下载文档原格式
热机效率基础计算题专题练习1、一辆氢气动力试验汽车10min内在平直路面上匀速行驶了1.2×104m，消耗了0.1 5kg 的氢气．此过程中汽车发动机产生的牵引力为1.0×103N（氢气的热值取1.4×108J/kg ）．则：（1）氢气燃烧产生的热量；（2）汽车的牵引力做的功；（3）汽车发动机的效率．2、用天然气灶烧水，燃烧0.3ｍ3的天然气，使50㎏的水从20℃升高到70℃，已知水的比热容为4.2×103J/（㎏·℃），天然气的热值为7×107J/ｍ3，求（1）0.3ｍ3天然气完全燃烧放出的热量？（2）水吸收的热量；（3）天燃气灶的效率？3、已知天然气的热值为3.8×107J/m2，水的比热容为4.2×103J/（kg·℃）。
求：（1）完全燃烧1.4×10-2m3天然气放出多少热量?（2）若某天然气灶的效率为60%，则这些天然气可将质量为3.8kg，初温为25℃的水加热到多少℃?（当地的大气压强为1标准大气压）4、完全燃烧0.5kg的煤气，如果放出热量的50％被水吸收，可以100kg的30℃水温度升高多少？（q煤气=4.2×107J/kg,c=4.2×103J/（kg·℃）5、2kg的水从30℃升高到80℃，水吸收多少热量？这些热量由煤气完全燃烧提供，假设煤气完全热量放出热量的50％被水吸收，则需要多少千克煤气？（q煤气=4.2×107J/kg,c 水=4.2×103J/（kg·℃））6、首批30辆氢燃料新能源公交车投放使用。
氢燃料具有清洁无污染、效率高等优点，被认为是22世纪最理想的能源，[c氢=4.2×107J/（kg•℃）；q氢=1.4×108J/kg）求：（1）质量为0.3kg的氢燃料完全燃烧放出的热量；（2）若这些热量全部被质量为200kg，温度为15℃的水吸收，则水升高的温度；（3）某氢能源公交车以140kW的恒定功率做匀速行驶，如果0.3kg的氢燃料完全燃烧获得热量的焦耳数和公交车所做的功相等，则这些热量能让该公交车匀速行驶多长时间。
3. 热机效率图2－3－1一热机效率热机所做__________与______________________________之比叫做热机的效率。
热机效率是热机性能的重要指标。
二热机与环境保护热机工作过程中的热量释放，以及燃料燃烧生成物的排出，是造成地球环境破坏的主要原因之一。
[点拨]保护环境的主要措施：(1)改进燃烧设备，尽量使燃料充分燃烧；加装除尘装置，减少烟尘排放量。
(2)普及使用煤气和天然气，以代替家用煤炉。
(3)开发利用污染小的新能源，如太阳能、核能等。
类型一 热机效率例1 如图2－3－2所示为内燃机的能流图，则内燃机的效率可表示为( )图2－3－2A ．η＝E 1＋E 2＋E 3＋E 4E ×100%B ．η＝E 1E×100%C ．η＝E 1＋E 3＋E 4E ×100% D ．η＝E 2E×100%[方法指导]热机效率及提高热机效率的方法(1)热机效率的表达式为η＝W 有用Q 放×100%，热机的效率总小于1。
(2)提高热机效率的方法：①尽量让燃料充分燃烧；②减少废气带走的能量；③减少摩擦消耗的能量。
类型二 热机效率的相关计算例2 一辆汽车在平直公路上匀速行驶，受到的阻力是104N ，当它行驶了13.8 km 时，完全燃烧了10 kg 的汽油。
已知q 汽油＝4.6×107J/kg ，求：(1)汽车受到的牵引力。
(2)汽车获得的有用功。
(3)10 kg 汽油完全燃烧所释放的热量。
(4)这辆汽车的热机效率。
[方法指导]找准“突破口”，破解热机效率的相关计算解答有关汽车热机效率的计算题时，可以从公式“η＝W 有用Q 放×100%”入手，其中，有用功W 有用＝Fs ，燃料完全燃烧所释放的热量Q 放＝mq(或Q 放＝Vq)。
然后，根据题目已知条件，求出相关的物理量进行计算。
用框图表示为：类型三热机与环境保护例3 从如图2－3－3所示漫画中我们看到，热机的大量使用，在给人类社会带来进步的同时，也使人类的生存受到了威胁。
教科版九年级物理教案：2.3热机效率一、教学内容本节课的教学内容选自教科版九年级物理教材第二章第三节“热机效率”。
本节主要内容包括：热机效率的定义、计算方法以及影响因素。
通过本节课的学习，使学生了解热机效率的概念，掌握热机效率的计算方法，并能够分析影响热机效率的因素。
二、教学目标1. 理解热机效率的概念，掌握热机效率的计算方法。
2. 能够分析影响热机效率的因素，并能够运用所学知识解决实际问题。
3. 培养学生的实验操作能力，提高学生的科学思维能力。
三、教学难点与重点1. 教学难点：热机效率的计算方法，影响热机效率的因素。
2. 教学重点：热机效率的概念，热机效率的计算方法。
四、教具与学具准备1. 教具：多媒体课件、黑板、粉笔、热机模型。
2. 学具：教科书、笔记本、尺子、计算器。
五、教学过程1. 引入：通过一个实际例子，如汽车、空调等，引导学生思考能量的转化和利用效率。
2. 讲解：介绍热机效率的概念，讲解热机效率的计算方法，公式为：热机效率 = 做的有用功 / 燃料完全燃烧放出的热量。
3. 分析：分析影响热机效率的因素，如燃料的质量、燃烧温度、热机的设计等。
4. 实验：安排学生进行热机实验，观察和记录实验数据，分析实验结果。
5. 练习：布置随堂练习题，让学生运用所学知识解决问题。
六、板书设计板书设计如下：热机效率定义：做的有用功 / 燃料完全燃烧放出的热量计算方法：热机效率 = 做的有用功 / 燃料完全燃烧放出的热量影响因素：燃料的质量、燃烧温度、热机的设计等七、作业设计1. 题目：计算一个热机的效率，已知热机做的有用功为2000J，燃料完全燃烧放出的热量为5000J。
答案：热机效率 = 2000J / 5000J = 0.4，即40%。
2. 题目：分析影响热机效率的因素，以汽车为例，说明如何提高汽车的热机效率。
八、课后反思及拓展延伸1. 课后反思：通过本节课的教学，学生是否掌握了热机效率的概念和计算方法，是否能够分析影响热机效率的因素。
九年级物理上册2-3热机效率精讲精练（新版）教科版
1. 热机的效率：热机所做有用功与所用燃料完全燃烧释放的热量之比叫作热机的效率。
公式：η＝。
由于损失的原因比较多，所以热机的效率都小于1且一般都较低。
2. 提高热机效率的主要途径：
（1）使燃料充分燃烧。
为了让燃料尽可能完全燃烧，可通过改善燃烧环境，调节油、气比例等来实现。
（2）尽量减少各种热量损失。
（3）在热机的设计和制造上，采用先进的技术。
（4）使用时注意保养，保证良好的润滑，合理调整运动部件之间的间隙，减小因克服摩擦阻力而额外消耗的功。
【典例精析】
例题1 一台单缸四冲程柴油机，飞轮转速为3600转/分，该柴油机活塞1s对外做功____次。
若其效率为40%，消耗5kg的柴油转化成的机械能是 J。
（q柴油＝4.3×107J/kg）
思路导航：飞轮转速为3600转/分，则1s中飞轮转60转，在一个工作循环中做功一次，飞轮转两周，因此60转是30个工作循环，做功30次。
5kg的柴油完全燃烧时放出的热量为Q＝qm＝4.3×107J/kg×5kg＝2.15×108J，转化的机械能为W＝ηQ＝40%×2.15×108J=8.6×107 J。
答案：30 8.6×107
例题2 现代生活中最重要的交通运输工具——汽车，与我们的生活走得越来越近了。
（1）某单缸汽油发动机汽缸的活塞面积是120cm2，做功冲程中活塞移动的距离是30cm，气体的平均压强是5×105Pa。
汽油的热值是4.6×107J／kg，每次做功耗油0.2g，气体一次膨胀对活塞做的功是 J；若每次做功过程中汽油的90％完全燃烧，每次汽油燃烧放出的热量是 J；排气过程中，废气温度，内能。
（2）汽油机的效率很低，主要原因之一是带走了大量的能量。
思路导航：本题综合考查功、热值、热机效率等知识点。
（1）W＝Fs＝pSs＝5×105Pa×1.2×10－2m2×0.3m＝1800J
Q＝mq×90%＝0.2×10－3kg×4.6×107J/kg×90%＝8.28×103J
排气过程中，废气温度降低，同时内能减少。
（2）汽油机的效率很低的主要原因是废气带走了大量的能量。
答案：（1）1800 8.28×l03 降低减少（2）废气
例题3 图1为四缸发动机工作原理：内燃机通过连杆把四个汽缸的活塞连在一根曲轴上，并使各汽缸的做功过程错开，在飞轮转动的每半周里，都有一个汽缸在做功，其他三个汽缸分别在做吸气、压缩和排气工作。
（1）发动机在做功冲程里，高温、高压的燃气推动活塞向下运动，对外做功，同时将
能转化为能。
（2）有一台四缸发动机，其主要技术指标如下表所示。
其中排量等于四个汽缸工作容积的总和，汽缸工作容积指活塞从上止点到下止点所扫过的容积，又称单缸排量，它取决于活塞的面积和活塞上下
①该发动机在1 s V = L。
②在每个做功冲程里，发动机做功W = J。
（3）在做功冲程里，燃气对活塞所做的功可表示为W = pV，式中p表示燃气对活塞的压强，则p= Pa。
（1 L=10－3 m3）（4）图2为发动机在做功冲程中的示意图。
下面给出了公式W = pV的证明，请将推导过程补充完整（要求各表达式均用S、l或p表示）：
设活塞的面积为 S，冲程长为 l，燃气对活塞的压强为p，则
燃气对活塞的压力F= ，
燃气对活塞所做的功W= ，
又根据数学知识可知发动机的单缸排量V= ，
故W= p V。
思路导航：阅读题目，不难得到四缸发动机的工作过程：“内燃机通过连杆把四个汽缸的活塞连在一根曲轴上，并使各汽缸的做功过程错开，在飞轮转动的每半周里，都有一个汽缸在做功，其他三个汽缸分别在做吸气、压缩和排气工作。
”，并且“排量等于四个汽缸工作容积的总和”，即排量等于单缸排量的4倍。
根据我们教材中所学的单缸内燃机的工作原理可知：（1）发动机在做功冲程里，将内能转化为机械能；
（2）根据表中的技术指标数据，①该发动机在 1 s内做功W=Pt=120000W×1s=1.2×105J；单缸排量V1=V/4=2.0 L /4=0.5L；。
