【中考复习】中考物理考点分析之热机的效率

热机的效率

导 学 内 容 个 性

笔 记

【学习目标】

1 、掌握四冲程汽油机的基本工作原理。

从能量转化的角度认识燃料的热值。

了解能量的转化和转移，认识效率。

2、通过演示实验使学生了解可以利用内能来做功。利用挂图或模型讲解四冲程汽油机的基本结构和工作原理。

通过学生讨论和教师讲解了解燃料和热机的效率。

3、通过演示实验培养学生观察和分析问题的能力。

【学习重点难点】

学习重点：定滑轮、动滑轮、滑轮组的特点

学习难点：画滑轮组最省力的绕线方法。

【学习过程】

一．独立自学

1、图14.1-1的实验观察并思考酒精灯对试管中水加热时，水的内能变化。

思考:

(1）看到什么现象？

（2）木塞被顶开，是谁对它做了功？

（3）水蒸气既然能够对木塞做功，说明水蒸气具有能，

它具有的是什么能？

（4）在加热过程中水蒸气内能的变化情况是怎样的？

（5）在这个过程中，有没有不同形式能量的相互转化？

一、独立自学的学法指导：

（1）通过预习能初步概括出本节知识点。

（2）预习后要能迅速把独立自学后的习题完成。 上面的装置就是一个简单原始的热机。

热机是把 转化为

的机器，如： 、 、 等。

2、汽油机

依据图自学并填写、汇报：

（1）汽油机是利用 作燃料来工作的。

（2）构造： 。

（3）工作过程：学生依据课本中的结构图自学，交流、填写。

第一冲程：吸气冲程中燃气为什么会进入汽缸？汽缸中活塞由哪端向哪端运动？

第二冲程：压缩冲程中，活塞压缩燃料混合物是什么能向什么能转化？

压缩冲程末产生什么结果？

汽油机是利用什么方式点火的？

第三冲程：做功冲程中为什么能做功？是什么能向什么能转化？

初中物理 第 1 页 共 1 页 初中物理总复习:热机效率

影响燃料有效利用的因素：一是燃料很难完全燃烧，二是燃料燃烧放出的热量散失很多，只有一小部分被有效利用。

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。

热机的效率是热机性能的一个重要标志，与热机的功率无关。

公式：总有用QQη Q总=Q有用η Q有用= Q总η

由于热机在工作过程中总有能量损失，所以热机的效率总小于1。

热机能量损失的主要途径：废气内内、散热损失、机器损失。

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。③在热机的各种能量损失中，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。

常见热机的效率：蒸汽机6%～15%、汽油机20%～30%、柴油机30%～45%

内燃机的效率比蒸汽机高，柴油机的效率比汽油机高。

初三物理上册《热机的效率》知识点归纳

1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。

2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I0%，一般情况下：蒸汽机效率6%～1%，汽油机的效率20～30%，柴油机的效率30%～4%

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。

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，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，由于热机的各部分零之间有摩擦，需要克服摩擦做功而消耗部分能量;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。

改善燃烧环境，调节油、气比例等使燃料尽可能完全燃烧;

减小各部分之间的摩擦以减小磨擦生热的损耗;

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。这种既供电又供热的热电站，比起一般火电站，燃料的利用率大大提高。

例1（热水器烧水效率问题）

天然气灶烧水，燃烧0.5m3的天然气，使100kg的水从20℃升高到70℃。已知水的比热容为c=4 .2×103J/（kg•℃），天然气的热值为q=7.0×107J/m3。求：

（1）0.5m3天然气完全燃烧放出的热量Q放；

（2）水吸收的热量Q吸；

（3）燃气灶的效率η。

例2（汽车发动机效率问题）

有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q＝4×107J/kg，求：（1）专用车牵引力所做的功？（2）该专用车的热机效率是多少？

例3（其他情景问题）

每到夏收季节，农村大量农作物秸秆在田间被随意焚烧，这不仅造成资源浪费、环境污染，而且极易引发火灾等。为解决这一问题，现已研制出利用秸秆生产的节能环保型燃料——秆浆煤。若燃烧秆浆煤，使50kg、20℃的水温度升高到80℃。（秆浆煤的热值为2.4×107J/kg）

求：（1）水需要吸收的热量？

（2）如果秆浆煤燃烧释放的热量有30%被水吸收，需要完全燃烧多少千克秆浆煤？

【针对练习】

B1．用酒精灯给2kg的水加热，当水的温度从20℃升高到100℃时，共耗去酒精40g。

求：（1）水吸收的热量；

（2）酒精完全燃烧放出的热量；

（3）炉子的效率。（已知酒精的热值q=3．0×107J／kg ）

C2．一辆重为5×104N的汽车，在平直公路上以72km/h的速度行驶时，遇到的阻力为车重的0.02倍，每小时需汽油6kg，汽油的热值为4.6×107J/ kg，求这辆汽车发动机的效率。

C3、设计汽车发动机时，既要考虑能量的利用率，也要考虑发动机的冷却问题。⑴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水在冷却系统中升高了50℃，所吸收的热量是多少？