九年级物理上册2-3热机效率精讲精练(新版)教科版

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。

热机效率初中物理 热机效率【考点精讲】1. 热机的效率：热机所做实用功与所用燃料完好焚烧开释的热量之比叫作热机的效率。

公式： η＝ W。

因为损失的原由比许多，所以热机的效率都小于1 且一般都较低。

Q 放2. 提高热机效率的主要门路：（ 1）使燃料充足焚烧。

为了让燃料尽可能完好焚烧，可经过改良焚烧环境，调理油、气比率等来实现。

（ 2）尽量减少各样热量损失。

（ 3）在热机的设计和制造上，采纳先进的技术。

（ 4）使用时注意养护，保证优秀的润滑，合理调整运动零件之间的空隙，减小因战胜摩擦阻力而额外耗费的功。

【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%，耗费 5kg 的柴油转变成的机械能是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，所以 60 转是 30 个工作循环，做功 30 次。

5kg 的柴油完好焚烧时放出的热量为 Q ＝ qm ＝ 4.3 ×107J/kg ×5kg ＝2.15 ×108J ，转变的机械能为 W ＝ ηQ ＝ 40%×2.15 ×108J=8.6 ×107J 。

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，与我们的生活走得愈来愈近了。

（ 1）某单缸汽油发动机汽缸的活塞面积是120cm 2，做功冲程中活塞挪动的距离是30cm ，气体的均匀压强是 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％完好焚烧，每次汽油焚烧放出的热量是J ；排气过程中，废气温度，内能。

【考点精讲】1. 使用最广泛，最常见的热机是内燃机。

内燃机的基本特点是让燃料在机器的汽缸内燃烧，生成高温高压的燃气。

利用燃气作为工作物质去推动活塞做功。

内燃机有汽油机和柴油机两种。

2. 内燃机的四个冲程：吸气冲程：“进开、排闭、向下冲”，吸进汽油和空气燃料的混合物；压缩冲程：“双闭、向上冲”，混合物燃烧被压缩，压强增大，温度升高；做功冲程：“双闭、向下冲”，压缩末尾，火花塞点火，燃料燃烧，产生高温高压燃气对外做功；排气冲程：“排开、进闭、向上冲”，把废气排出汽缸。

3. 汽油机和柴油机的异同：巧对比，看异同：汽油机和柴油机是两种常见的内燃机，它们的相同之处在于：基本构造和主要部件的作用相似；每个工作循环都有四个冲程。

看结构：汽油机汽缸顶部有火花塞、无喷油嘴；柴油机顶部有喷油嘴、无火花塞。

用燃料：汽油机为汽油，柴油机为柴油。

析过程：吸气冲程中，汽油机吸进的是汽油和空气的混合物，柴油机吸进的是空气，其他冲程类似。

【典例精析】例题1 如图所示是四冲程汽油机工作示意图，其中压缩冲程是把能转化为能。

如图甲、乙所示，是我们课堂演示的两个实验，与压缩冲程原理相同的是实验。

思路导航：压缩冲程是把机械能转化为内能的过程。

甲图是用力将活塞压下，活塞对空气做功，空气的内能增大，温度升高，达到了棉花的着火点，棉花就会燃烧，它是通过对物体做功来增大物体内能的，是将机械能转化为内能的过程；乙图对试管中的水加热，加快水的蒸发，使试管中水的内能增大，体积膨胀，对外做功，使塞子飞出去，内能转化为塞子的机械能。

因此与压缩冲程原理相同的是甲实验。

答案：机械；内；甲例题2 科学家发明了一款单缸六冲程内燃机，它每一个工作循环的前四个冲程与单缸四冲程内燃机相同，在第四冲程结束后，立即向汽缸内喷水，水在高温汽缸内迅速汽化成高温、高压水蒸气，推动活塞再次做功，水蒸气温度（选填“升高”、“降低”或“不变”），其内能（选填“增大”、“减小”或“不变”），这样燃烧同样多的燃料获得了更多的机械能，提高了热机的。

学习资料专题
热机的效率
1．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
2．下列措施中，不能提高热机效率的是( )
A．提高热机运行的速度
B．保持良好的润滑
C．调整好活塞与汽缸之间的间隙，尽量减小摩擦
D．将汽油和空气以合适比例充分混合，使汽油充分燃烧
3．航天工业中的火箭是用液态氢作为燃料的，这是因为液态氢具有( )
A．较小的质量 B．较小的密度
C．较大的比热容 D．较大的热值
4．某汽车在一次行驶过程中消耗了5 kg汽油，已知汽油的热值为4.6×107 J/kg。

(1)求这些汽油完全燃烧放出的热量。

(2)若水箱中4 kg的冷却水，温度升高50 ℃，水至少要吸收多少热量？
第2节热机的效率1．C 2.A 3.D
4．(1)解：放热Q放＝mq＝5×4.6×107 J＝2.3×108 J (2)解：吸热Q吸＝cmΔt＝4.2×103×4×50 J＝8.4×105 J。