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2019-2020年九年級部分重點知識《講練結合》第二章 第三節(jié) 《熱機的效率》 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．易錯提醒：熱值是表示燃料在完全燃燒時把化學能轉化為內能本領大小的物理量。是燃料本身的一種特性，只與燃料的種類有關。與燃料的質量、體積，是否完全燃燒等沒有關系，在數(shù)值上等于1 kg的某種燃料完全燃燒放出的熱量。 3．二級結論：(1)計算固體、液體燃料完全燃燒放出熱量的公式為____； （2)計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（易錯點） 【例1-2】把一瓶酒精用去一半，則對剩下的酒精說法錯誤的是( ) A．質量變?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：有關熱值的簡單計算 【例l-3】汽油機某段時聞內消耗汽油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，燃燒時達到的溫度就越高 B．燃料的熱值越夫，燃燒時放出的熱量就越多 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量以及燃燒情況無關 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。當出租車消耗0.2 m3天然氣時，所釋放的熱量是____J。（假定天然氣完全燃燒） 知識點2 熱機的效率（重難點） 考查角度1：對熱機效率的理解（拓展點） 【例2-1-1】如果甲熱機的效率比乙熱機的效率高，則可以說( ) A．甲熱機的功率比乙熱機大 B．在單位時間內甲消耗的燃料比乙熱機少 C．甲熱機的轉速比乙熱機大 D．甲熱機將然料完全燃燒產生的內能變成機械能的百分比比乙熱機大 2-1-1．效率是熱機性能的一個重要指標，下面關于熱機效率的敘述中不正確的是( ) A．在設計和制造上，要不斷改進和革新，以減少各種能量損失，就有可能使熱機的效率選到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．熱機要正確使用、注意保養(yǎng)，可提高效率 D．在熱機的各種能量損失中，廢氣帶走的能量最多，設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所示為內燃機的能量流向圖，熱機效率等于( ) 2-1-2．某內燃機工作過程中，如圖14-2-2所示為內燃機能流圖，它的能量損失所占的百分比是：廢氣內能35%，散熱損失30%，機械損失10%．則該內燃機的熱機效率是____ 考查角度2:燃料利用率的計算 【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:提高熱機的效率 【例2-3】為了節(jié)約能源，需提高熱機的效率，下列措施中不能提高熱機效率的是( ） A．盡量使燃料充分燃燒 B．盡量增加熱機的工作時間 C．盡量減少廢氣帶走的熱量 D．盡量減少熱機部件間的摩擦 2-3．熱機的效率較低，為了提高熱機的效率，你認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:熱機效率的計算 【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，發(fā)動機的實際功率為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)動機的效率為25％。求小汽車在這段路程中： (1)行駛的時間。 (2)這段時間內發(fā)動機所做的功。 (3)消耗汽汕的質量。 綜合應用探究培優(yōu)拔尖 典例解讀 拔尖角度1：熱學的綜合計算（拓展點） 【例1】（江蘇常州）液化石油氣的熱值高達4.6l07 J/kg．一些不法商販為牟取暴利，常將液化石油氣與價格低廉、熱值但為2.9107 J/kg的二甲醚混合裝入鋼瓶內銷售蛤客戶。常州市質監(jiān)局對某液化石油氣站銷售的瓶裝燃氣進行檢測。將質量為100 kg、初始溫度為 31℃的水裝入容器內，用高效爐灶燃燒瓶內燃氣加熱容器中的水直至100℃恰好沸騰，瓶內燃氣消耗了0. 84 kg。(1)通過高效爐灶，水能吸收燃氣完內燃氣的熱值是多少？ (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，將____能轉化為內 能。如果完全燃燒lm3的天然氣所放出的熱量全部被水吸收，可在一個標準大氣壓下將 _ kg的水從10℃加熱到沸騰，這些熱量相當于完全燃燒____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：力學和熱學的綜合計算（拓展點） 【例2】（黑龍江大慶）如圖14-2-3所示的汽車總質量是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)若該汽車熱機的效率為25%，如果不考慮熱機其他的能量損失，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)動機的實際功率也不同，通常情況下實際功率要小于它的最大功率，下表是某型號汽車的相關數(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)動機的效率是30％．則發(fā)動機的實際功率是多少瓦？ 基礎演練提升訓練拓展巧練 A組：基礎鞏固訓練 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)動機。這種發(fā)動機主耍是利用氫具有( ） 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 2．煤的熱值大于干術柴的熱值。這里是指( ) A．煤比干木柴含有的熱量多一些 B．燒煤比燒干木柴產生的溫度高一些 C．燒煤比燒干木柴產生的熱量多一些 D．要使它們放出相同的熱量，燒煤用的質量較少 3．（廣州）某機器的能量流向圖如圖l4-2-4所示， 據(jù)此推測該機器可能是( ) A．熱機 B．電動機 C．發(fā)電機 D．電熱水器 4．甲柴油機的效率比乙柴油機的效率高，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．甲柴油機內能轉化為機械能的百分比大 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）某中學為學生供應開水。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)動機輸出功率為66 150瓦，每小時消耗柴油14千克，請計算發(fā)動機的效率。（柴油的熱值為4.310 7焦／千克） B組：能力提升訓練 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，與質量和熱量無關 C．熱值與燃料的質量成反比，與燃料完全燃燒放出的熱量成正比 D．熱值與燃料的質量成反比 10．關于熱機的效率，以下說法正確的是( ) A．熱機做的有用功越多，效率就一定越高 B．熱機的功率大，效率就一定高 C．熱機單位時間里耗費的燃料少，熱機的效率就一定高 D．以上說法都不對 11．兩臺汽油機，甲的效率為35％，乙的效率為25％．這兩個數(shù)據(jù)表示( ) A．甲做的功比乙的多 B．甲的功率比乙的大 C．在相同時間內甲燃燒的汽油比乙多 D．在消耗相同的汽油時，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_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，當輸出3.44l07 J 有用功時，消耗的柴油質量是多少？(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氣熱水器提供熱水，小勞家安裝了燃氣熱水器。巳知水進入熱水器前的溫度是lO℃，洗澡時熱水器輸出熱水的溫度設定為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％轉化為機械能。（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對路面的壓強是多少？ (2)10 L汽油完全燃燒放出的熱量是多少？ (3)這段時間內該汽車發(fā)動機的功率是多少千瓦？ 競賽題 16.（全國初中應用物理知識競賽復賽題）小亮家有一輛家用轎車，爸爸在給他說車的性能時，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移動到下止點所通過的空間容積稱為汽缸排量。如果發(fā)動機有若干個汽缸，所有汽缸工作容積之和稱為發(fā)動機排量。從說明書上查到：小亮家的汽車采用的是LFX直列四缸發(fā)動機，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。此時發(fā)動機轉速為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)動機輸出特性曲線可以看出，在發(fā)動機轉速為1 000～5 000 r/min范國內，它的輸出功率與轉速大致有什么關系？ (2)試通過公式推導出在其他參數(shù)相同時，發(fā)動機的輸出功率與其排量的關系。 (3)這輛汽車以90 km/h的速度行駛時，發(fā)動機的效率約為多少？每個做功沖程汽缸內的平均壓強是約為多少?