人教版九年级物理全一册第14章第2节热机的效率知识点及练习
第2节热机的效率
知识点梳理
1.热值：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,符号：
q 。
2.单位：焦每千克，符号为J/kg 。
3.热值的计算公式：Q=qV 或Q=qm 。
4.热机的效率：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。
5.热机的效率的计算公式：η= W
Q
有
。
6.提高效率的方法：Ⅰ.尽量减少因克服摩擦力而额外消耗的能量，Ⅱ.尽量使燃料充分燃烧，Ⅲ.尽量减少各种热损失。
针对训练
知识点1 热值的理解和计算
1.关于燃料的热值,以下说法正确的是（D）
A.燃料的热值与燃料的燃烧情况有关
B.容易燃烧的燃料，热值一定大
C.煤的热值比干木柴的热值大，燃烧煤放出的热量一定比燃烧干木柴放出的热量多
D.1g汽油和2kg汽油，它们的热值是一样的
2.2019年6月5日,我国首次用固体燃料运载火箭把“文昌物联一号”卫星成功送上太空。火箭发射时要选用热值大(选填“大”或“小”)的固体燃料；燃料的质量减少时,其热值不变(选填“变小”或“不变”)。
3.木炭的热值是3.4×107J/kg，一箱质量为10kg的木炭烧掉一半后，剩下的木炭的热值是3.4×107J/kg，这半箱木炭燃烧时最多能放出 1.7×108J的热量。
知识点2 热效率的计算
4.用煤气灶把质量为2kg，初温为30℃的水烧到80℃，消耗了20g煤气，已知水的比热容是4.2×103J/（kg·℃），煤气的热值为4.2×107J/kg，则水吸收的热量为 4.2×105J，煤气
完全燃烧放出的热量为8.4×105J，煤气灶烧水的效率为50% 。
5.一辆氢气动力试验汽车10min内在平直路面上匀速行驶了1.2×104m，消耗了0.15kg的氢气。此过程中汽车发动机产生的牵引力为1.0×103N。求：（氢气的热值取1.4×108J/kg）
（1）氢气燃烧放出的热量；
（2）汽车的牵引力做的功；
（3）汽车发动机的效率。
解：（1）氢气燃烧放出的热量：
Q放=mq=0.15kg×1.4×108J/kg=2.1×107J
（2）牵引力所做的功：
W=F牵s=1.0×103N×1.2×104m=1.2×107J
（3）汽车发动机的效率：
η=
7
7
1.210J
100%
2.110J
W
Q
?
=?
?
放
≈57.14%
课时作业
1.关于热机的效率,以下说法中正确的是（D）
A.热机做的有用功越多，效率就一定越高
B.热机的功率大，效率就一定高
C.热机在单位时间里耗费的燃料越少，热机的效率就一定越高
D.热机对燃料的利用率越高，热机效率一定越高
2.关于燃料的热值，下列说法正确的是（D）
A.燃料燃烧越充分热值越大
B.2kg的煤完全燃烧比1kg的煤完全燃烧热值大
C.1kg煤燃烧放出3×106J的热量，则煤的热值为3×106J/kg
D.热值是燃料的一种属性，与燃料的质量无关，不同燃料的热值一般不同
3.如图是某内燃机工作时的能量流向图，该内燃机的热机效率是（B）
A.25%
B.35%
C.40%
D.75%
4.为了提高热机的效率，你认为下列方法目前不可能实现的是（ C ）
A.尽量减少因克服摩擦力而额外消耗的能量
B.尽量使燃料充分燃烧
C.想办法把燃料燃烧放出的热量全部用来做有用功
D.尽量减少各种热损失
5.酒精的热值是3.0×107J/kg，完全燃烧500g酒精，放出的热量是 1.5×107J ；若把一瓶酒精倒去一半，剩下酒精的热值为 3.0×107J/kg 。
6.用煤气灶将质量为4kg的水从25℃加热到50℃,水吸收的热量为 4.2×105J。若水吸收的热量等于煤气燃烧所放出的热量,则需要完全燃烧0.01 kg的煤气。[c水=4.2×103J/(kg·℃),q煤气=4.2×107J/kg]
7.菜油最适宜的烹饪温度在150℃至180℃之间。用天然气将质量为0.02kg的菜油从室温20℃加热到170℃，天然气燃烧释放出的热量有60%被菜油吸收。则菜油吸收了6×103J的热量，燃烧了 2.5×10-4m3的天然气。［c菜油=2.0×103J/（kg·℃），天然气的热值为4×107J/m3］
8.在火电站内，燃料的化学能经锅炉、蒸汽轮机和发电机最终转化为电能。蒸汽轮机的作用是将内能转化为机械能。若锅炉、蒸汽轮机和发电机的效率分别为50%、70%和80%，则火电站的效率为28% 。
9.如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同。燃料的质量都是10g，烧杯内液体的质量、初温也相同。
（1）现要比较不同燃料的热值是否相同，应选择 甲、乙 两图进行实验。
（2）实验中，除了题目中所给的条件外，你认为实验时还应注意： 燃料尽量充分燃烧 。
（3）通过观察 温度计示数的高低 ，可以比较出热值的大小。
10.小芳用天然气热水器将质量为100kg 、温度为20℃的自来水加热到50℃，消耗的天然气体积为1m 3（假设天然气完全燃烧）。已知水的比热容为4.2×103J /（kg ·℃），天然气的热值为3.2×107J/m 3，求：
（1）天然气完全燃烧放出的热量；
（2）水吸收的热量；
（3）该热水器的工作效率。
解：（1）天然气完全燃烧放出的热量为：
Q 放=Vq =1m 3×3.2×107J/m 3=3.2×107J
（2）水吸收的热量为：
Q 吸=cm （t -t 0）
=4.2×103J/（kg ·℃）×100kg ×（50℃-20℃）
=1.26×107J
（3）该热水器的工作效率为：
771.2610J 100%39.4%3.210J
Q Q η?==?≈?吸放