課時14.2(考點(diǎn)精講)熱機(jī)的效率-2020-2021學(xué)年九年級物理全冊同步講練考點(diǎn)一遍(人教版)

新人教部編版九年級物理“活力課堂”精講精練專題5熱機(jī)的效率1.燃料的熱值：(1)定義：某種燃料(2)計算公式：①②放出的熱量與其之比，用符號q表示。③。④(3)大小：在數(shù)值上等于1kg某種燃料放出的熱量。⑤⑥(4)單位：(5)氫的熱值：(6)氣體燃料的熱值在數(shù)值上等于在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下1m3燃料完全燃燒放出的熱量。單位：，讀作。⑦⑧放出的熱量是____⑨，意義：1kg氫J。⑩，讀作?。注意：熱值表示燃料在完全燃燒時把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的本領(lǐng)大小，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、是否完全燃燒無關(guān)．2．熱機(jī)的效率??定義：用來做的那部分能量，與燃料放出的能量之比，叫做熱機(jī)的效率．計算公式：η＝W有用×100%Q放?(2)提高效率的方法：減少。?(3)提高燃料利用率的重要措施：利用的能量。注意：(1)熱機(jī)效率反映的是熱機(jī)對能量的利用率，它沒有單位且總小于1；(2)熱機(jī)效率的高低與熱機(jī)做功的多少、做功的快慢無關(guān)．答案：①完全燃燒②質(zhì)量③qQ放m④完全燃燒⑤J/kg⑥焦耳每千克⑦1.4×108J/kg⑧完全燃燒⑨1.4×108J⑩J/m3?焦耳每立方米?有用功?完全燃燒?熱量損失?廢棄考點(diǎn)1熱值1.定義：某種燃料完全燃燒放出的熱量與其質(zhì)量之比，叫做這種燃料的熱值2.單位：焦每千克，符號：J/kg3.能量的轉(zhuǎn)化：化學(xué)能→內(nèi)能1“活力課堂”物理教研組編新人教部編版九年級物理“活力課堂”精講精練4.熱值的物理意義：表示燃料完全燃燒放熱能力強(qiáng)弱的物理量。大小等于1kg的燃料完全燃燒放出的熱量。（和其他物理量例如速度、比熱容等的物理意義表示方式相同）5.q3.9107J/m3的物理意義是：1m3的煤氣完全燃燒釋放出3.9×107J的熱量。煤氣q2.9107J/kg的物理意義是：1kg的煤氣完全燃燒釋放出2.9×10J的熱量。7煤說明：燃料分為固體、液體、氣體燃料。6.計算公式：QqQqm（固體、液體）變式：m放mqQJ單位：J/kgkgQQqV（氣體）變式：V放qVqQJ單位：J/m3m37.熱值、比熱容、密度對比熱值q比熱容c密度ρqQQ(放)放mVQcmV定義式本質(zhì)mt燃料的一種特性，與放物質(zhì)的一種特性，與吸放物質(zhì)的一種特性，與質(zhì)熱、質(zhì)量、是否完全燃燒熱、質(zhì)量、溫度變化量無量、體積無關(guān)。沒有關(guān)系。關(guān)。物質(zhì)的種類、狀態(tài)、溫度決定因素描述燃料的種類物質(zhì)的種類、狀態(tài)不同燃料把化學(xué)能轉(zhuǎn)化不同物質(zhì)吸熱或放熱的單位體積的物質(zhì)的質(zhì)量為內(nèi)能的本領(lǐng)能力多少q310酒精J/kg。C=4.2×103J/(kg·℃)。1kgρ=1×103kg/m3.表示1m3水水7的酒精完全燃燒放出的的水有103kg熱量4.2×103J1kg的酒精完全燃燒放出的熱量是3×107J數(shù)值的物理意義2“活力課堂”物理教研組編新人教部編版九年級物理“活力課堂”精講精練考點(diǎn)2熱機(jī)的效率1.熱機(jī)的效率：熱機(jī)用來做有用功的那部分能量，與燃料完全燃燒放出的熱量之比，叫做熱機(jī)的效率。Q有100%qmQ有100%qV2.公式：（適用于液體、固體）、（適用于氣體）3.“三率”的區(qū)分及計算公式公式物理量的含義QQ燃料的利用率有放爐子燒水的效率（以水作為代表的一類液體）水吸收的熱量：Qcmt；燃料完全燃燒時放出的吸QQ有放熱量：Qqm或QqV放放汽車做的有用功：WFSPt；汽油完全燃燒放出有W熱機(jī)的效率有放Qqm的熱量為：Q放4.有關(guān)效率的幾點(diǎn)解釋：①熱機(jī)的效率總小于1，即燃料燃燒釋放的熱量不可能100%用來做有用功。由于熱機(jī)在工作過程中，總有能量損失，即Q總小于Q，所以熱機(jī)的效率總小于1。通常情況下，蒸有總汽機(jī)的效率為6%——15%，汽油機(jī)的效率為20%——30%，柴油機(jī)的效率為30%——45%，柴油機(jī)的效率大于汽油機(jī)主要是因為柴油機(jī)在壓縮沖程中壓縮比比汽油機(jī)的大。②效率高低的含義表示的是有用功占總功的比大值，或者是燃料的利用率高，不能代表功率大，或總功多，或有用功多等③效率小于1的原因是：在燃料過程中①燃料未完全燃燒；②廢氣帶走了很大一部分熱量；③克服摩擦做功；④一部分熱量消耗在散熱上。④提高效率的舉措：①讓燃料充分燃燒；②把固體磨成粉；③加大送風(fēng)量；④加大受熱面積，減少煙氣帶走的熱量；⑤將廢氣熱量再次利用；⑥加潤滑油。對于燃料來說，熱是值燃料優(yōu)劣程度的體現(xiàn)，熱高值的燃料，為優(yōu)質(zhì)燃料，熱低值的燃料，為劣質(zhì)燃料。5.內(nèi)燃機(jī)燃料燃燒能量走向圖3“活力課堂”物理教研組編新人教部編版九年級物理“活力課堂”精講精練【題組1】燃料的熱值1.據(jù)中央電視臺新聞聯(lián)播報道，2016年7月，我國將發(fā)射全球首顆量子通信衛(wèi)星．發(fā)射衛(wèi)星的火箭使用的燃料主要是液態(tài)氫，這是利用了氫燃料的()A.熱值大B.比熱容大C.密度大D.以上說法都不正確【答案】A【解析】發(fā)射火箭采用液態(tài)氫作為火箭的燃料，原因是液態(tài)氫具有較高的熱值，完全燃燒相同質(zhì)量的氫時，可以釋放出更多的熱量，故A正確．2.如圖所示是完全燃燒A、B兩種燃料的質(zhì)量與放出的熱量的圖象，由圖象可知，A、B兩種燃料的熱值大小關(guān)系是()A．qA＜qBB．qA＝qBC．qA＞qBD.法無比較【答案】Cqq【解析】根據(jù)圖象可知，燃燒相同質(zhì)量A、B兩種燃料，A放出的熱量大于B放出的熱量，＞.AB4“活力課堂”物理教研組編新人教部編版九年級物理“活力課堂”精講精練3.氫的熱值是1.4×108J/m3,5m3的氫完全燃燒一半，剩下一半的熱值是________J/m3.火箭常采用氫作燃料是因為氫的________，在完全燃燒一樣多的燃料時，可以獲得更多的能量．【答案】1.4×108熱值大【解析】氫的熱值是1.4×108J/m3,5m3的氫完全燃燒一半，剩下一半的熱值不變，仍為1.4×108J/m3；運(yùn)載火箭采用液態(tài)氫作為火箭的燃料，原因是液態(tài)氫具有較高的熱值，完全燃燒相同質(zhì)量的氫時，可以釋放出更多的熱量．4.一個成年人參加一次長跑，身體消耗的能量為6.6×106J，這些能量相當(dāng)于完全燃燒0.55kg的干木柴才能得到．則干木柴的熱值為________J/Kg，如果用掉一半后，干木柴的熱值將________．(選填“變大”“變小”或“不變”)【答案】1.2×107不變【解析】：(1)由Q＝mq可得，q＝＝放＝1.2×107J/kg.(2)熱值是燃料的特性，其大小與燃料的質(zhì)量無關(guān)，用掉一半后，干木柴的熱值仍為1.2×107J/kg.5.我國南海海底探有明大量的“可燃冰”，在同等條件下，“可燃冰”完全燃燒放出的熱量可達(dá)到煤氣的數(shù)十倍，這說明“可燃冰”的________很大；以10倍的關(guān)系粗略計算，1kg“可燃冰”完全燃燒放出的熱量是________J．(q煤氣＝4.2×107J/kg)．【答案】熱值4.2×108【解析】(1)在同等條件下，包含質(zhì)量相同，“可燃冰”完全燃燒放出的熱量達(dá)到煤氣的數(shù)十倍，說明“可燃冰”的熱值很大；(2)1kg煤氣氣完全燃燒放出的熱量：Q＝mq＝1kg×4.2×107J/kg＝4.2×107J,放1kg“可燃冰”完全燃燒放出的熱量：Q′＝Q×10＝4.2×107J×10＝4.2×108J.放放6.為比較酒精和汽油熱值的大小，小小制定了以下實(shí)驗方案：5“活力課堂”物理教研組編新人教部編版九年級物理“活力課堂”精講精練(1)取質(zhì)量相同的酒精和汽油作燃料，制成酒精燈和汽油燈．(2)兩燈同時點(diǎn)燃后分別給兩杯質(zhì)量和初溫都相同的水加熱(燒杯質(zhì)量也相同)如圖所示(3)通過觀察水溫的變化，由此判斷兩種燃料熱值的大小．請根據(jù)小小的設(shè)計方案回答：①當(dāng)兩燈的燃料完全燃燒完后，甲裝置中溫度計讀數(shù)是80℃，而乙裝置的讀數(shù)是90℃.由此判斷________的熱值比較大．②實(shí)驗中燃料燃燒放出的熱量，通過________方式使水的內(nèi)能增大．③根據(jù)Q＝cm(t－t0)計算出水吸收的熱量，然后利用這個熱量計算出汽油的熱值，發(fā)現(xiàn)結(jié)果與資料中給吸水出的汽油熱值相比________(選填：“偏大”或“偏小”)．結(jié)合裝置圖，分析原因：________.(只寫出一個即可【答案】①汽油②熱傳遞③偏小燒杯沒有加蓋，在進(jìn)行熱傳遞時，有部分內(nèi)能直接散失了①當(dāng)兩燈的燃料完全燃燒完后，甲裝置中溫度計讀數(shù)是80℃，而乙裝置的讀數(shù)是90℃.根據(jù)公式＝cmΔt得，汽油相同情況下汽油放出的熱量較多．)【解析】Q吸根據(jù)公式Q放＝mq得，q＝，所以汽油的熱值大于酒精的熱值．②熱傳遞，是熱從溫度高的物到溫度低的物體，或者從物體的高溫部分傳到低溫部分的過程．所以燃料燃燒放出的熱量是通過熱傳遞的方式使水的內(nèi)能增大的．體傳③由于熱量的直接散失、燒杯未加蓋等，所以汽油燃燒放出的熱量大部分未被水吸收，所以根據(jù)Q吸＝cm水(t－t0)計算出水吸收的熱量偏小，從而根據(jù)公式q＝＝計算出的汽油的熱值偏小．7.小洪同學(xué)家原來用液化石油氣燒水，每天約用60℃的熱水100kg.她參加“探究性學(xué)習(xí)”活動后，在老師指導(dǎo)和同學(xué)幫助下，制作了一臺簡易的太陽能熱水器．(1)若這臺熱水器夏天平均每天可將100kg的水從20℃加熱到60℃，這些水吸收的熱量為多少？(2)若液化石油氣燃燒放出的熱量有70%被水吸收，她家改用太陽能熱水器后，平均每天可節(jié)約液化石油氣多少千克？(液化石油氣的熱值為8.0×107J/kg)(3)請你說出使用太陽能熱水器的優(yōu)點(diǎn)．(至少說出一點(diǎn))【答案】(1)水吸收的熱量：6“活力課堂”物理教研組編新人教部編版九年級物理“活力課堂”精講精練Q＝cmΔt＝4.2×103J/(kg·℃)×100kg×(60℃－20℃)＝1.68×107J；吸(2)∵Q＝Q×70%,吸放∴Q＝＝放＝2.4×107J,＝0.3kg.又∵Q＝，mq氣放氣∴m＝＝氣(3)太陽能熱水器是將太陽能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，被水吸收，溫度升高，供人使用，對環(huán)境無污染．答：(1)水吸收的熱量為1.68×107J；(2)平均每天可節(jié)約液化石油氣0.3千克；(3)對環(huán)境無污染．8.用某鍋爐把50kg的水從20℃加熱到100℃.水的比熱容是4.2×103J/(kg·℃)．試求：(1)水吸收的熱量是多少？(2)這些熱量相當(dāng)于完全燃燒多少千克酒精放出的熱量？(酒精的熱值是3.0×107J/kg)【答案】(1)水吸收的熱量為：Qcmtt＝(－)＝4.2×103J/(kg·℃)×50kg×(100℃－20℃)＝1.68×107J.0吸(2)∵Q＝mq，q＝3.0×107J/kg，放∴需要燃燒酒精的質(zhì)量：m＝＝＝0.56kg.答：(1)水吸收的熱量是1.68×107J；(2)這些熱量相當(dāng)于完全燃燒0.56千克酒精放出的熱量．9.阿根廷科學(xué)家設(shè)計了一款“牛屁屁收集器”，在牛背上個塑料袋，通過導(dǎo)管收集牛體內(nèi)排放出的氣體，從一頭成年牛平均每天排放出的氣體中可提取0.21kg甲烷．若這些甲烷完全燃燒放出的熱量全部被水吸收，可使多少質(zhì)量的水從20℃升高到70℃？[q＝5.6×107J/kg，c＝4.2×103J/(kg·℃)]甲烷水【答案】甲烷完全燃燒放出的熱量：Q放＝m1q＝0.21kg×5.6×107J/kg＝1.176×107J,由題意可知，Q＝Q＝1.176×107J,吸放cmtt根據(jù)Q＝(﹣)可得，0吸m＝＝＝56kg.7“活力課堂”物理教研組編新人教部編版九年級物理“活力課堂”精講精練答：若這些甲烷完全燃燒放出的熱量全部被水吸收，可使56kg的水從20℃升高到70℃.【題組2】熱機(jī)的效率10.甲、乙兩臺熱機(jī)，甲的效率比乙的低，其含義是()A.甲比乙做的有用功少B.做相同有用功，甲消耗的燃料多C.甲比乙消耗的燃料多D.甲熱機(jī)的功率比乙熱機(jī)的小【答案】B【解析】熱機(jī)的效率是指用來做有用功的能量與燃料完全燃燒放出的能量之比．甲的效率低，則甲用來做有用功的能量與燃料完全燃燒放出的能量之比小，即甲對燃料釋放的熱能的利用率比乙低．11.甲、乙兩汽車，甲的汽油機(jī)效率比乙的汽油機(jī)效率高，這表明()A.甲做功比乙多B.甲做功比乙快C.甲消耗的汽油比乙少D.以相同的牽引力行駛相同的路程，甲耗油比乙少【答案】D【解析】熱機(jī)的效率是指用來做有用功的能量與燃料完全燃燒放出的能量之比．效率高說明比值大．汽油機(jī)的效率是汽油機(jī)用來做有用功的能量與燃料完全燃燒放出的能量之比．甲的汽油機(jī)效率比乙的汽油機(jī)效率高，所以消耗相同的油，甲做的功多；做同樣多的功，甲消耗的油少．A、B、C沒有注意控制變量．D正確．12.為了提高熱機(jī)的效率，你認(rèn)為下列方法效無的是(A.設(shè)法有效利用尾氣中帶走的那部分熱量B.經(jīng)常對熱機(jī)進(jìn)行保養(yǎng)和潤滑以減小各種摩擦C.使燃料盡量充分燃燒提高燃料的利用率D.更換熱值更高的燃料)【答案】D【解析】熱機(jī)效率是指熱機(jī)有效利用的能量與燃料完全燃燒放出的能量之比．提高熱機(jī)的效率要從減少熱量的損失及讓燃料充分燃燒等充分燃燒、減少帶走的熱量、減少熱機(jī)部件間的摩擦都可以減少熱量的損失，提高效率，所以A、B、C都可行．而采用使用熱值大的燃料，并不能提高熱機(jī)的效率，所8“活力課堂”物理教研組編

新人教部編版九年級物理“活力課堂”精講精練以D不可行．13.用管道天然氣燒水時，將2kg水從20℃加熱至100℃，用去燃?xì)?.0336m3，已知家用燃?xì)庠畹男蕿?0%[c＝1.2×103J/(kg·℃)]，則天然氣的熱值為________J/m3.水【答案】4×107J/m3【解析】水吸收的熱量：Qcmtt＝(－)＝4.2×103J/(kg·℃)×2kg×(100℃－20℃)＝6.72×105J；0吸根據(jù)η＝可得：ηQ＝Q放吸即ηqv＝Q吸50%×q×0.0336m3＝6.72×105Jq＝4×107J/m3.14.某物理興趣小組的同學(xué)，用煤爐給10kg的水加熱，同時繪了如下圖所示的加熱過程中水溫隨時間變化的圖線，若在6min內(nèi)完全燃燒了0.2kg的煤，煤的熱值為3×107J/kg.6min內(nèi)煤完全燃燒產(chǎn)生的熱量________J；在燒水過程中，熱效率最高(選填“0～2min”、“2～4min”或“4～6min”)．(水的比熱容為4.2×103J/(kg·℃)【答案】6×1060～2min【解析】已知煤的質(zhì)量和熱值，利用Q＝mq可求得煤完全燃燒產(chǎn)生的熱量；由于每段時間內(nèi)煤燃燒放出的熱量相同，由圖知，0－2min時間加熱，水升高的溫度最高可知其熱效率最高．(1)煤完全燃燒產(chǎn)生的熱量Q＝mq＝0.2kg×3×107J/kg＝6×106J；放(2)圖中所示在0～2min時間內(nèi)，水的溫度升高最快，所以時該間段熱效率最高．15.某物理興趣小組的同學(xué)，用煤爐給10kg的水加熱，同時他們繪制了如圖所示的加熱過程中水溫隨時間變化的圖線．若在6min內(nèi)完全燃燒了0.2kg的煤，水的比熱容為4.2×103J/(kg·℃)，煤的熱值約為3×107J/kg.求：(1)煤完全燃燒產(chǎn)生的熱量；(2)經(jīng)過6min時間加熱，水所吸收的熱量；(3)煤爐燒水時的熱效率．9“活力課堂”物理教研組編新人教部編版九年級物理“活力課堂”精講精練【答案】(1)煤完全燃燒產(chǎn)生的熱量：＝mq＝0.2kg×3×107J/kg＝6×106J，Q放(2)由圖可知，經(jīng)過6min時間加熱后水溫由20℃達(dá)到80℃，則水吸收的熱量：Qcmtt＝(﹣)0吸＝4.2×103J/(kg·℃)×10kg×(80℃﹣20℃)＝2.52×106J；(3)煤爐燒水時的熱效率：η＝×100%＝×100%＝42%；答：(1)煤完全燃燒產(chǎn)生的熱量為6×106J；(2)經(jīng)過6min時間加熱，水所吸收的熱量為2.52×106J；(3)煤爐燒水時的熱效率為42%.16.一臺汽油機(jī)，活塞面積是50cm2，活塞行程是25cm，做功沖程燃?xì)猱a(chǎn)生的平均壓強(qiáng)為9.84×105Pa，若飛輪的轉(zhuǎn)速是600r/min，效率為30%，求汽油機(jī)在一小時內(nèi)要消耗多少汽油？(汽油的燃燒值為4.6×107J/kg)【答案】發(fā)動機(jī)做功一次所做的功：W＝Fs＝pSL＝9.84×105Pa×5×10－3m2×0.25m＝1230J,汽油機(jī)在一小時內(nèi)做的總功：W＝60×300×1230J＝2.214×107J,總發(fā)動機(jī)做功的平均功率：p＝＝＝6150W；∵η＝∴汽油完全燃燒放出的總能量：Q＝＝＝7.38×107J,∵Q＝mq10“活力課堂”物理教研組編新人教部編版九年級物理“活力課堂”精講精練∴完全燃燒汽油的質(zhì)量：m＝＝≈1.60kg.答：汽油機(jī)在一小時內(nèi)要消耗1.60kg的汽油．17.某型號汽車在車型測試中，在一段平直的公路上勻速行駛了6km，消耗汽油2kg，汽油的熱值q汽油＝4.5×107J/kg.假設(shè)燃油完全燃燒，汽油