热值、热机的效率和功率的有关计算

热机的效率热值定义：1kg 某种燃料完全燃烧放出的热量，叫做这种燃料的热值。

单位：固体燃料的热值的单位是焦耳每千克（J/kg ）、气体燃料的热值的单位是焦耳每立方米（J/m 3）。

热值是燃料本身的一种特性，只与燃料的种类有关，与燃料的形态、质量、体积无关。

公式：Q 放＝qm 、Q 放＝qV① Q ——放出的热量——焦耳（J ）；q ——热值——焦耳每千克（J/kg ）；m ——燃料质量——千克（kg ）。

② Q ——放出的热量——焦耳（J ）；q ——热值——焦耳每立方米（J/m 3）；V ——燃料体积——立方米（m 3）。

酒精的热值是3.0×107J/kg ，它表示：1kg 酒精完全燃烧放出的热量是3.0×107J 。

煤气的热值是3.9×107J/m 3，它表示：1m 3煤气完全燃烧放出的热量是3.9×107J 。

火箭常用液态氢做燃料，是因为：① 液态氢的热值大；② 液态氢的体积小，便于储存和运输。

燃料的有效利用、热机的效率燃料燃烧，使燃料的化学能转化为内能。

在实际应用中，燃料很难完全燃烧，所以放出的热量比实际计算出的要少。

另外，放出的热量又很难得到全部有效利用，总会有一部分热量损失。

例如，用蜂窝煤烧水时，热量损失的部分包括：① 未完全燃烧的部分；② 高温烟气带走的热量；③ 被容器、炉具、周围空气等吸收的热量。

有效利用燃料的一些方法：把煤磨成粉末状、用空气吹进炉膛（提高燃烧的完全程度）以较强的气流，将煤粉在炉膛里吹起来燃烧（减少烟气带走的热量）热机的效率：热机用来做有用功的那部分能量和完全燃烧放出的能量之比叫做热机的效率。

公式：总有用Q Q η ×100% 提高热机效率的途径：①使燃料充分燃烧，尽量减小各种热量损失；② 机件间保持良好的润滑，减小摩擦。

常见热机的效率：蒸汽机6%～15%、汽油机20%～30%、柴油机30%～45%第2节 热机效率1. 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. 0.5 kg 煤油和1.5 kg 煤油的热值一样大2. 一杯酒精烧掉一半以后,剩下的酒精 ( )A. 热值与比热容都减半B. 热值与比热容都不变C. 热值不变,比热容减半D. 热值减半,比热容不变3. 少数不法商人把一种黑色石头掺在优质煤中高价出售。

燃煤锅炉热效率效率计算————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：燃煤锅炉的热效率热效率计算根据《关于发展热电联产的规定》(计基础〔2000〕1268号)文件，热效率=（供热量+供电量×3600千焦/千瓦时）/（燃料总消耗量×燃料单位低位热值）×100%，供热量就是热力产品（热水、蒸汽）根据供热流量、压力、温度的参数进行焓值计算后得出的焦耳热值当量年度产量，加上年发电量换算成焦耳热值当量（kWh乘以3600），二者的和就是热电厂年产品总量（电+热）。

分母是热电厂的燃料消耗，如果是燃煤电厂，就用所耗煤种的低位热值（可以查到）*年耗煤吨量；如果是燃气电厂，就用天然气的热值*年耗气量。

电厂出口的总产品热值比上输入的各种一次能源消耗热值，就是热效率。

如何求解热效率当前，能源日逐紧张。

如何节能，如何提高能源的利用效率已是摆在人们面前的一个突出而现实的问题。

热效率的计算也成为中考热点问题。

如何求解热效率，下面通过一些典例进行分析归纳。

一、燃具的效率例1、小明学习了热学的有关知识后，他想估算一下自己家煤炉的效率是多少。

于是小明仔细记录了他家每天烧水、煮饭、炒菜需要的时间，并把它折算成了烧水的时间，相当于每天将30Kg20℃的水烧开。

小明家实际平均每天需要烧4块蜂窝煤，按每块蜂窝煤含煤0．５Kg算，他家每天实际用煤2Kg．普通煤的热值为３×１０７J/Kg,则他家煤炉的效率是多少？［分析与解］：煤炉烧水，化学能转化为内能，水吸收的热量是有用能量，完全燃烧煤所放出的热量是总的能量。

煤炉的效率可用η=Q有用／Q总×１００％＝cmΔt/m'q×１００％计算。

Q有用=cmΔt=4.2×103×30×(100-20)J=1.008×107JQ总＝mq＝2×3×107J＝6×107Jη＝Q有用/Q总×１００％＝1.008×107J／6×107J＝16.8％二热机的效率例2、小兵同学想知道一辆小汽车的实际效率是多少。

第2节热机的效率基础知识·细解读知识点一燃料的热值【重点+难点】1.燃料燃烧时的能量转化燃料的燃烧是一种化学反应，燃烧过程中，储存在燃料中的化学能被释放出来，加热物体，转变成物体的内能，即化学能转化为内能。

2.燃料的热值(1)定义：把某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比，叫作这种燃料的热值，热值用字母q表示。

(2)单位：焦每千克，符号是J／kg。

(3)物理意义表示燃料燃烧时放热的本领。

(4)理解热值的定义时注意三个关键词①某种燃料②完全燃烧③与其质量之比热值是个比值，它与释放的热量和质量无关，仅与燃料的种类有关。

生活物理不同燃料燃烧的效果图为一个家庭若只用某种燃料做饭时，该燃料一个月的用量，由图可知获得相同热量，需要的各种燃料的质量不同。

燃料的热值只与燃料的种类有关。

物理脱口秀 热值燃料特性日热值， 物理意义要理清。

质量体积不管用， 大小只由种类定。

3. 燃料燃烧的简单计算根据热值的定义我们可以推导出质量为m (或体积为V)的某种燃料完全燃烧时放出的热量的计算公式。

(1)固体和液体(2)气体【注意】(1)运算时单位一定要统一!(2)只有燃料完全燃烧时，才能用qm Q =或qV Q =进行计算。

【例1】 (山东日照中考)1 kg 铀全部裂变，释放的能量不低于2 000 t 煤完全燃烧时释放的能量。

已知煤的热值为3.0×107J ／kg ，那么1.2 k 铀全部裂变，释放的能量至少为 J 。

解析：1.2 kg 铀对应的煤的质量为m=1.2×2000 t=2400t 一2.4×106。

2.4×106kg 煤完全燃烧释放的能量为J J mq Q 1376102.7kg /103.0kg 104.2⨯=⨯⨯⨯==。

答案：7.2×1013 提醒mQq =的含义 由热值的定义得到mQq =。

注意公式中每个物理量都有其特殊的物理意义，不能错误地认为q 与Q 成正比，与m 成反比。

《热机的效率》教学设计教学目标1.从生活中体会不同燃料燃烧释放热的本领不同,建立热值的概念。

2.能简单计算燃料燃烧放出的热量。

3.能说出热机工作时燃料释放能量的主要流向,知道什么是热机效率。

学情分析教材从生活中学生熟悉的情景切入教学,真实自然,符合学生的认知规律,学生对日常生活中的热效率问题比较熟悉,可以先讨论生活中的热效率再过渡到热机效率。

使知识的过渡相对平稳,不至出现难度较大提升的情况。

利用教材中热机的能流图启发学生思考,引导学生分析,得出热机效率的概念。

然后联系实际情况,简单分析了提高热机效率的方法,从物理走向社会。

重点难点重点:燃料的热值和热机的效率。

难点:对热机效率的理解。

教学过程【导入】燃料的热值教师：展示图片要求学生找到共同点，讲述燃料的重要性和燃料燃烧的实质。

教师:生活中常见的燃料种类有哪些?学生:日常生活中,常见的燃料有煤、木柴、液化气、煤气、酒精、汽油、柴油,在农村还有烧农作物的秸秆,有些地区还有用牛粪作为燃料的。

教师:课件展示常见的燃料以及分类，并要求学生对列举的燃料进行分类。

(一)热值教师:提出两个生活中常见的问题：1.燃烧1kg的木材和燃烧5kg的木材，哪个放出的热量多？2燃烧15kg的木材和燃烧15kg的煤气，哪个放出的热量多？师生：一起交流回答得出结论：燃料燃烧放出热量的多少与燃料的种类和质量有关，引入燃料热值的概念。

教师: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。

教师:在用煤烧火时,会发现烧完后,还会有残留的煤块。

用酒精烧火时,能闻到酒精的气味,说明有一部分酒精还没有燃烧就散发到了空气中等。

这些情况都称为不完全燃烧(无论因为化学原因还是物理原因,意思是指燃料的燃烧产物中还含有某些可燃物质的燃烧),在实际中燃料都很难做到完全燃烧。

但在对热值的定义中是指燃料完全燃烧放出的热量,是实际燃烧中很难达到的一种状态。

师生:燃料热值的计算公式q=Q放/m教师:热值的单位符号是J/kg,读做焦每千克。

第2节 热机效率（知识点梳理）（解析版）★考点概览一、知识点与考点二、考点解析1.热机效率是本章重点内容，主要涉及到热值的概念及其相关计算，热机效率的计算三个方面。

故本节主要内容是应用热值进行有关计算问题，希望在复习中加强学生计算能力的培养。

中考试卷中有关效率和热值的计算，虽然分值不一定很高，但在考查学生计算能力和对效率概念的理解上，属于典型考题；考试题型以选择题、填空题为主，有的也作为一个知识点与其他压轴题结合。

2.考点分类：考点分类见下表1．热值（q ）：1kg 某种燃料完全燃烧放出的热量，叫热值；热值单位是：J/kg 。

（1）燃料燃烧放出热量：Q放＝qm ；（Q放是燃料放出的热量，单位是J ；q 是热值，单位是J/kg ；m 是质热机效率热值概念量，单位是kg。

）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是指燃料的质量，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等于热值的数值；某种燃料是指热值与燃料的种类有关；完全燃烧意思是燃料要完全烧尽，否则1kg燃料燃烧过程中，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，它是燃料本身的一种特性，只与燃料的种类有关，与燃料的形态、质量、体积等均无关。

2.热机的效率：用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之比，叫热机的效率。

热机的效率是热机性能的一个重要指标。

公式：3.在热机的各种损失中，废气带走的能量最多，设法利用废气的能量，是提高燃料利用率的重要措施。

注意：热机能量的损失：①燃料未完全燃烧（完全燃烧条件：充足空气，研磨成细颗粒）；②废气排出带走能量（废气的利用）；③克服磨擦，消耗能量（使用润滑剂，减小摩擦）。

★考点一：热值概念及应用◆典例一：（2020·南充）若一辆小汽车一年行驶一万公里，消耗1t汽油，这些汽油完全燃烧放出J的热量；某次行驶过程中，该汽车汽油机曲轴的转速为3600r/min，在1s内汽油机对外做功次（q汽＝4.6×107J/kg）。

燃煤锅炉的热效率热效率计算根据《关于发展热电联产的规定》(计基础〔2000〕1268号)文件，热效率=（供热量+供电量×3600千焦/千瓦时）/（燃料总消耗量×燃料单位低位热值）×100%，供热量就是热力产品（热水、蒸汽）根据供热流量、压力、温度的参数进行焓值计算后得出的焦耳热值当量年度产量，加上年发电量换算成焦耳热值当量（kWh乘以3600），二者的和就是热电厂年产品总量（电+热）。

分母是热电厂的燃料消耗，如果是燃煤电厂，就用所耗煤种的低位热值（可以查到）*年耗煤吨量；如果是燃气电厂，就用天然气的热值*年耗气量。

电厂出口的总产品热值比上输入的各种一次能源消耗热值，就是热效率。

如何求解热效率当前，能源日逐紧张。

如何节能，如何提高能源的利用效率已是摆在人们面前的一个突出而现实的问题。

热效率的计算也成为中考热点问题。

如何求解热效率，下面通过一些典例进行分析归纳。

一、燃具的效率例1、小明学习了热学的有关知识后，他想估算一下自己家煤炉的效率是多少。

于是小明仔细记录了他家每天烧水、煮饭、炒菜需要的时间，并把它折算成了烧水的时间，相当于每天将30Kg20℃的水烧开。

小明家实际平均每天需要烧4块蜂窝煤，按每块蜂窝煤含煤0．５Kg算，他家每天实际用煤2Kg．普通煤的热值为３×１０７J/Kg,则他家煤炉的效率是多少？［分析与解］：煤炉烧水，化学能转化为内能，水吸收的热量是有用能量，完全燃烧煤所放出的热量是总的能量。

煤炉的效率可用η=Q有用／Q总×１００％＝cmΔt/m'q×１００％计算。

Q有用=cmΔt=4.2×103×30×(100-20)J=1.008×107JQ总＝mq＝2×3×107J＝6×107Jη＝Q有用/Q总×１００％＝1.008×107J／6×107J＝16.8％二热机的效率例2、小兵同学想知道一辆小汽车的实际效率是多少。

初三物理热机和热值【本讲教育信息】一. 教学内容：热机和热值二. 重点、难点：1. 知道热机的原理，知道内燃机的冲程和能量转化．2. 知道什么是热值，掌握热值的相关计算．三. 知识点分析：（一）热机1. 热机是把内能转化为机械能的装置．2. 内燃机有吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程．3. 压缩冲程把机械能转化为内能，做功冲程把内能转化为机械能．（二）热值1. 热值：1kg的某种燃料完全燃烧所放出的热量叫做这种燃料的热值．2. 公式：Q=mq3. 单位：J/kg（三）能量守恒定律【典型例题】例1：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燃烧情况无关B. 容易燃烧的燃料，热值一定大C. 煤的热值大于干木柴的热值，燃烧煤放出的热量一定比燃烧干木柴放出的热量多D. 为了提高锅炉的效率，一定要用热值高的燃料选题目的：本题用于考查对热值的掌握和理解．解析：燃料的热值是燃料的一种特性，它只与燃料的种类有关，而与燃料的质量、燃烧与否无关，故选项B是错的．燃料燃烧时放出的热量与燃料的热值、燃料的质量、燃烧是否完全有关，选项C中只知道煤的热值较干木柴的大，两者的质量关系、燃烧是否完全并不知道，因此不能确定谁放出的热量多，炉子的效率与燃料燃烧的完全程度和热量散失程度有关，与燃料的热值大小无关，故正确答案：A．例2：一桶煤油用掉了一半，则剩下的煤油（）A. 密度和热值不变，比热容减为原来的一半B. 比热容和密度不变，热值减为原来的一半C. 热值和比热容不变，密度减为原来的一半D. 密度、热值和比热容都不变选题目的：本题用于考查密度、热值和比热容的掌握和理解．解析：物质的密度、燃料的热值和物质的比热容都是表现物质本质属性的物理量，因此对于给定的物质来说，这三个物理量的数值都不会发生变化．答案选D．错选A是不理解比热容的概念，不知道比热容是表示物质特性的物理量，错认为比热容值与物体的质量成反比，物体的质量减少一半，则其比热容值减少一半．错选B是不理解热值的物理意义．热值是表示燃料燃烧本领的物理量，它表示了燃料的一种特性．物质确定后，则该燃料的热值也就随之确定．错选C是错误理解物质密度的定义，误认为物体的密度与物体的质量和体积有关．以上三个错误都是由于不理解物质的特性量是由物质本身决定的，把物质的特性量与一般的物理量概念等同，因而得出了错误结论．例3：完全燃烧2kg汽油放出多少热量？要放出6.0×106J的热量，需完全燃烧多少克酒精？解：可根据燃烧值的定义去分析计算．汽油的燃烧值为4.6×107J/kg，表示完全燃烧1kg汽油放出的热量为4.6×107J，完全燃烧2kg汽油放出的热量Q=燃烧值×质量=4.6×107J/kg×2kg=9.2×107J．酒精的燃烧值是3.0×107J/kg，表示完全燃烧1kg酒精放出的热量为3.0×107J．放出6.0×106J的热量，需完全燃烧的酒精的质量m=热量/燃烧值=6.0×106J/3.0×107J/kg=0.2kg=200g．答：完全燃烧2kg汽油放出热量9.2×107J．需燃烧酒精200g．例4：汽油机工作过程由四个冲程组成，在这些冲程中，内能转化为机械能的是（）A. 吸气冲程B. 压缩冲程C. 做功冲程D. 排气冲程选题目的：本题用于考查知道汽油机工作过程由四个冲程组成，考查理解在汽油机工作的四个冲程中，发生能量转化的情况．解析：知道汽油机工作的四个冲程中，只有在做功冲程与压缩冲程中发生能量转化．且只有在做功冲程中，是将燃气的内能转化为活塞的机械能．本题易错点是不知道汽油机工作的四个冲程中，发生能量转化的情况．汽油机工作中发生能量转化的情况是将燃气燃烧产生的内能转化为活塞的机械能．在汽油机工作过程中只在做功冲程中完成这种能量转化，而其他的几个冲程都是辅助冲程，因此，在分析汽油机工作过程中的能量转化的情况时，只要明确汽油机工作原理，理解汽油机工作的四个冲程中，只有在做功冲程与压缩冲程中发生能量转化，就能得出正确答案．在汽油机工作过程中，只有在做功冲程与压缩冲程中发生能量转化．在压缩冲程中主要是将机械能转化为气体的内能．在做功冲程中，主要是将气体的内能转化为活塞的机械能．答案：C．例5：关于热机的效率，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. 热机的功率大，效率就一定高C. 热机单位时间里耗费的燃料少，热机的效率就一定高D. 以上说法都不对选题目的：本题用于考查学生对效率和功率知识点的理解．解析：热机的效率是用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之比．热机做的有用功多，但消耗的燃料完全燃烧所放出的能量没有确定，就无法比较热机的效率的高低．热机的功率大，只表示单位时间内做的有用功多．在热机单位时间里所消耗燃料完全燃烧所放出的能量没有确定的情况下，也无法判断热机效率高低．热机单位时间里消耗的燃料少，在热机功率没有确定的情况下，无法确定单位时间里热机所做的有用功的多少，因而无法判断热机的效率高低．答案：选D．例6：汽油机的效率往往比柴油机低，这说明（ ） A. 汽油机的功率比柴油机小 B. 汽油机做的功比柴油机少 C. 柴油机消耗柴油多D. 柴油机的内能转化为机械能的百分比大选题目的：本题用于考查内燃机的效率．解析：热机的效率与功率、做功多少没有直接关系．汽油机的效率低，根据热机效率的定义可知，是用来做有用功的那部分能量，即转化成机械能的那部分能量，占燃料完全燃烧所放出的能量的百分比小，故D 对．热机的效率不是功率，故A 错．做功的多少取决于功率和时间，并不是由热机的效率决定的，故B 错．C 的说法中，条件不足故不对．答案：D ．例7：把5kg40℃的水烧开，需要完全燃烧多少千克的干木柴？（已知干木柴的热值为7102.1⨯J ／kg ，外界为标准大气压，并且燃料完全燃烧放出的热量全部被水吸收）选题目的：本题用于考查燃料燃烧放热公式的使用，考查一标准大气压下水的沸点． 解析：应注意在标准大气压下，水的沸点是100℃．即水烧开时的温度为100℃，利用吸热公式)(0t t cm Q -=吸可以算出将水烧开要吸收多少热量，再利用燃料的热值求干木柴的质量．本题的易错点是将q Q m /=错写成Qq m =，由于公式使用错误使得最后的结果出错．由于忽视单位换算，也是导致解题出现错误的原因之一．解：630101.26C)40C 100(kg 5)C J/(kg 102.4)(⨯=︒-︒⨯⨯︒⋅⨯=-=t t cm Q 吸J ．因为6101.26⨯==放吸Q Q J ．所以，干木柴质量105.0J/kg 102.1/J 101.26/76=⨯⨯=='q Q m kg ．例8：已知无烟煤的热值为7104.3⨯J ／kg ，20g 无烟煤完全燃烧所放出的热量若全部被2kg30℃的水吸收，在1标准大气压下水温可以升高到多少摄氏度？选题目的：本题用于考查物体吸放热的公式，燃料燃烧放热公式的掌握，以及液体沸腾的特点．解析：掌握物体吸放热的公式，会根据物体吸放热的公式与燃料燃烧放热公式正确列出热平衡方程，并能利用液体沸腾的特点正确对计算结果进行分析，得出正确结论．解：57106.80.02kg J/kg 104.3⨯=⨯⨯==qm Q 放J ．)(0t t cm Q -=吸 因为放吸Q Q =，所以C 111C 30]kg 2)C J/(kg 102.4/J 108.6[)/(350︒≈︒+⨯︒⋅⨯⨯=+=t cm Q t 吸．在1标准大气压下水的沸点是100℃，水在100℃沸腾后，水吸收热量只是为了完成沸腾，但水温保持不变．所以水温只能升高到100℃．本题易错点是机械地套用公式放吸Q Q =，即qm t t cm =-)(0，算出111=t ℃．没有考虑到在一个标准大气压下水的沸点是100℃这一隐含条件，这个答案不符合实际情况，同时也忽视了公式t cm Q ∆=吸的适用范围，即只在没有物态变化时适用．例9：质量为0.5kg 的铝壶里装着5kg20℃的水，将铝壶放在煤炉上加热，效率为20％，问：要燃烧多少无烟煤才能将水烧开？〔无烟煤的热值为J/kg 104.37⨯，铝的比热容为C)J/(kg 100.883︒⋅⨯〕解：正确理解效率的概念，水吸收的热量才是有效利用的热量． 正确解法：630101.68C)20C (1005kg C)J/(kg 102.4)(⨯=︒-︒⨯⨯︒⋅⨯=-=t t m c Q 水水吸J0.247kgJ/kg103.4J 108.4 J108.4J/20%1068.1%20/%,207666=⨯⨯==∴=⨯=⨯==∴=qQ m q m Q Q Q Q Q 放煤煤放吸放放吸【模拟试题】（答题时间：45分钟）一、填空题1. 燃料的燃烧是一种___化学___变化，在燃烧的过程中，燃料的__化学____能转化为____内__能，也就是通常所说的释放出能量。

专题04 热机的效率1．炉子的效率：（1）定义：炉子有效利用的热量与燃料完全燃烧放出的热量之比。

（2）公式：η=Q有效/ Q总= cm(t-t0)/ qm′2．热机的效率：（1）定义：用来做有用功的那部分能量，与燃料完全燃烧放出的能量之比，叫做热机的效率。

（2）公式：η=W有用／Q总。

（3）意义：热机效率是反映热机工作时，燃料利用率的物理量。

（4）由于热机工作时，不可避免的要有能量损失，所以热机效率总小于1。

（5）提高热机效率的主要途径：①使燃料充分燃烧；②尽量减少各种损失；③在热机的时间和制造上，采用先进的技术；④保证良好的润滑，较小摩擦阻力。

典型例题【哈尔滨市南岗区2014年中考调研测试（一）物理试卷】给汽车加油时，会闻到汽油味，这是______________现象．当汽油在发动机内燃烧不充分时会冒“黑烟”，这时发动机的效率________（填“升高”、“不变”、“降低”）．解析：给汽车加油时，会闻到汽油味，这是由于汽油分子在不停的做无规则运动造成的，这是扩散现象。

汽油在发动机内燃烧不充分时冒黑烟，放出的热量就会减少，这样发动机所做的有用功就会减少，机械效率就会降低。

答案：扩散降低针对练习1 【江苏省南京市鼓楼区2014年中考二模】用两个玻璃杯做“棉纱滴水实验”如图（a）、（b）示，过一段时间杯中棉纱末端有水滴出；右图是某品牌小轿车的能流图，能量转化效率为，用图中损失的化学能计算，可使汽车水箱内质量为40㎏的水温度升高℃。

[水的比热容为4.2×103J/（㎏·℃）]针对练习2 【江苏省江阴市澄东片2014届中考二模物理试题】工地上有一大型汽吊，把100t 建筑材料从地面吊到15m 高处，汽车吊做的有用功为 J ．在这过程中，汽吊消耗柴油的质量为2.0kg ，则完全燃烧2.0kg 柴油释放的内能为 J ，该过程中汽车吊的效率为 %．（柴油的热值为q =4.3×107J/kg ，取g =10N/kg ）2、 1.5×107；8.6×107；17.4 解析：由功的公式W=FS=GS=mgS =100000kg×10N/kg×15m=1.5×107J ；Q 放=m q =2.0kg×4.3×107J/kg=8.6×107J ；000077004.17100106.8105.1100=⨯⨯⨯=⨯=JJ Q W 放η。

第2节 热机的效率01 知识管理) 1．燃料的热值定 义：某种燃料__完全__燃烧放出的热量与其质量__之比__． 公式：q ＝__Q 放m __、q ＝__Q 放V__(部分气体)．注 意：热值表示燃料在完全燃烧时把化学能转化为内能的本领大小． 2．热机的效率定 义：用来做__有用功__的那部分能量，与燃料__完全燃烧__放出的能量之比，叫做热机的效率．计算公式：η＝W 有用Q 放×100%02 基础题 知识点1 燃料的热值1．木炭的热值为3.4×107 J/kg ，它表示1 kg 木炭(D) A ．具有3.4×107 J 的热量 B ．具有3.4×107 J 的内能 C ．完全燃烧对外做功3.4×107 J D ．完全燃烧放出热量3.4×107 J 2．下列关于热值的说法正确的是(D) A ．2 kg 煤的热值大于1 kg 煤的热值 B ．燃料热值越大，燃烧放出的热量越多 C ．燃料燃烧不完全时热值变小D ．燃料的热值是燃料本身的特性，与其他因素无关3．(黑龙江中考)一个成年人参加一次长跑，身体消耗的能量为6.6×106 J ，这些能量需要完全燃烧0.55 kg 的干木柴才能得到，则干木柴的热值为__1.2×107__J/kg ；干木柴用掉一半后，剩余干木柴的热值将__不变__(填“变大”“变小”或“不变”)．4．(石家庄新乐市联考)如图所示是汽油机四冲程中的__做功冲程__，该冲程在工作时将内能转化为__机械能__；若汽油机在工作时，共消耗了0.6 kg汽油，则这些汽油完全燃烧会释放出__2.76×107__J的热量．(汽油的热值为4.6×107 J/kg)5．根据下表列出的四种燃料的热值(单位：J/kg)，回答下列问题：酒精柴油煤油氢3.0×1074.3×107 4.6×107 1.4×108(1)质量相等的四种燃料完全燃烧后，放出热量最少的是__酒精__；选用__氢__作为卫星运载火箭的燃料较好．(2)完全燃烧__2__kg煤油放出的热量为9.2×107 J.知识点2热机的效率6．甲内燃机比乙内燃机的效率高，表示(D)A．甲内燃机做功多B．甲燃料的热值比乙燃料的热值大C．工作时间相同，甲耗油较少D．甲用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧放出的能量之比较大7．(石家庄新乐市联考)如图所示是内燃机的能量流向图，由图可知，该内燃机的效率是(C)A．10% B．20% C．35% D．45%8．(石家庄28中期中)下列提高热机效率的方法中，错误的是(A)A．尽量减小热机的功率B．尽量使燃料完全燃烧C．尽量减小各种热损失D．保证转动部分的良好润滑9．热机效率是热机性能的一个重要指标．有一热机，若一部分燃料完全燃烧时，放出的能量为8×103 J，其中用来做有用功的那部分能量为3×103 J，该热机的效率是__37.5%__．03中档题10．(西宁中考)古语道：“人要实，火要虚．”此话的意思是说做人要脚踏实地，才能事业有成；可燃物要架空一些，才能燃烧更旺．“火要虚”的目的是(D)A．增大可燃物的热值B．降低可燃物的着火点C．能使可燃物完全燃烧D．提高了可燃物的利用率11．小明测试了自己家中分别单独使用不同种类的燃料时的平均月消耗量分别为：木柴约100 kg，烟煤约40 kg，液化石油气约15 kg，煤气约30 kg，这四种燃料中哪种燃料的热值最高(C) A．木柴B．烟煤C．液化石油气D．煤气12．如图所示是A、B两种燃料完全燃烧释放的热量Q与其质量m的关系图，从图中可看出A 燃料的热值__于__(填“大于”“小于”或“等于”)B燃料的热值．13．在四冲程汽油机工作过程中，实现机械能转化为内能的是__压缩__冲程，汽油机产生2.3×107 J的热量需要完全燃烧__0.5__kg的汽油(汽油的热值为4.6×107 J/kg)．14．有甲、乙两台汽油机，它们的功率之比是2∶1，它们的热机效率之比是5∶4，那么在相同的时间里，它们所消耗的汽油的质量之比是__8∶5__．15．(石家庄28中期中)新农村建设中正大力推广使用瓶装液化气，如果每瓶中装入10 kg液化气，液化气的热值取4.2×107J/kg，则每瓶液化气全部完全燃烧放出的热量是__4.2×108__J，若放出的热量有30%被水吸收利用，则在标准大气压下，600 L、20 ℃的水温度可升高__50__℃.[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]16．(石家庄41中期末)如图所示，甲、乙、丙三个实验装置完全相同，燃料a、b的质量都为10 g，烧杯内液体a、b的质量均为100 g．当燃料完全燃烧后，甲、乙、丙装置中温度计升高的示数分别为20 ℃、30 ℃、35 ℃.(1)燃料a的热值__<__燃料b的热值；液体a的比热容__>__液体b比热容．(填“>”“<”或“＝”)(2)若液体a 是水，则水吸收的热量是__8.4×103__J ；小明用水吸收的热量除以燃料a 的质量，得到了燃料a 的热值，但是得到的结果比查阅相关资料得到的燃料a 的热值小得多，你认为原因是__燃料没有完全燃烧(存在热量损失；热效率低等，合理即可)__．[c 水＝4.2×103 J/(kg·℃)]【拓展】实验室备有酒精温度计、煤油温度计和水银温度计(玻璃泡中液体质量相等)，小明查阅资料得到几种物质的数据如下表所示，则：(1)在探究水沸腾的特点时，不能选用__酒精__温度计．(2)在测量质量较小但温度较高的物体温度时，温度计吸收的热量就会影响被测物体温度，这种情况下为了使测量值更接近真实值，应选择__水银__温度计．17．某热水器5 h 可使100 kg 的水温度升高60 ℃，求： (1)水吸收的热量是多少？(2)若使用液化气加热这些水，液化气完全燃烧放出热量的50%被水吸收，则将这些水加热到同样的温度需要燃烧多少千克液化气？[c 水＝4.2×103 J/(kg·℃)，液化气热值q ＝4.5×107 J/kg]解：(1)水吸收的热量：Q 吸＝c 水m Δt ＝4.2×103 J/(kg·℃)×100 kg ×60 ℃＝2.52×107 J (2)液化气完全燃烧放出热量的50%被水吸收，即Q 吸＝50%×Q 放 Q 放＝Q 吸50%＝2.52×107 J50%＝5.04×107 J由Q 放＝m 液化气q 得，燃烧液化气的质量： m 液化气＝Q 放q ＝5.04×107 J 4.5×107 J/kg ＝1.12 kg04 拓展题18．一汽车以20 m/s 的速度匀速行驶100 km 时消耗的燃料是5 kg ，如果汽油的热值是4.6×107 J/kg ，汽车发动机的输出功率是12 kW ，此时有用功和发动机的热机效率是多少？(结果保留两位有效数字)解：根据v ＝st 可知，汽车行驶时间：t ＝s v ＝100×103 m 20 m/s ＝5×103 s汽车的有用功：W ＝Pt ＝12×103 W ×5×103 s ＝6×107 J 燃料燃烧释放的能量：Q ＝qm ＝4.6×107 J/kg ×5 kg ＝2.3×108 J 发动机的效率：η＝WQ ×100%＝6×107 J 2.3×108 J ×100%≈26%。

热机效率一、热值1．定义：1kg某种燃料完全燃烧放出的热量，叫做这种燃料的热值。

2．单位：J/kg说明：（1）燃烧时燃料的化学能转变为内能，热值反映燃料化学能转变成内能的本领大小（2）热值反映的是某种物质的一种燃烧特性，只与燃料的种类有关，与燃料的形态、质量、体积等均无关。

3．公式：Q＝mq（q为热值）。

说明：酒精的热值是3.0×107J/kg，它表示：1kg酒精完全燃烧放出的热量是3.0×107J。

煤气的热值是3.9×107J/m3，它表示：1m3煤气完全燃烧放出的热量是3.9×107J。

4．应用火箭常用液态氢做燃料，是因为：液态氢的热值大，体积小便于储存和运输二、热效率1．炉子的效率：（1）定义：炉子有效利用的热量与燃料完全燃烧放出的热量之比。

（2）公式：η=Q有效/ Q总= cm(t-t0)/ qm′2．热机的效率：（1）热机用来做有用功的那部分能量和完全燃烧放出的能量之比叫做热机的效率。

（2）公式：η=W有用/ Q总= W有用/qm（3）提高热机效率的途径：①使燃料充分燃烧；②尽量减小各种热量损失；③机件间保持良好的润滑、减小摩擦。

考点1 热值的理解1．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，与燃料的质量和燃烧状况无关B．燃烧1千克某种燃料放出的热量叫这种燃料的热值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2．烧开同样一壶水，完全燃烧的干木材与完全燃烧的无烟煤质量不同，是因为干木材和无烟煤具有不同的（ ）A．热值 B．比热容C．内能 D．热量3．一瓶酒精用去一半，则剩下的酒精（ ）A．比热容减半 B．热值减半C．密度减半 D．质量减半考点2 热效率1．热机的效率是热机性能的一个重要指标，下面关于热机效率的叙述中不正确的是（ ）A．在设计和制造上，要不断改进和革新，以减少各种能量损失，就有可能使热机的效率达到100%B．两辆型号相同的小汽车，以相同的速度行驶相同的路程，耗油量小的那辆车效率高C．热机要正确使用、注意保养，可提高效率D．在热机的各种损失中，废气带走的能量最少，设法利用废气的能量是提高燃料利用率的重要措施2．有经验的柴油机维修师，不用任何仪器，只是靠近柴油机排气管口观察和用鼻子闻一下，并将手伸到排气管口附近感觉一下尾气的温度，就能初步判断这台柴油机的节能效果．在同样负荷的情况下，关于柴油机的节能效果，下列判断正确的是（ ）A．尾气的温度越高，柴油机越节能B．尾气的温度越低，柴油机越节能C．尾气的柴油味越浓，柴油机越节能D．尾气的颜色越黑，柴油机越节能3．甲柴油机的效率比乙柴油机的效率高，这表明（ ）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．甲柴油机内能转化为机械能的百分比大4．以下提高热机效率的方法中，错误的是（ ）A．尽量减小热机功率 B．尽量使燃料充分燃烧C．保证转动部分良好的润滑 D．尽量减少各种热散失考点3 有关热效率的计算1．如图所示为内燃机的能量流向图，热机效率（η）等于（ ）2．已知干木柴的热值是1.2×107 J/kg，完全燃烧0.7 kg干木柴能放出多少热量？假设这些热量全部被水吸收，能使多少千克水的温度由20 ℃升高到70 ℃？已知水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃).3．将2kg的水从20℃加热100℃到，需要吸收多少热量？若这些热量全部由酒精燃烧来提供，酒精燃烧放出的热量只有70%被水吸收，需燃烧多少g的酒精？（C水=4.2×103J/(kg·℃)， q酒精=3.0×107J/kg）4．安全、清洁、方便的太阳能越来越受到人们的重视和广泛利用.如图17所示，一太阳能热水器内装有质量为250kg，温度为20℃的水，在阳光照射一段时间后，水温升高到80℃.［c水=4.2×103J/(kg·℃)］（1）水吸收的太阳能是多少?（2）这些能量相当于完全燃烧多少千克干木柴放出的热量? [q干木柴=1.2×107J/kg]5．如图所示，总质量为1500kg的小汽车每条轮胎与地面的接触面积为0.03m2，该车以72km/h的速度由小明家沿水平直路行驶到学校用了0.5h．已知汽车在行驶过程中受到的阻力是车重的0.05倍，g=10N/kg．求：（1）汽车对地面的压强；（2）小明家道学校的距离；（3）在此过程中汽车牵引力做的功；（4）若在此过程中汽车消耗了2kg汽油，汽油的热值为4.5×107J/kg，则汽车能的利用率多大．6．重4100N 的汽车在水平路面匀速运动，所受阻力为920N，汽车牵引力功率为9.2kW，其汽油发动机效率为20%（汽油热值是（4.6x107J/kg）（1）在图表示汽车的方框上画出汽车匀速运动过程中水平方向受力示意图．（2）求汽车运动100s内①发动机对汽车的牵引力多大？②牵引力做了多少功？③汽车通过的距离多长？④发动机消耗汽油质量是多少？7．汽车已进入百姓家庭，汽车发动机性能的好坏倍受人们关注．在汽车发动机的设计过程中，既要考虑能量的有效利用，又要考虑发动机的冷却问题．[汽油热值为4.6×107J/kg，汽油密度为0.7×103kg/m3，水的比热容为4.2×103 J/（kg•℃）]（1）为了防止发动机过热，汽车的冷却系统常用水的循环来降低发动机的温度.5kg水在冷却系统中温度升高50℃，所吸收的热量是多少？（2）10L汽油在汽车发动机汽缸内燃烧30min，可以释放出多少能量（假设汽油完全燃烧）？若发动机输出的功率为6×104W，则此汽车发动机的效率是多少？（汽车发动机效率的计算结果精确到1%）8．如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同．燃料的质量都是10g，烧杯内的液体质量也相同．（1）比较不同燃料的热值，应选择两图进行实验；比较不同物质的比热容，应选择两图进行实验；（2）水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），它的物理含义是；（3）酒精的热值为3.0×107J/kg，完全燃烧10g酒精放出的热量为J．1．煤炭是一种重要能源．区别优劣煤的质量最科学的办法是检测下列物理量中的（ ）A．比热容 B．密度 C．热值 D．温度2．一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 B．质量变小，比热容变小，热值不变C．质量不变，比热容不变，热值变小 D．质量变小，比热容不变，热值不变3．北京时间2010年8月1日5时30分，我国在西昌卫星发射中心用“长征三号甲”运载火箭，将第五颗北斗导航卫星成功送入太空预定转移轨道．如图所示是发射时的情景，对此，下列说法中错误的是（ ）A．火箭中燃料的燃烧是将化学能转化为内能B．火箭的燃料用液态氢，是因为液态氢具有较大的热值C．火箭上升过程中的机械能是由内能转化而来的D．发射架周围的“白气”是由大量水蒸气汽化而成的4．下列说法中正确的是（ ）A．热机工作时，因为有热损失，所以能量不守恒B．使用的燃料的热值越高，热机的效率越高C．做功本领越大的热机，其效率就越高D．有用功占燃料完全燃烧放出热量的比例越大，热机的效率越高5．在热机工作过程中的各类能量损失中（ ）A．散热损失的热量最多 B．燃料不完全燃烧带走的热量最多C．克服摩擦损失的能量最多 D．废气带走的能量最多6．某中学为学生供应开水，用锅炉将200kg的水从25℃加热到100℃，燃烧6kg的无烟煤，水的比热为4.2×103J/（kg•℃），无烟煤的热值是3.4×107J/kg，试求：（1）锅炉内200kg的水吸收的热量是多少？6kg无烟煤完全燃烧放出的热量是多少？（2）此锅炉的效率是多少？7．目前，“节能减排”已引起全球的关注．如何减少能耗，提高汽车发动机的效率越来越受到人们的重视，（1）大多数家用汽车的发动机均为汽油机，它把汽油燃烧产生的内能部分转化成机械能，再通过传动机构将动力传给车轮使汽车行驶．请你将图中汽油机工作时的能流图补充完整．（2）发动机的效率是汽车的经济性能指标之一．厂家提供的某汽车出厂的部分参数如下；①测试数据：汽车在平直公路上以90km/h的速度匀速行驶时，百公加热的时间/min0123456甲杯水温/℃25272932343638乙杯水温/℃25262728293031里耗油量为V 0（L ），发动机输出功率为P 0（kW ）；②使用燃料：93#汽油[热值为q 0（J/kg ）、密度为ρo （kg/m 3）]．请用以上参数推算出在测试条件下，该汽车发动机的效率．8．一辆汽车沿着长为8km 的平直公路匀速行驶，开完全程共耗时5min ，汽车发动机牵引力为3000N ，共消耗汽油1L ．汽油的密度ρ=0.7×103kg/m 3；汽油的热值q=4.6×107J/kg （表示完全燃烧1kg 汽油所放出的热量是4.6×107J ）．求：（1）汽车行驶的速度是多少km/h ？（2）汽车发动机牵引力的功率是多大？（3）汽车发动机的效率是多大？（结果保留两位小数）9．某以汽油为燃料的观光汽车沿该盘山公路（盘山公路近似处理为斜面）以36Km/h 的速度匀速行驶，经过15min 从山脚到达山顶；汽车上山时沿路面获得的牵引力恒为9.2×103N ．该汽车的效率为30%，汽油热值q=4.6×107J/Kg ，求：（1）汽车上山时牵引力的功率为多大？（2）汽车从山脚到山顶消耗了多少千克的汽油？10．某同学学习了燃料的热值后，自己设计了一个实验来探究煤油和菜籽油的热值大小关系．他实验时组装了如图所示的两套规格完全相同的装置，并每隔1分钟记录了杯中水的温度（见下表）．（1）在安装、调整实验器材时，科学合理的顺序是（在甲图中）：先调整固定的位置，再调整固定的位置（选填“A”或“B”）．（2）为保证实验结论的可靠性，实验时应控制两套装置中相同的量有加热时间和水的、．（3）通过表中记录本的数据，你认为煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是．（4）该同学实验前用天平测出了烧杯中水的质量及两油灯中燃料的质量，并根据记录的数据，利用公式Q吸=cm（t-t0）计算出了水吸收的热量，他认为通过这些数据能准确地计算出煤油和菜籽油的热值．你认为他的计算结果可靠吗？，为什么？．。