资源简介

第2节
热机的效率
【学习目标】
1.从能量转化的角度认识热值，并能进行相关的计算。
2.通过能量的转化与转移，认识效率，能计算热机的效率。
3.通过探究活动，培养学生严谨求实的科学态度和团结协作的科学精神。
【学习重难点】认识热值，利用热值计算物质燃烧放出的热量。
认识热机的效率，能计算热机的效率。
【学习过程】
【问题引领】
热机的工作原理是什么呢？
【自主学习】
1、某种燃料完全燃烧所放出的________与____________之比，叫作这种燃料的热值。
2、热值的单位由______与________的单位组合而成，在国际单位制中，热量的单位是焦耳，质量的单位是千克，所以热值的单位是焦每千克，符号是___________。
3、酒精的热值是3.0×107J/kg，物理意义是：____________________________。
4、对于热机而言，燃料释放的能量一部分用来做功，一部分散失了。用来做______的那一部分能量与燃料______________放出的热量之比，叫热机效率。
5、蒸汽机的效率只有__________，汽油机的效率可以达到__________，柴油机的效率可以达到_____________。
6、设法利用_______________带走的热量，是提高燃料利用率的重要措施。
【共同探究】
★学生活动一：燃料热值的理解及计算
问题展示：?
1.你知道的燃料有哪些？?
2.我们要烧开同一壶水，现有三种燃料：干草、木柴、煤炭，用哪种燃料用量最少？?
小组讨论，交流，展示?
请学生学习课本P23?“一些燃料的热值”部分，回答下列问题：?
(1)燃料的热值是燃料的一种
性。?
(2)
叫作这种燃料的热值；单位
。?
(3)汽油的热值是
，表示
???
★学生活动二：热机的效率
3.问题展示：用煤气烧开水时，燃烧放出的热量都被水吸收了吗？到哪儿去了？?
小组讨论，交流，展示?
【归纳整理】
(一)燃料的热值
1、定义：
2、单位：
（固体、液体），
（气体）
3、公式：Q＝mq（或Q＝Vq）
4、计算：
（二）热机效率
1、定义：热机转变为有用功的能量与燃料完全燃烧所释放的能量的比值称为热机效率。用η表示。
2、公式：η＝Q有/Q总×100％
3、提高热机效率的主要途径：减少热机各种能量损失
课堂小练
一、选择题
一台汽油机的飞轮转速为600r/min，则1s内（
）
A.完成10个冲程，做功10次
B.完成10个冲程，做功5次
C.完成20个冲程，做功10次
D.完成20个冲程，做功5次
一般来说，柴油机的效率高于汽油机的效率，这表明(
)
A.柴油机做功多
B.柴油机做功快
C.柴油机消耗柴油少
D.柴油机将内能转化为机械能的比例大
关于燃料的热值，以下说法中正确的是(
)
A.燃料的热值与燃料的种类有关系，与燃料的质量或体积无关
B.燃烧l千克某种燃料放出的热量叫做这种燃料的热值
C.燃料燃烧时，质量越大，热值越大
D.燃料不完全燃烧时的热值比完全燃烧时的热值小
下列有关热的说法正确的是（
）
A.晶体在熔化过程中温度不变，内能也不变
B.用水作汽车冷却液，是因为水的比热容大
C.内燃机的压缩冲程，主要是用热传递的方法增加了气缸内的物质的内能
D.柴油机的效率比汽油机的效率高，是因为柴油的热值比汽油的热值大
为了节约能源,需要提高热机的效率,下列措施不能提高热机效率的是(　　)
A.让燃料与空气混合充分,使燃料燃烧得比较完全
B.在设计与制造热机时要不断改进与创新,以减少能量的损失
C.尽量减少热机内部各部件间的摩擦
D.尽量增加热机的工作时间
一支蜡烛在燃烧的过程中，它的(
)
A.质量变小，比热容变小，热值变小、密度不变
B.质量变小，比热容变小，热值不变、密度不变
C.质量不变，比热容不变，热值变小、密度变小
D.质量变小，比热容不变，热值不变、密度不变
关于热机的效率，下列说法正确的是（　　）
A.在做功同样多的情况下，热机的效率越高消耗的燃料越多
B.一般情况下柴油机的效率比汽油机的高
C.热机的效率越高说明做功越快
D.热机损失的能量中，废气带走的能量较少，主要是由于机械摩擦损失的
关于热机效率，以下说法中正确的是(
)
A.热机做的有用功越多，效率就一定越高
B.热机的功率越大，效率就一定越高
C.热机单位时间里耗费的燃料少，热机的效率就一定高
D.改进燃烧环境，使燃料充分燃烧，能提高热机效率
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（
）
A.25%
B.35%
C.40%
D.75%
关于热机的效率，下列说法正确的是（???
）
A.一般情况下柴油机的效率比汽油机的高
B.热机的效率越高，在做功同样多的情况下消耗的能量越多
C.热机的效率越高说明做功越快
D.热机损失的能量中，废气带走的能量较少，主要是由于机械摩擦损失的
关于燃料的热值，下列说法正确的是（
）
A.燃料的热值与燃料的燃烧情况有关
B.容易燃烧的燃料的热值一定大
C.煤的热值比干木柴的大，煤燃烧放出的热量比干木柴放出的热量多
D.0.5Kg煤油和1.5Kg煤油的热值一样大
关于热机的效率，下列说法中正确的是（
）
A.热机做的有用功越多，效率一定越高
B.热机消耗的燃料越少，效率一定越高
C.热机做一定的有用功，消耗的燃料越少，效率一定越高
D.热机做功越快，效率一定越高
二、填空题
某种国产汽车，当它在某平直公路上以20m/s速度匀速行驶时，每百公里的油耗为6L.当汽车行驶500s，则汽车消耗的汽油是________L.假设汽车在运动过程中受到的平均阻力是495N.则汽油机的效率是________%（已知汽油的热值是3.3×107J/L）。
用煤气灶把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
J，煤气完全燃烧放出的热量为
J，煤气灶烧水的效率为
%。
有两支相同材质的圆柱形蜡烛，它们的长度相同，但粗细不同，燃尽一支细蜡烛需要1小时，燃尽一支粗蜡烛需要2小时，所释放出的热量之比为1:2。现将这两支蜡烛同时点燃，当细蜡烛与粗蜡烛燃至剩余的长度之比为1:2时，所释放出的热量之比为
。
内燃机工作时，燃料的能量转化为有用的机械能、废气的内能、机械损失和散热损失。某汽油机的能量损失所占的百分率分别是：废气内能35％，散热损失30％，机械损失10％，则该汽油机的热机效率是________。
截至2019年4月14日，泸州云龙机场已开通31条航线。从云龙机场飞往北京的某航班在水平跑道上加速的初始阶段，牵引力沿水平方向，大小为9.2×104N，经过的路程为1000m，则牵引力所做的功为______J；若飞机发动机的效率为25%，在此过程中，消耗的汽油为______kg，这些汽油的体积为______m3.（取汽油的密度ρ=0.7×103kg/m3，汽油的热值q=4.6×107J/kg）
“可燃冰”作为新型能源,有着巨大的开发使用潜力,同等条件下,“可燃冰”完全燃烧放出的热量达到煤气的数十倍,说明“可燃冰”的　　　　很大。以10倍的关系粗略计算,1
kg“可燃冰”完全燃烧放出的热量为　　　　　
J,可以使　　　　　
kg的水从20
℃加热至60
℃。[c水=4.2×103
J/(kg·℃),q煤气=4.2×107
J/kg]?
参考答案
答案为：D。
答案为：D.
答案为：A
答案为：B.
答案为：D；
解析：热机效率是指热机有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比。使燃料充分燃烧、减少废气带走的热量、减少热机部件间的摩擦都可以提高热机的效率。故A、B、C不符合题意。增加热机的工作时间,并不能减少热量的损失,不能提高热机的效率,故D符合题意。
答案为：D.
答案为：B
答案为：D
答案为：B。
答案为：A
答案为：D
答案为：C。
答案为：0.6；25。
4.2×105；8.4×105；50
1
：1
答案为：25％
解：
（1）小汽车行驶1000m，牵引力做的功为W=Fs=9.2×104N×1000m=9.2×107J；
所以发动机做的功为W总=3.68×108J；
（2）汽油完全燃烧放出的热量为Q=W总=3.68×108J，
因为Q=mq，所以消耗的汽油质量为m=8kg。
（3）由可得，这些汽油的体积V≈11.42m3。
答案为：热值　4.2×108　2.5×103
解析：1
kg燃料完全燃烧时放出的热量叫作这种燃料的热值,
所以同等条件下,“可燃冰”完全燃烧放出的热量达到煤气的数十倍。
若以10倍关系计算,则有q可燃冰=10q煤气=10×4.2×107
J/kg=4.2×108
J/kg,
所以1
kg“可燃冰”完全燃烧放出的热量为
4.2×108
J,
可加热水的质量m=2.5×103
kg。

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