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第3节　热机的效率
知识梳理
一、燃料的热值
1.定义：某种燃料 放出的热量与其 之比。用q表示。
2.单位：焦每千克，符号是 。
3.特性：与燃料的 、 、 无关，只与燃料的 有关。
二、燃料燃烧放热计算
1.固体燃料：Q＝ 。
2.气体燃料：Q＝ 。
(1)容易燃烧的燃料，热值一定大( )
(2)燃烧不充分的燃料，热值会变小( )
(3)煤的热值大于干木柴的热值，所以煤燃烧时放出的热量比干木柴放出的多( )
(4)每种燃料都有自己的热值，燃料不同，热值一般不同( )
三、热机的效率
1.定义：用来做 的这部分能量，与燃料 放出的能量之比。
2.意义：热机效率越高，做功同样多的情况下，消耗的燃料 ，从而节省 ，减少 。
3.提高热机效率的方法
(1)技术改进和创新，使燃料 ；
(2)做好润滑保养，减少 ；
(3) 再利用。
重难突破
重难点1　对热值的理解
【典例1】关于热值，下列说法正确的是(　　)
A．燃料不完全燃烧时的热值比完全燃烧时的小
B．0.5 kg的汽油和5 kg的汽油，它们的热值是不一样的
C．燃料的热值与燃料的质量、是否完全燃烧无关
D．燃料燃烧放出的热量越多，其热值就越大
　　明确热值是燃料的一种特性，只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧时放热多少、是否燃烧及燃烧程度等无关。
【对点训练】
1.根据热值的物理意义，我们知道，将两瓶相同的酒精合并在一个大瓶里，酒精的热值将( )
　　　　　　　　　　　　　
A．不变
B．变为原来的2倍
C．变为原来的
D．变为原来的4倍
2.火箭使用的燃料是液态氢，这是利用了氢燃料 大的特性。某次火箭发射过程中，30 kg氢完全燃烧释放出的热量是4.2×109 J，氢的热值是 J/kg。
重难点2　热机效率的计算
【典例2】 如图所示某品牌氢能自行车在某次测试过程中，一次性充满0.02 kg氢气，在牵引力恒为42 N的情况下，恰好骑行了50 km。若氢气热值为1.4×108 J/kg，求该测试过程中：
(1)氢气完全燃烧产生的热量是多少？
(2)牵引力做的功是多少？
(3)氢能自行车的效率是多少？
求热机效率：(1)根据公式计算出有用机械功W；(2)根据公式计算出燃料完全燃烧放出的热量Q放；(3)根据公式计算出热机效率η＝×100%。
【对点训练】
3.我国家用小汽车的普及率越来越高，某次测试，小汽车在一段平直的公路上匀速行驶了10 km，受到的阻力是800 N，消耗汽油0.7 L。汽油的密度ρ＝0.7×103 kg/m3，热值q＝4.6×107 J/kg，求：
(1)该汽车牵引力做的功；
(2)完全燃烧0.7 L汽油放出的热量；
(3)此次测试汽车发动机的效率。第3节　热机的效率
知识梳理
一、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。用q表示。
2.单位：焦每千克，符号是　J/kg　。
3.特性：与燃料的　形状　、　体积　、　质量　无关，只与燃料的　种类　有关。
二、燃料燃烧放热计算
1.固体燃料：Q＝　mq　。
2.气体燃料：Q＝　Vq　。
(1)容易燃烧的燃料，热值一定大(　×　)
(2)燃烧不充分的燃料，热值会变小(　×　)
(3)煤的热值大于干木柴的热值，所以煤燃烧时放出的热量比干木柴放出的多(　×　)
(4)每种燃料都有自己的热值，燃料不同，热值一般不同(　√　)
三、热机的效率
1.定义：用来做　有用功　的这部分能量，与燃料　完全燃烧　放出的能量之比。
2.意义：热机效率越高，做功同样多的情况下，消耗的燃料　更少　，从而节省　能源　，减少　污染　。
3.提高热机效率的方法
(1)技术改进和创新，使燃料　充分燃烧　；
(2)做好润滑保养，减少　摩擦损耗　；
(3)　废气能量　再利用。
重难突破
重难点1　对热值的理解
【典例1】关于热值，下列说法正确的是(　　)
A．燃料不完全燃烧时的热值比完全燃烧时的小
B．0.5 kg的汽油和5 kg的汽油，它们的热值是不一样的
C．燃料的热值与燃料的质量、是否完全燃烧无关
D．燃料燃烧放出的热量越多，其热值就越大
解析：热值是燃料的一种特性，它只与燃料的种类有关，与燃料的质量、是否完全燃烧、是否容易燃烧等无关，故A、B、D错误，C正确。
答案：C
　　明确热值是燃料的一种特性，只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧时放热多少、是否燃烧及燃烧程度等无关。
【对点训练】
1.根据热值的物理意义，我们知道，将两瓶相同的酒精合并在一个大瓶里，酒精的热值将(　A　)
　　　　　　　　　　　　　
A．不变
B．变为原来的2倍
C．变为原来的
D．变为原来的4倍
2.火箭使用的燃料是液态氢，这是利用了氢燃料　热值　大的特性。某次火箭发射过程中，30 kg氢完全燃烧释放出的热量是4.2×109 J，氢的热值是　1.4×108　 J/kg。
重难点2　热机效率的计算
【典例2】 如图所示某品牌氢能自行车在某次测试过程中，一次性充满0.02 kg氢气，在牵引力恒为42 N的情况下，恰好骑行了50 km。若氢气热值为1.4×108 J/kg，求该测试过程中：
(1)氢气完全燃烧产生的热量是多少？
(2)牵引力做的功是多少？
(3)氢能自行车的效率是多少？
解：(1)氢气完全燃烧产生的热量
Q放＝mq氢＝0.02 kg×1.4×108 J/kg＝2.8×106 J；
(2)根据题意可知，氢能自行车牵引力所做的有用功W＝Fs＝42 N×5×104 m＝2.1×106 J；
(3)氢能自行车的效率η＝×100%＝×100%＝75%。
答：(1)氢气完全燃烧产生的热量是2.8×106 J；
(2)牵引力做的功是2.1×106 J；
(3)氢能自行车的效率是75%。
求热机效率：(1)根据公式计算出有用机械功W；(2)根据公式计算出燃料完全燃烧放出的热量Q放；(3)根据公式计算出热机效率η＝×100%。
【对点训练】
3.我国家用小汽车的普及率越来越高，某次测试，小汽车在一段平直的公路上匀速行驶了10 km，受到的阻力是800 N，消耗汽油0.7 L。汽油的密度ρ＝0.7×103 kg/m3，热值q＝4.6×107 J/kg，求：
(1)该汽车牵引力做的功；
(2)完全燃烧0.7 L汽油放出的热量；
(3)此次测试汽车发动机的效率。
(1)汽车做匀速直线运动，汽车的牵引力F＝Ff＝800 N，
汽车牵引力做的功W＝Fs＝800 N×10×103 m＝8.0×106 J；
(2)汽油的体积V＝0.7 L＝0.7×10-3 m3，
汽油的质量m＝ρV＝0.7×103 kg/m3×0.7×10-3 m3＝0.49 kg；
汽油完全燃烧放出的热量Q放＝mq＝0.49 kg×4.6×107 J/kg＝2.254×108 J；
(3)汽车发动机的效率η＝＝×100%≈35.5%。
答：(1)该汽车牵引力做的功为8.0×106 J；
(2)完全燃烧0.7 L汽油放出的热量为2.254×108 J；
(3)此次测试汽车发动机的效率为35.5%。

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