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2019-2020年九年級部分重點(diǎn)知識《講練結(jié)合》第二章 第三節(jié) 《熱機(jī)的效率》 1．某種燃料完全燃燒放出的____與其____之比, 叫做這種燃料的熱值。固體燃料的熱值的單位是 ___ 氣體燃料的熱值的單位是____． 2．易錯(cuò)提醒：熱值是表示燃料在完全燃燒時(shí)把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能本領(lǐng)大小的物理量。是燃料本身的一種特性，只與燃料的種類有關(guān)。與燃料的質(zhì)量、體積，是否完全燃燒等沒有關(guān)系，在數(shù)值上等于1 kg的某種燃料完全燃燒放出的熱量。 3．二級結(jié)論：(1)計(jì)算固體、液體燃料完全燃燒放出熱量的公式為____； （2)計(jì)算氣體燃料完全燃燒放出熱量的公式為 。 典例解讀 考查角度1：熱值概念的建立 【例1-1】2kg某種燃料完全燃燒，放出熱量6.0107J。則選種燃料的熱值是( ) A.1.2l0 J/kg B.1.2l07 J/kg C.3.0l08 J/k8 D.3.0108 J/kg 考查角度2:理解熱值的概念（易錯(cuò)點(diǎn)） 【例1-2】把一瓶酒精用去一半，則對剩下的酒精說法錯(cuò)誤的是( ) A．質(zhì)量變?yōu)樵瓉淼囊话隑．體積減小為原來的一半 C．熱值變?yōu)樵瓉淼囊话? D．熱值不變 考查角度3：有關(guān)熱值的簡單計(jì)算 【例l-3】汽油機(jī)某段時(shí)聞內(nèi)消耗汽油100g。這些汽油完全燃燒能被出熱量 J。(汽油熱值為4.6107 J/kg) 舉一反三 1-1．下列事例中，最能說明燃料燃燒所放出的熱量跟燃料的種類有關(guān)的是( ) A．2克酒精完全燃燒比2克木柴完全燃燒放出的熱量多 B．2克酒精完全燃燒比1克汽油完全燃燒放出的熱量多 C．2克酒精完全燃燒比1克酒精完全燃燒放出的熱量多 D．3克涮精完全燃燒比2克煙煤不完全燃燒放出的熱量多 1-2．關(guān)于燃料的熱值，下列說法中正確的是( ) A．燃料的熱值越大，燃燒時(shí)達(dá)到的溫度就越高 B．燃料的熱值越夫，燃燒時(shí)放出的熱量就越多 C．燃料燃燒越充分，則燃料的熱值就越大 D．燃料的熱值與燃料的質(zhì)量以及燃燒情況無關(guān) 1-3．（南寧節(jié)選）天然氣是一種清潔燃料，南寧市有的出租車開始使用天然氣代替柴油或汽油。已知天然氣的熱值是7107J／m3。當(dāng)出租車消耗0.2 m3天然氣時(shí)，所釋放的熱量是____J。（假定天然氣完全燃燒） 知識點(diǎn)2 熱機(jī)的效率（重難點(diǎn)） 考查角度1：對熱機(jī)效率的理解（拓展點(diǎn)） 【例2-1-1】如果甲熱機(jī)的效率比乙熱機(jī)的效率高，則可以說( ) A．甲熱機(jī)的功率比乙熱機(jī)大 B．在單位時(shí)間內(nèi)甲消耗的燃料比乙熱機(jī)少 C．甲熱機(jī)的轉(zhuǎn)速比乙熱機(jī)大 D．甲熱機(jī)將然料完全燃燒產(chǎn)生的內(nèi)能變成機(jī)械能的百分比比乙熱機(jī)大 2-1-1．效率是熱機(jī)性能的一個(gè)重要指標(biāo)，下面關(guān)于熱機(jī)效率的敘述中不正確的是( ) A．在設(shè)計(jì)和制造上，要不斷改進(jìn)和革新，以減少各種能量損失，就有可能使熱機(jī)的效率選到100% B．兩輛型號相同的小汽車，以相同的速度行駛相同的路程，耗油量少的那輛車效率高 C．熱機(jī)要正確使用、注意保養(yǎng)，可提高效率 D．在熱機(jī)的各種能量損失中，廢氣帶走的能量最多，設(shè)法利用廢氣的能量是提高燃料利用率的重要揩施 【例2-1-2】如圖l4-2-1所示為內(nèi)燃機(jī)的能量流向圖，熱機(jī)效率等于( ) 2-1-2．某內(nèi)燃機(jī)工作過程中，如圖14-2-2所示為內(nèi)燃機(jī)能流圖，它的能量損失所占的百分比是：廢氣內(nèi)能35%，散熱損失30%，機(jī)械損失10%．則該內(nèi)燃機(jī)的熱機(jī)效率是____ 考查角度2:燃料利用率的計(jì)算 【例2-2】（江蘇蘇州）某家庭需要將50 kg、20℃的水加熱到60℃作為生活用熱水，他們利用煤氣灶燒水，需燃燒0.8 kg煤氣。已知煤氣的熱值q=4.2107 J/kg．水的比熱容c=4.2l0 J/(kg．℃)。求: (1)50 kg、20℃的水加熱到60℃需吸收的熱量． (2)完全燃燒0.8 kg煤氣放出的熱量。 (3)煤氣灶燒水的效率。 2- 2．有一種火鍋是用“固體酒精”作為燃料的，已知這種燃料的熱值是109 J/kg．完全燃燒0.2 kg“固體酒精”放出的熱量可以使___ _kg的水的溫度升高80℃．[已知水的比熱容為4.2lO3J/(kg．℃)] 考查角度3:提高熱機(jī)的效率 【例2-3】為了節(jié)約能源，需提高熱機(jī)的效率，下列措施中不能提高熱機(jī)效率的是( ） A．盡量使燃料充分燃燒 B．盡量增加熱機(jī)的工作時(shí)間 C．盡量減少廢氣帶走的熱量 D．盡量減少熱機(jī)部件間的摩擦 2-3．熱機(jī)的效率較低，為了提高熱機(jī)的效率，你認(rèn)為下列方法目前不可能的是( ) A．盡量使燃料充分燃燒 B．盡量減少各種熱損失 C．盡量減少因克服摩攘而額外消耗的能量 D．想辦法把燃料放出的熱量全部用來做有用功 考查角度4:熱機(jī)效率的計(jì)算 【例2-4】在一次某新型號的汽車測試中。讓汽車在一段平直的公路上勻速行駛4.8 km．受到的阻力是3.0105 N，消耗汽油l.2Kg（假設(shè)汽油完全燃燒）。汽油的熱值為q=4107 J／kg。求:(1)在測試過程中，汽車牽引力所做的功w。(2)該型號汽車的熱機(jī)效率。 2- 4．用用汽油為燃料的小汽車，以72 km/h的速度在水甲路面上勻速行駛時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際功率為20 kW。若小汽車行駛的距離為100 km。汽油的熱值q=4.6107J/kg。小汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的效率為25％。求小汽車在這段路程中： (1)行駛的時(shí)間。 (2)這段時(shí)間內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)所做的功。 (3)消耗汽汕的質(zhì)量。 綜合應(yīng)用探究培優(yōu)拔尖 典例解讀 拔尖角度1：熱學(xué)的綜合計(jì)算（拓展點(diǎn)） 【例1】（江蘇常州）液化石油氣的熱值高達(dá)4.6l07 J/kg．一些不法商販為牟取暴利，常將液化石油氣與價(jià)格低廉、熱值但為2.9107 J/kg的二甲醚混合裝入鋼瓶內(nèi)銷售蛤客戶。常州市質(zhì)監(jiān)局對某液化石油氣站銷售的瓶裝燃?xì)膺M(jìn)行檢測。將質(zhì)量為100 kg、初始溫度為 31℃的水裝入容器內(nèi)，用高效爐灶燃燒瓶內(nèi)燃?xì)饧訜崛萜髦械乃敝?00℃恰好沸騰，瓶內(nèi)燃?xì)庀牧?. 84 kg。(1)通過高效爐灶，水能吸收燃?xì)馔陜?nèi)燃?xì)獾臒嶂凳嵌嗌伲? (2)該液化石油氣站銷售的瓶裝液化石油氣有無摻混二甲醚？ 舉一反三 1．（四川瀘州）2012年4月28日，中石油與俄羅斯天然氣公司簽訂合同，俄羅新將通過東線和西線向中國供氣680億立方米。天然氣燃燒時(shí)，將____能轉(zhuǎn)化為內(nèi) 能。如果完全燃燒lm3的天然氣所放出的熱量全部被水吸收，可在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下將 _ kg的水從10℃加熱到沸騰，這些熱量相當(dāng)于完全燃燒____kg煤放出的熱最。水的比熱容 c=4,2l03J／（kg．℃);取熱值q天然氣=3.78107J／m3，q煤=3.15107 J/kg 拔尖角度2：力學(xué)和熱學(xué)的綜合計(jì)算（拓展點(diǎn)） 【例2】（黑龍江大慶）如圖14-2-3所示的汽車總質(zhì)量是1150 kg，以72km/h的速度勻速行駛10km，若汽車所愛阻力為汽車重力的0.1倍，每個(gè)輪胎與路面的接觸面積為0.05m2．(g取10 N/kg)求． (1)汽車對路面的壓強(qiáng)為多少? (2)汽車行駛過程中克服阻力做了多少功?其功率為多少？ (3)若該汽車熱機(jī)的效率為25%，如果不考慮熱機(jī)其他的能量損失，汽油熱值為4.6107 J/kg。則該汽車行駛10 km過程中需要的汽油的質(zhì)量為多少千克？ 2．汽車在行駛中由于路況和車速的不同，發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際功率也不同，通常情況下實(shí)際功率要小于它的最大功率，下表是某型號汽車的相關(guān)數(shù)據(jù)，汽油的密度為0.8103 kg/m3，熱值為510 J/kg．著該汽車以1OO km/h的速度勻速行行駛，求： (1)該汽車行駛1h消耗的汽油是多少千克？ (2)該汽車行駛1h消耗的汽油完全燃燒放出的熱量是多少焦耳? (3)若該汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的效率是30％．則發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際功率是多少瓦？ 基礎(chǔ)演練提升訓(xùn)練拓展巧練 A組：基礎(chǔ)鞏固訓(xùn)練 1．（湖南郴州）我國隨著航天事業(yè)發(fā)展需要，正在研制大功率液氫發(fā)動(dòng)機(jī)。這種發(fā)動(dòng)機(jī)主耍是利用氫具有( ） A．較大的密度 B．較大的比熱容 C．較大的熱值 D．較低的沸點(diǎn) 2．煤的熱值大于干術(shù)柴的熱值。這里是指( ) A．煤比干木柴含有的熱量多一些 B．燒煤比燒干木柴產(chǎn)生的溫度高一些 C．燒煤比燒干木柴產(chǎn)生的熱量多一些 D．要使它們放出相同的熱量，燒煤用的質(zhì)量較少 3．（廣州）某機(jī)器的能量流向圖如圖l4-2-4所示， 據(jù)此推測該機(jī)器可能是( ) A．熱機(jī) B．電動(dòng)機(jī) C．發(fā)電機(jī) D．電熱水器 4．甲柴油機(jī)的效率比乙柴油機(jī)的效率高，這表明( ) A．甲的功率比乙的大 B．甲做的功比乙的多 C．甲消耗的柴油比乙的少 D．甲柴油機(jī)內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的百分比大 5．無煙煤的熱值是3.4107 J/kg，表示的意義是 。如娶獲得1.710J的熱量，需要完全燃燒____kg無煙煤。 6．（湖北恩施州）一般家用轎車使用標(biāo)號為93的汽油作燃料（熱值為4.610J/kg）。端午節(jié)放假，小翔爸爸駕車攜壘家出游,儀表顯示全程燃油20 kg。此次出游轎車耗能____J。 7．（四川南充）某中學(xué)為學(xué)生供應(yīng)開水。用焦炭作為燃料，已知焦炭的熱值是3107 J/kg?，F(xiàn)完全燃燒4.2kg的焦炭，放出的熱量為____。設(shè)該熱量有25％被水吸收，能將_ _ kg的水從25℃加熱到100℃。[已知c水=4.2lO3 J/(kg．C) 8．一輛汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率為66 150瓦，每小時(shí)消耗柴油14千克，請計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)的效率。（柴油的熱值為4.310 7焦／千克） B組：能力提升訓(xùn)練 9．下列對q= 的理解正確的是( ) A．熱值與燃料完全燃燒放出的熱量成正比 B．熱值的大小由燃料本身決定，與質(zhì)量和熱量無關(guān) C．熱值與燃料的質(zhì)量成反比，與燃料完全燃燒放出的熱量成正比 D．熱值與燃料的質(zhì)量成反比 10．關(guān)于熱機(jī)的效率，以下說法正確的是( ) A．熱機(jī)做的有用功越多，效率就一定越高 B．熱機(jī)的功率大，效率就一定高 C．熱機(jī)單位時(shí)間里耗費(fèi)的燃料少，熱機(jī)的效率就一定高 D．以上說法都不對 11．兩臺汽油機(jī)，甲的效率為35％，乙的效率為25％．這兩個(gè)數(shù)據(jù)表示( ) A．甲做的功比乙的多 B．甲的功率比乙的大 C．在相同時(shí)間內(nèi)甲燃燒的汽油比乙多 D．在消耗相同的汽油時(shí)，甲做的有用功比乙多 12．（山東棗莊）“可燃冰”作為新型能源，有著巨大的開發(fā)使用潛力。同等條件下?！翱扇急蓖耆紵懦龅臒崃窟_(dá)到煤氣的數(shù)十倍，說明“可燃冰”的____很大。以10倍的芙系粗略計(jì)算。1kg“可燃冰”完全燃燒放出的熱量為 __ _J，這些熱量可以使 kg的水從20℃加熱至100℃。c= 4. 2103J/(kg．℃).q氫氣=4.2107 J/kg。 13．一臺效率為40%的柴油機(jī)，當(dāng)輸出3.44l07 J 有用功時(shí)，消耗的柴油質(zhì)量是多少？(q煤油= 4.3107J/kg) 14. （遼寧鞍山）現(xiàn)代家庭裝修中有些浴窒使用燃?xì)鉄崴魈峁崴诩野惭b了燃?xì)鉄崴?。巳知水進(jìn)入熱水器前的溫度是lO℃，洗澡時(shí)熱水器輸出熱水的溫度設(shè)定為40℃；如果小勞洗一次澡用熱水0.05m3。水的比熱容是4.2103 J/(kg．℃)。求： (1)所用熱水的質(zhì)量為多少? (2)水從熱水器中吸收多少熱量？ (3)若天然氣完全燃燒釋放熱量的70％被水吸收，需要消耗多少m3的天然氣？（天然氣的熱值q=41O7 J／m3） 15．一輛汽車，總重為1.2104N。四個(gè)輪胎與地面接觸總面積為0.12 m2，該車在平直公路上勻速行駛1h。消耗汽油10L。汽油完全燃燒放出的熱量有30％轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。（q汽油=4.6107 J/kg.p汽油=0.7lO3kg／m3.g取10 N/kg)求： (1)該車靜止在水平路面上時(shí)對路面的壓強(qiáng)是多少？ (2)10 L汽油完全燃燒放出的熱量是多少？ (3)這段時(shí)間內(nèi)該汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的功率是多少千瓦？ 競賽題 16.（全國初中應(yīng)用物理知識競賽復(fù)賽題）小亮家有一輛家用轎車，爸爸在給他說車的性能時(shí)，總是說“2.0的排量”，卻很少說“功率”，為此小亮特地從網(wǎng)上查到了排量的定義?；钊麖纳现裹c(diǎn)移動(dòng)到下止點(diǎn)所通過的空間容積稱為汽缸排量。如果發(fā)動(dòng)機(jī)有若干個(gè)汽缸，所有汽缸工作容積之和稱為發(fā)動(dòng)機(jī)排量。從說明書上查到：小亮家的汽車采用的是LFX直列四缸發(fā)動(dòng)機(jī)，排量為2.0 L,從網(wǎng)上查找到了其輸出特性曲線（如圖14-2-5所示）；小亮又向爸爸詢問了一些賣測數(shù)據(jù)：由于汽車行駛的路況很好，所以平均車速為9Okm/h。此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為xx r/min。平均行駛百公里油耗為9 L，從物理書上查得汽油的熱值為4.6107 J/kg, 密度為0. 711O3kg／m3． (l)由這臺發(fā)動(dòng)機(jī)輸出特性曲線可以看出，在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為1 000～5 000 r/min范國內(nèi)，它的輸出功率與轉(zhuǎn)速大致有什么關(guān)系？ (2)試通過公式推導(dǎo)出在其他參數(shù)相同時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率與其排量的關(guān)系。 (3)這輛汽車以90 km/h的速度行駛時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的效率約為多少？每個(gè)做功沖程汽缸內(nèi)的平均壓強(qiáng)是約為多少?