热机的效率---详细知识点、经典例题、习题

九年级热机的效率知识点热机是我们生活中无处不在的设备，包括汽车、发电机、冰箱等等。

然而，我们是否真正了解热机的效率？在此，我将为大家介绍一些关于九年级热机效率的知识点。

1. 什么是热机效率？热机效率是指热机从燃料或其他能源中转化为机械能或电能的比率。

简单来说，就是热能转化为有用能量的能力。

2. 理想热机与实际热机理想热机是指在工作过程中没有任何能量损耗的设备，而实际热机存在能量损耗的情况。

这是由于热机在能量转化过程中存在摩擦、辐射等能量损耗的原因。

3. 热机效率的计算热机效率可以通过以下公式计算：热机效率 = 有用能量输出 / 输入能量4. 常见热机效率不同类型的热机存在着不同的效率。

例如，内燃机的效率通常在20%至50%之间，而汽轮机的效率可以高达40%至60%。

这意味着在热机转化能量的过程中，大部分能量都以废热的形式散失了。

5. 提高热机效率的方法为了提高热机的效率，我们可以采取一些措施。

其中之一是利用余热。

在许多热机中，燃烧产生的废热经过特殊设计和利用，可以再次转化为能量，从而提高热机的效率。

6. 热力学第一定律与热机效率热力学第一定律是能量守恒定律的一种表达形式，它说明了能量在物体之间的转化过程中不会产生或消失，只会从一种形式转化为另一种形式。

热机效率实际上就是基于热力学第一定律的概念而得出的。

7. 热机效率与环境保护热机效率与环境保护有着密切的关联。

低效率的热机会导致能量浪费，形成大量的废热和废气排放。

这对环境造成了很大的负担。

因此，提高热机效率不仅可以节约能源，还有助于减少环境污染。

8. 热能回收和再利用在现代工业中，人们开始积极探索热能回收和再利用的方法来提高能源利用效率。

例如，工厂废水中的热能可以通过热能回收系统来回收和再利用。

这些努力旨在减少能源消耗和环境负荷。

结语：热机效率是一个与我们生活息息相关的概念，了解和关注它对于能源利用和环境保护都具有重要意义。

通过学习热机效率的知识，我们可以更好地理解和利用各种热机设备，减少能源浪费，保护环境更加可持续。

初三物理热机的效率练习题热机是一种能将热能转化为机械能或其他形式能量的设备。

在初三物理教学中，我们会学习有关热机的效率计算。

为了更好地练习这个概念，下面我将为大家介绍一些有关热机效率的练习题。

1. 小明使用一台汽油发动机为自行车安装了一个能量转换装置，当他踩动踏板时，发动机将汽油燃烧产生的热能转化为机械能推动自行车前进。

已知发动机每分钟消耗的汽油热值为1000焦耳，而自行车在一分钟内向外界做功600焦耳。

请计算该热机的效率。

解答：根据热机的效率公式，效率等于输出功除以输入热量，即η= 输出功 ÷输入热量。

根据题目中的数据，输出功为600焦耳，输入热量为1000焦耳。

因此，热机的效率为η = 600 ÷ 1000 = 0.6，即60%。

2. 一台发电机每秒钟从燃煤燃料中吸收500焦耳的热能，并将其中的一部分转化为电能输出。

若该发电机每秒钟输出的电能为200焦耳，请计算其效率。

解答：同样地，根据热机的效率公式，效率等于输出功除以输入热量，即η = 输出功 ÷输入热量。

根据题目中的数据，输出功为200焦耳，输入热量为500焦耳。

因此，热机的效率为η = 200 ÷ 500 = 0.4，即40%。

3. 一辆汽车的发动机在行驶过程中，每分钟消耗10升汽油（1升汽油热值约为3.5×10^7焦耳），而汽车在一分钟内对外做功为1×10^6焦耳。

请计算该热机的效率。

解答：根据热机的效率公式，效率等于输出功除以输入热量，即η = 输出功 ÷输入热量。

根据题目中的数据，输出功为1×10^6焦耳，输入热量为10升×3.5×10^7焦耳/升=3.5×10^8焦耳。

因此，热机的效率为η = (1×10^6) ÷ (3.5×10^8) = 2.86×10^(-3)，即0.286%。

10 道热机效率计算题题目一：一台汽油机的功率为70kW，它工作 1 小时消耗汽油5kg，已知汽油的热值为4.6×10⁷J/kg，求这台汽油机的效率。

解析：1.先计算汽油机所做的有用功：-功率P = 70kW = 70000W，工作时间t = 1 小时= 3600 秒。

-根据公式W = Pt，可得有用功W⁷ = 70000×3600 = 2.52×10⁷J。

2.再计算汽油完全燃烧放出的热量：-汽油质量m = 5kg，热值q = 4.6×10⁷J/kg。

-根据公式Q = mq，可得总热量Q = 5×4.6×10⁷ = 2.3×10⁷J。

3.最后计算热机效率：-热机效率η = W⁷/Q×100% = (2.52×10⁷)/(2.3×10⁷)×100% ≈ 110%（此结果因忽略了能量损失等因素，实际热机效率不可能大于100%，仅为计算过程中的近似值）。

题目二：某柴油机的效率是40%，它工作时消耗10kg 柴油能做多少有用功？柴油的热值为4.3×10⁷J/kg。

解析：1.计算柴油完全燃烧放出的热量：-柴油质量m = 10kg，热值q = 4.3×10⁷J/kg。

- Q = mq = 10×4.3×10⁷ = 4.3×10⁷J。

2.计算有用功：-效率η = 40%，根据公式W⁷ = ηQ，可得有用功W⁷ = 40%×4.3×10⁷ = 1.72×10⁷J。

题目三：一台热机工作时，燃料燃烧每小时释放 1.2×10⁷J 的热量，若热机的效率为30%，求该热机每小时做的有用功是多少？解析：1.已知总热量Q = 1.2×10⁷J，效率η = 30%。

2.根据公式W⁷ = ηQ，可得有用功W⁷ = 30%×1.2×10⁷ =3.6×10⁷J。

九年级物理《热机的效率》知识点总结九年级物理《热机的效率》知识点总结热机的效率知识点：1.由于燃气的内能一部分被排出的废气带走，一部分由于机器散热而损失，还有一部分用来克服摩擦等机械损失，用于做有用功的部分在总体中的比例不可能达到 IO0%，一般情况下：蒸汽机效率 6%～15%，汽油机的效率 20～30%，柴油机的效率 30%～45%。

2.物理学习中已经学习过机械效率、炉子效率等效率问题，所谓效率是指有效利用部分占总体中的比值。

热机是利用燃料燃烧产生的内能做功的装置，用来做有用功的部分能量与燃料完全燃烧放出的能量之比叫热机的效率。

3.热机效率是热机性能的重要指标，人们在技术上不断改进，减小各种损耗，提高效率。

在热机的各种损失中，废气带走的能量在总体中所占比例最大，对这部分余热的利用是提高热机效率的主要途径。

热电站就是利用发电厂废气余热来供热，既供电，又供热，使燃料的各种利用率大大提高。

核心知识点：热机效率比较低，说明热机中燃料完全燃烧放出的能量中用来做有用功的部分比较少，即热机工作过程中损失的能量比较多，归纳起来有如下原因：第一，由于热机的各部分零件之间有摩擦，需要克服摩擦做功而消耗部分能量;第二，热机工作的排气冲程要将废气排出，而排出的气体中还具有内能，另外气缸壁等也会传走一部分内能;第三，燃料并未完全燃烧，使一部分能量白白损失掉，例如从汽车排出的气体中我们可以嗅到汽油的味道，这说明汽油机中的汽油未完全燃烧;第四，曲轴获得的机械能也未完全用来对外做功，而有一部分传给飞轮以维持其继续转动，这部分虽然是机械能，但不能称之为有用功。

据上所述，热机中能量损失的原因这么多，所以热机效率一般都比较低。

提高热机效率的途径：根据前面所归纳的损失能量的几个原因，我们只要有针对性地将各种损失的部分尽可能减小，便可使效率提高。

(1)减小各部分之间的摩擦以减小磨擦生热的损耗;(1)改善燃烧环境，调节油、气比例等使燃料尽可能完全燃烧;(3)充分利用废气的能量，提高燃料的利用率，如利用热电站废气来供热。

热机效率1、氢能源具有来源广、热值高、无污染等优点．氢气的热值为14.3×107J／kg，完全燃烧0.5 kg的氢气可放J的热量；若一罐氢气用去了一半，则剩余氢气的热值(大于／等于／小于)14.3×107J／kg。

2、某家庭需要将50kg、200C的水加热到600C，他们利用煤气灶烧水，需要燃烧多少Kg的煤气？已知煤气的热值q=4.2×107J/kg，水的比热容为c=4.2×107J/(kg·℃)3、现有一壶水要烧开需要吸收1.38×108J的热量，若不计热量损失，需要完全燃烧多少克煤油？(煤油的燃烧值是4.6×107焦／千克)若实际燃烧了5千克的煤油，放出的热量为多少？该煤油炉的效率是多少？4、泰安五岳专用汽车有限公司是一家大型的特种专用汽车生产基地。

该厂某型号专用车在车型测试中，在一段平直的公路上匀速行驶5.6km，受到的平均阻力是3.0×103N，消耗燃油1.5×10－3m3（假设燃油完全燃烧）。

若燃油的密度ρ＝0.8*103kg/m3，热值4×107J/kg，求：（1）专用车牵引力所做的功？（2）燃油放出的热量。

（3）该专用车的热机效率是多少？（4）汽车的轮胎上有凹凸不平的花纹，这样做的好处是什么？5、某台以汽油机为动力的起重机，能在5min内将12t货物举高8m，共耗汽油70g，这台汽油机的效率为多少？（汽油的热值4.6×107J/kg）6、一台拖拉机的输出功率为66kW，每小时消耗14kg的柴油，柴油的热值为4.6×107J/kg，则这台拖拉机的效率是多少？7、某汽车的输出功率是60kW，正常形驶的速度为54km/h，汽车的效率是25％，该汽车要是行驶108km，要消耗多少kg的汽油？（汽油的热值4.5×107J/kg）8、某辆小汽车油箱内装满35kg汽油，司机小王驾车到某城市执行任务，路程为300km。

人教版 九年级物理上册 第14章 《内能的利用》第2节 热机的效率 讲义（知识点总结+例题讲解）序号 知识点难易程度 例题数 变式题数 合计一 热值 ★★ 4 4 18二 热机的效率★★55一、热值：1.概念：我们把某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比，叫做这种燃料的热值；2.大小：热值在数值上等于1 kg 某种燃料完全燃烧放出的热量；3.公式：mQ q 放=（或VQ q 放=一般用于气体、液体燃料）（1）其中：m 为燃料的质量，V 为燃料的体积，q 为燃料的热值 （2）公式变形：qm Q =放 （已知热值及燃料质量，求燃烧放出的热）qQ m 放=（已知燃烧放出的热及热值，求燃料的质量）4.单位：焦每千克（符号是J/kg ）。

（1）热值的单位由热量的单位和质量的单位组合而成；（2）在国际单位制中，热量的单位是焦耳（J ），质量的单位是千克（kg ） 5.影响因素：热值是燃料本身的一种特性，只与燃料的种类和状态有关， 与燃料的形态、质量、体积等均无关； 6.常见物质的热值：①煤气的热值约为3.9×107J/m 3，物理意义为：体积为1m 3的煤气完全燃烧放出的热量为3.9×107J 。

②焦炭的热值3.0×107J/kg ，物理意义为：质量为1 kg 的煤气完全燃烧放出的热量为3.0×107J。

【例题1】一瓶酒精用去一半后，剩下的酒精( )A.热值不变，比热容减小一半B.热值不变，比热容不变C.热值和比热容都减小一半D.热值减小一半，比热容不变【答案】A【解析】解：A、喷气式飞机是将内能转化为机械能的装置，故A符合题意；BC、洗衣机和电动自行车都是将电能转化为了机械能，故BC不合题意；D、电饭煲是利用电流的热效应，故D不符合题意。

故选：A。

【变式1】现代火箭常用液态氢做燃料，氢的热值是1.4×108J/m3，在完全燃烧一样多的燃料时，可以获得更多的能量。

知识点总结热机的效率一、热机的基本原理热机是一种将热能转化为机械能的装置。

热机的基本原理是根据热力学第一定律和第二定律进行能量转换，实现热能到机械能的转化。

热机的工作原理涉及热量转移、热动力学和热力学循环等方面的知识。

二、效率的定义热机的效率是指热机从燃料或热源中获取的能量与工作输出的能量之间的比率。

效率通常用符号η表示，其定义为：η=W/Qh其中，W为热机的工作输出，Qh为热机从燃料或热源中获取的热量。

效率的单位为百分比或小数。

三、卡诺循环卡诺循环是理想热机的工作循环，它由等温过程和绝热过程组成。

卡诺循环在温度高的热源吸热、温度低的热源释热的过程中，实现了高效率的能量转换。

卡诺循环提出了一个理想热机的效率公式：η=1-Tc/Th其中，Th为热源的高温，Tc为热源的低温。

根据卡诺循环的效率公式可知，效率与热源温差有关，温差越大，效率越高。

四、卡诺定理卡诺定理是热力学第二定律的一个推论，它表明在给定的温度下，任何工作热机的效率都不可能超过卡诺循环的效率。

这就意味着卡诺循环是热机效率的上限。

卡诺定理给出了热机效率的理论极限，指导着人们设计更高效的热机和提高能源利用率。

五、实际热机的效率在实际热机中，由于摩擦、热传导、内部能量损失等因素的存在，使得热机的效率往往低于理想热机的效率。

实际热机的效率可以通过热机的热效率和机械效率两个方面来进行评价。

1. 热效率：热效率是指热机从燃料或热源中获取的能量与工作输出的能量之间的比率。

热机的热效率取决于燃料的热值和燃烧效率等因素。

2. 机械效率：机械效率是指热机的内部摩擦、机械传动等因素对工作输出能量的损耗情况。

机械效率取决于热机的设计和制造工艺等因素。

六、提高热机效率的方法为了提高热机的效率，可以从以下几个方面进行改进：1. 提高燃料的燃烧效率：采用高效燃烧技术，优化燃烧过程，减少燃料的损耗，提高热机的热效率。

2. 降低内部能量损失：采用优质材料、精密加工和润滑技术等手段，减少热机内部的摩擦、热传导和能量损失，提高机械效率。

《14.2热机的效率》专题练习题知识点回顾：1、燃料的热值①定义：某种燃料放出的与的其之比，叫做这种燃料的热值。

用符号“”表示。

②定义式：q= （q为热值）（若燃料是气体燃料q= ）③单位：，读作：焦耳每千克；读作：焦耳每立方米④关于热值的理解：热值反映的是某种物质的一种燃烧，同时反映出不同燃料燃烧过程中，化学能转变成内能的本领大小，也就是说，它是燃料本身的一种特性，只与燃料的有关，与燃料的形态、质量、体积等均无关。

2、热机的效率：(1)热机的能量流图：真正能转变为对外做的功的能量只是燃料燃烧时所释放能量的一部分。

(2)定义：热机工作时,用来，与燃料之比叫做热机的效率。

(3)公式：η= ×100%。

式中，Q有为做有用功的能量；Q总为燃料完全燃烧释放的能量。

(4)提高热机效率的主要途径①改善燃烧环境，使燃料尽可能，提高燃料的燃烧效率。

②尽量减小各种。

③减小各部件间的以减小因克服做功而消耗的能量。

④充分利用带走的能量，从而提高燃料的利用率。

专题练习：一、填空题1、小明在家中用煤气灶把3 kg,初温为30 ℃的水烧到80 ℃,消耗了30 g煤气,已知水的比热容是4.2×103 J/(kg·℃),煤气的热值为4.2×107 J/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%。

2.“可燃冰”作为新型能源, 完全燃烧放出的热量达到煤气的数十倍,这一点说明“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80 ℃。

[c水=4.2×103 J/(kg·℃),q煤气=4.2×107 J/kg]3.小华家新安装了一台太阳能热水器，每天能使600 kg的水温度升高30 ℃,那么这些水吸收的热量为J,这些热量相当于完全燃烧m3的天然气放出的热量。

[天然气的热值取4.2×107 J/m3,水的比热容c=4.2×103 J/(kg·℃)]4.木柴、焦炭、木炭等都是常用的燃料,取不同质量的这三种物质分别进行完全燃烧,得到了(1)从表中的数据可以得到,相同质量的不同燃料,它们完全燃烧所释放的热量是的;对于同一种燃料,质量越小,完全燃烧所释放的热量越。

第十四章内能的利用14.2 热机的效率一、学习目标1.从生活中体会不同燃料释放热的本领不同，建立热值的概念；能简单计算燃料释放出的热量。

2.能说出热机工作时燃料释放的能量的主要流向；知道什么是热机效率；如何提高热机效率。

二、学习过程一）、知识点梳理知识点一热值1、定义：，叫作这种燃料的热值。

物理意义：。

2、单位：，符号是3、关于热值的理解：①对于热值的概念，要注重理解三个关键词“1kg”、“某种燃料”、“完全燃烧”。

1kg是针对燃料的质量而言，如果燃料的质量不是1kg，那么该燃料完全燃烧放出的热量就不是热值。

某种燃料：说明热值与燃料的种类有关。

完全燃烧：表明要完全烧尽，否则1kg燃料化学能转变成内能就不是该热值所确定的值。

②热值反映的是某种物质的一种燃烧特性，同时反映出不同燃料燃烧过程中，化学能转变成内能的本领大小，也就是说，它是燃料本身的，只与有关，与燃料的形态、质量、体积等均无关。

3、公式：Q＝mq（q为热值）气体燃料完全燃烧放出热量的计算公式为Q=qV实际中，常利用Q吸＝Q放即cm(t-t0)=ηqm′联合解题。

3、酒精的热值是3.0×107J/kg，它表示：。

煤气的热值是3.9×107J/m3，它表示：。

4、火箭常用液态氢做燃料，是因为：。

知识点二热机效率热机的效率：公式：η=W有用/ Q总= W有用/qm提高热机效率的途径：使燃料充分燃烧尽量减小各种热量损失机件间保持良好的润滑、减小摩擦。

二)、例题练习例1、煤油的热值为4.6×107J/kg，其物理意义是，当煤油的质量减少为原来的一半时，剩余煤油的热值为J/kg。

练1.1、关于燃料的热值，以下说法中正确的是（）A：燃料燃烧时，质量越大，热值越大B：燃烧1kg某种燃料放出的热量叫做这种燃料的热值C：燃料的热值与燃料的种类有关系，与燃料的质量和燃烧状况无关D：燃料不完全燃烧时的热值比完全燃烧时的热值小练1.2 、将一瓶酒精用去三分之一，剩余酒精的（）A：热值、密度和比热容都不变B：热值、密度、比热容都变为原来的三分之二C：热值变为原来的三分之二，密度、比热容不变D：热值不变，密度、比热容变为原来的三分之二例2、千帆竞渡，百舸争流。

关于热机效率的计算题1. 热机效率基本概念- 热机效率eta=frac{W_有用}{Q_放}，其中W_有用是热机做的有用功，Q_放是燃料完全燃烧放出的热量。

Q_放=mq（m是燃料的质量，q是燃料的热值）。

2. 典型例题及解析- 例题1- 题目：一辆汽车在平直公路上匀速行驶，消耗燃油1.5L，已知汽车的牵引力是2000N，燃油的热值为4.6×10^7J/kg，燃油的密度为0.8×10^3kg/m^3。

求汽车发动机的热机效率。

- 解析- 首先计算燃油完全燃烧放出的热量Q_放。

- 已知燃油的体积V = 1.5L=1.5×10^- 3m^3，燃油的密度ρ =0.8×10^3kg/m^3。

- 根据m=ρ V，可得燃油的质量m=ρ V = 0.8×10^3kg/m^3×1.5×10^-3m^3=1.2kg。

- 又因为Q_放=mq，q = 4.6×10^7J/kg，所以Q_放=1.2kg×4.6×10^7J/kg = 5.52×10^7J。

- 然后计算汽车做的有用功W_有用。

- 已知汽车牵引力F = 2000N，汽车行驶的距离s（由于汽车匀速行驶，根据W = Fs，这里需要先求出s）。

- 假设汽车行驶了一段距离，根据V=(s)/(t)，由于没有给出时间t，我们可以从能量角度来计算。

- 汽车做的有用功W_有用=Fs，这里我们可以假设汽车消耗这些燃油行驶的距离s，根据W_有用=Fs，这里F = 2000N。

- 因为汽车匀速行驶，牵引力F与阻力f平衡，F = f = 2000N。

- 汽车做的有用功W_有用=Fs，我们先求s，根据W_有用=Q_放eta （这里先不考虑效率求s），W_有用=Fs，Q_放=mq，m=ρ V，F = 2000N，V = 1.5L，ρ = 0.8×10^3kg/m^3，q = 4.6×10^7J/kg。