料的种类有关系，与燃料的质量和燃烧状况无关2．由于国家原油价格和煤价格上涨，少数不法商人把一种黑色石头掺在优质煤中高价出售，客户为了不上当受骗，辨别煤中是否掺杂的最恰当的方法是检测煤的（）。
A．质量 B．温度C．热值 D．比热容3．某热机的效率是40%，表示它每做100 J的有用功（）。
A．需要2.5 s的时间B．消耗的燃料完全燃烧放出的能量是400 JC．消耗的燃料完全燃烧放出的能量是250 JD．将消耗60 J的无用功4．下列关于热机和环境保护的说法中正确的是（）。
A．热机的大量使用会造成环境污染B．所有热机都是用汽油作为燃料的C．汽车排出的尾气都是有毒气体D．热机所产生的噪声，可以被热机上的消声器完全消除5．从图14-6所示漫画中我们看到由于热机的大量使用，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14-6A．热机的效率是描述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．热机是通过燃料的燃烧获取化学能，并将其转化为机械能的装置二、填空题6．单缸四冲程汽油机，做功冲程中将________能转化为________能，以汽油为燃料的某品牌小汽车行驶100 km发动机牵引力所做的功为1.15×108 J，消耗汽油10 kg，小汽车发动机的效率为________。
（汽油的热值q汽油＝4.6×107 J/kg）7．图14-7所示是为了比较酒精和碎纸片燃烧时放出热量多少的实验装置。
在两相同规格的烧杯中装有质量相等的水，取________相等的酒精和碎纸片分别放入两个燃烧皿中，点燃后对烧杯里的水加热，直到酒精和碎纸片完全燃烧，通过比较____________________，从而确定酒精和碎纸片的热值大小关系。
热机效率专题练习(含答案解析)
热机效率专题练习一、计算题1.某家庭用的燃气热水器，将20kg的水从20℃加热到70℃，完全燃烧了0.2kg的燃气。
已知水的比热容为4.2×103J/(kg⋅℃)，燃气的热值为5×107J/kg.求：(1)燃气完全燃烧放出的热量Q1；(2)水吸收的热量Q2；(3)该热水器烧水的效率η。
2.某团队在海拔3000多米的高山上野营时，使用铁锅烧水，他们发现把体积为2L的水从10℃加热到85℃时，共消耗了0.5kg的干木柴。
(c水=4.2×103J/(kg⋅℃),q=1.2×107J/kg,p水=1.0×103kg/m3)求：(1)干木柴完全燃烧放出的热量。
(2)水吸收的热量。
(3)铁锅烧水的效率。
3.用某燃气锅炉烧水时，把质量为500kg，初温为20℃的水加热到100℃，共燃烧了12m3天然气，已知水的比热容c水=4.2×103J/(kg·℃)，天然气的热值q=4.2×107J/m3，求：(1)水吸收的热量；(2)燃气锅炉烧水时的效率；4.如图是一款无人驾驶汽车.汽车自动驾驶时使用雷达传感器，以及激光测距器来了解周围的交通情况.如果该车以72km/ℎ的速度在一段平直的公路上匀速行驶8km，消耗92号汽油1.5L.假设汽油完全燃烧，汽油机的效率为30%.在此路段运动过程中，(汽油密度为0.8×103kg/m3，汽油热值为4.5×107J/kg)，求：(1)汽油是______ (选填“可再生能源”或者“不可再生能源”)；(2)完全燃烧1.5L汽油释放的能量；(3)该汽车在此路段运行时间是多少？(4)该汽车发动机做的有用功是多少？5.某品牌家用小汽车行驶100km消耗汽油5kg(相当于7升汽油)，已知汽油的热值为4.6×107J/kg，汽油价格为6元/升.求：(1)完全燃烧5kg汽油放出的热量；(2)汽车行驶100km耗油的费用．6.2014成都“西博会”展示的某型号的房车测试时，在一段平直公路上匀速行驶了36km，用时半小时，车的总质量为3×103kg，受到的阻力为车重的0.1倍，其中g=10N/kg.求：(1)该房车的行驶速度；(2)该房车牵引力所做的功；(3)已知这一过程消耗燃油1.5×10−2m3，则热机在这一过程中消耗的总能量(假设燃油完全燃烧，燃油密度为0.8×103kg/m3，燃油热值q为4.5×107J/kg)；(4)该房车发动机的热机效率。
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热机
2、一台汽油机的转速为2400r/min ，则这台汽油机每秒完成＿＿＿＿＿个冲程，向外做功＿＿＿＿次。
如果汽缸活塞每次做功20J ，则这台汽油机工作时的功率是＿＿＿＿＿W 。
3、关于热机，下列说法错误的是（ ） A 、热机性能好坏的重要标志之一是热机效率
B 、在四冲程内燃机中减少废气带走的大量热量可以大大提高热机效率
C 、柴油机的效率比汽油机的高，这是因为柴油的热值比汽油的大
D 、在压缩冲程中内燃机将机械能转化为内能
4、汽油机是由四个冲程不断循环而工作的，图中表示内能转化为机械能的冲程是（ ）
5、下列关于汽油机和柴油机的说法中错误的是（
） A 、汽油机使用的燃料是汽油 B 、柴油机的汽缸顶部有火花塞 C 、汽油机的效率比柴油机低 D 、柴油机比同功率的汽油机要笨重
6、在进行如图所示的实验或有关装置工作时，能量转化由机械能转化为内能的是（ ）
7、下图中的四个冲程不是按照热机正常工作的顺序排列的，你认为让汽车获得动力的冲程是（ ）
A 、
B 、
C 、
D 、
8、如图是四冲程内燃机工作循环中的一个冲程，它是（ ）
A 、压缩冲程，将内能转化为机械能
B 、压缩冲程，将机械能转化为内能
C 、做功冲程，将内能转化为机械能
D 、做功冲程，将机械能转化为内能
9、汽油机由四个冲程不断循环来保证连续工作．其中将内能转化为机械能的是（ ）
A 、吸气冲程
B 、压缩冲程
C 、做功冲程
D 、排气冲程
10、在四冲程汽油机的一个工作循环中，机械能转化为内能的是（ ）
A 、吸气冲程
B 、压缩冲程
C 、做功冲程
D 、
排气冲程
11、内燃机的一个工作循环包括四个冲程，即吸气冲程、
冲程、做功冲程、排气冲程．其中将内能转化为机械能的是 冲程．
12、一台单缸四冲程柴油机，飞轮转速为3600转/分，该柴油机活塞1s 对外做功 次
热机效率
例：某家庭需要将50kg、200C的水加热到600C，他们利用煤气灶烧水，需要燃烧0.8kg的煤气，已知煤气的热值q=4.2×107J/kg，水的比热容为c=4.2×107J/(kg·℃)
1、氢能源具有来源广、热值高、无污染等优点．氢气的热
值为14.3×107J／kg，完全燃烧0.5 kg的氢气可放出＿＿＿＿＿J的热量；若一罐氢气用去了一半，则剩余氢气的热值＿＿＿＿＿(大于／等于／小于)14.3×107J／kg。
2、某台以汽油机为动力的起重机，能在5min内将12t货物
举高8m，共耗汽油70g，这台汽油机的效率为多少？（汽油的热值4.6×107J/kg）
3、一台拖拉机的输出功率为66kW，每小时消耗14kg的柴
油，柴油的热值为4.6×107J/kg，则这台拖拉机的效率是多少？
4、某汽车的输出功率是60kW，正常形驶的速度为54km/h，
汽车的效率是25％，该汽车要是行驶108km，要消耗多少kg的汽油？（汽油的热值4.5×107J/kg）5、某辆小汽车油箱内装满35kg汽油，司机小王驾车到某城
市执行任务，路程为300km。
在高速公路上匀速行驶时，车受到的阻力是920N。
（汽油完全燃烧产生的内能有30％转化为机械能；汽油的热值为4.6×107J/kg）求：
（1）汽车到达目的地牵引力所做的功。
（2）通过计算说明汽车在行驶途中是否需要加油。
6、一铝壶的质量为0.5kg，内装有2kg初温为20℃的水，如
果要把水烧开，至少需要灶具提供多少热量？【在一标准大气压下，铝的比热容是0.88×103J/（kg·℃）】
7、完全燃烧了0.5kg的某种燃料，这些热量全部被水吸收，
使200kg的水温度由30℃升高到40℃，则这种燃料的热值是多少？。