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14.2热机的效率
【学习目标】
1．知道燃料的种类及燃料燃烧时的能量转化。
2．知道什么是燃料的热值；会计算燃料完全燃烧时放出的热量。
3．知道热机效率，能说出提高机械效率采取的措施。
【学习重点】
汽油机的工作原理及能的转化过程，燃料的热值。
【学习难点】
热机中的能量转化及损失，了解热机效率。
【学习过程】
一、阅读燃料的热值，并回答下列问题。
①燃料的种类： 燃料、 燃料、 燃料。燃料的燃烧是一种___反应，燃烧过程中燃料的___能得到释放，转化为周围物体的____能。
②相同质量的不同燃料，在完全燃烧时放出的热量是 的。（选填“相同”或“不同”）
③_______________________叫燃料的热值。
④热值的符号是______。单位（字母）是_________。
二、燃料的热值及计算。
1．①烟煤的热值约为2．9×107J/Kg，那么完全燃烧20Kg烟煤所放出的热量是多少焦耳？
②如果燃料的热值用q表示，那么质量为mKg的某种燃料完全燃烧所释放的热量Q该如何表示呢？
2．氢气的热值是1．4×108J/m3，它表示的物理意义是 。
要是有4m3的氢气完全燃烧能放出_______J的热量。如果燃料的热值用q表示，那么质量为V3的某种燃料完全燃烧所释放的热量Q该如何表示呢？
3．干木材的热值是1．2×107J/kg，要放出3．6×107J的热量，需要完全燃烧__________kg的干木材。
三、热机的效率。
热机中燃料燃烧放出的热量只有其中一部分是用来做有用功的。热机是内能转化成机械能的机器，它跟所有机械一样，也有效率的问题。热机效率是热机性能的一个重要指标。
1．热机的效率：热机工作时，用来做____________的那部分能量与__________________之比叫热机的效率。在热机的各种能量损失当中_______的能量最多。
2．公式：___________________________________________。
3．蒸汽机的效率很低，只有 ，汽油机的效率为 ，柴油机的效率为 。热机的效率是热机性能的 。
4．提高热机效率的方法： 。
四、热机的效率的计算。
1．如图所示是内燃机的能流图，则内燃机的效率可以表示为 （ ）
A．η=［ （E1+E2+E3+E4）/E］×100％ B．η=（E2/E）×100％
C．η=［ （E1－E3+E4）/E］×100％ D．η=（E1/E）×100％
2．某家庭需要将50Kg、20℃的水加热到60℃作为生活用热水，他们利用煤气灶烧水，需燃烧0.8Kg煤气。已知煤气的热值q=4．2×107J/Kg，水的比热容c=4．2×103J/（Kg·℃）。求：
（1）50Kg、20℃的水加热到60℃需吸收的热量。
（2）完全燃烧0.8Kg煤气放出的热量。
（3）煤气灶烧水的效率。
达标检测
一、单选题
1．在探究凸透镜成像的过程中，使用之前与使用之后的蜡烛对比，发生变化的物理量是（　　）
A．热值 B．质量 C．密度 D．均不变
2．2021年4月29日，长征5号B运载火箭搭载着中国空间站天和核心舱一飞冲天。长征5号B运载火箭使用液态氢作为燃料，主要是因为液态氢的（　　）
A．热值大 B．沸点低 C．密度小 D．凝固点低
3．煤炭是一种重要能源。为判断煤炭品质的优劣，最科学的方法是检验煤炭的（　　）
A．比热容 B．密度 C．热值 D．温度
4．关于燃料及其热值，下列说法中正确的是（　　）
A．没有燃烧的燃料，热值等于零
B．燃料完全燃烧时，它的热值最大
C．燃料的热值与质量和燃烧状态无关
D．燃料燃烧时温度越高，放出的热量越多
5．西昌卫星发射中心用长征三号运载火箭，于2019年4月20日将第44颗北斗导航卫星成功送上太空 下列说法中正确的是（　　）
A．火箭升空过程中，将机械能转化为内能
B．燃料燃烧时将内能转化为化学能
C．火箭使用液氢燃料，主要是因为液氢的比热容较大
D．火箭使用液氢燃料，主要是因为液氢的热值较大
6．下列关于热现象的说法中，正确的是（　　）
A．物体从外界吸收热量，其温度一定升高
B．温度高的物体内能多，温度低的物体内能少
C．水可作为汽车发动机的冷却剂，是因为水的比热容较大
D．煤的热值比干木柴的大，煤燃烧时放出的热量比干木柴燃烧时放出的热量多
7．如图所示的轮船，动力是由柴油机提供的，下列说法正确的是（　　）
A．以轮船为参照物货物是运动的
B．轮船受到的浮力和货物对轮船的压力是一对平衡力
C．柴油机效率高，是因为柴油的热值大
D．柴油机是利用内能做功的机器
二、填空题
8．有一箱木炭，其质量是20kg，木炭热值为3.4×107J/kg。若用掉一半，剩下的木炭的热值是______，完全燃烧剩下的木炭最多可放出热量______J；用这些木炭将水烧开是用______方式改变水的内能。
9．2021年10月16日，神舟十三号载人飞船发射取得圆满成功。火箭加速升空时用液态氢作为燃料是因为液态氢的_______大。（选填“密度”“比热”“热值”）
10．今年6月17日，长征二号丁运载火箭在酒泉卫星发射中心点火升空，成功以一箭三星的方式发射取得圆满成功，火箭______（选填“是”或“不是”）热机，加速上升阶段，卫星的机械能将______（选填“增大”、“不变”或“减小”）。运载火箭常选用液氢等作燃料，主要是利用其______大的物理性质。
11．“涡轮增压”（T型）轿车，通过给发动机更足量的空气使汽油更充分地燃烧，比普通轿车（L型）更节能，排气更清洁。同样的汽油加在T型轿车内比加在L型轿车内热值______（填“更大”、“一样大”或“更小”）；如果散热器中装有10kg的20℃的水，在温度升高60℃的过程中，水吸收的热量是______J；（c水=4.2×103J/（kg ℃））。散热器中用水做冷却液而不用其它液体是因为水的______。
12．我国“西气东输”工程已经全线竣工，输送的燃料为天然气，这是因为燃气具有 _____较大的特性，使用天然气做饭，要想把2kg、20℃的水烧开，水吸收的热量为 _____，需要燃烧 _____的天然气。[假设天然气完全燃烧释放的热量全部被水吸收，q天然气＝8.4×107J/m3，c水＝4.2×103J/(kg·℃)]。
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
2．A
3．C
4．C
5．D
6．C
7．D
8． 3.4×107 3.4×108 热传递
9．热值
10． 是 增大 热值
11． 一样大 2.52×106 比热容比较大
12． 热值 6.72×105J 0.008m3
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