专题训练热机效率计算专题图文稿

卡诺循环是经过四步可逆过程，构成循环过程。
•等温可逆膨胀 •绝热可逆膨胀 •等温可逆压缩 •绝热可逆压缩
等温可逆膨胀
A
B
(T1,p1,V1)
(T1,p2,V2)
绝热可逆 压缩
绝热可逆 膨胀
等温可逆压缩
D
C
(T2,p4,V4)
(T2,p3,V3) 2
卡诺循环
p
T1
A (pA,VA,T1) Q1
B (pB,VB,T1)
T2
过程D→A，绝热可逆压缩：Q=0，
V 卡诺循环示意图
环境做功 W4, T1VA-1= T2VD-1
3
经过一个卡诺循环： U=0，则 Q1+Q2= -W
因为 Q1 +Q2= nRT1ln(VB/VA)+ nRT2ln(VD/VC) 以及VB/VA = VD/VC
所以 Q1 +Q2=nR(T1-T2)ln(VB/VA)
➢若T1=T2，即为同一热源， η必为零。 (即等温循环，不可能将热转化为功，
热机必须在不同温度的两个热源之间工作！)
5
卡诺定理
在给定的高温热源与低温热源之间工作的 任意热机，其效率都不可能超过可逆热机。即 可逆热机的效率最高。
η ≤ ηr
推论：所有工作于高温热源与低温热源之 间的可逆热机，其效率都相等。即与热机的工 作物质无关。
T1 T2
可逆热机
结论：热温商沿任意可逆循环的闭积分恒等于零。 热温商沿任一不可逆循环的闭积分恒小于零。
9
§ 2-3 卡诺定理
热机效率： 从高温热源(温度T1）吸热Q1（＞0）
对环境做功W（＜0） 向低温热源(温def W Q1 Q2

热值越大的燃料在完全燃烧相同质量的燃料时放出的热量越多，掺假后煤
的热值降低，所以可以用热值来区分，故A符合题意。
2.(2023·深圳校考阶段练习)一瓶酒精用去一半后，剩下的酒精( D )
A. 热值不变，比热容减小一半
B. 热值和比热容都减小一半
C. 热值减小一半，比热容不变
D. 热值不变，比热容不变
放 = 天然气 = . × . × / = . × 。
（3）该热水器加热这些水的效率是多少？
【答案】该热水器加热这些水的效率是
=
吸
放
× % =
.×
.×
× % = %。
知识点2：热机的效率
完全燃烧
6.燃料的利用率较低的原因：燃料很难__________，有效利用的能量比燃
少
料燃烧放出的能量____。
7.热机中燃料燃烧放出的能量流向如右图所示。用来做
有用功
完全燃烧
________的那部分能量，与燃料__________放出的能量之
比，叫做热机的效率。
完全燃烧
8.提高热机效率的途径：让燃料尽可能__________；在设计和制造上、不
14.2 热机的效率
知识点1：燃料的热值
完全燃烧
质量
1.定义：某种燃料__________放出的热量与其______之比，叫做这种燃料
的热值。
/
2.一般情况下：液体或固体燃料热值的单位：_____，气体燃料热值的单

/
位：______。
3.物理意义：如煤气的热值是3.9 × 107 J/m3 ，它表示1 m3 煤气完全燃烧
质量
水的质量
控制：煤油和菜籽油的______相同，以及水的初温和__________相同。

2.下面说法不正确的是（ C ） A．燃料燃烧时，将化学能转化为内能 B．人类使用的能量绝大部分是从燃料的燃烧中 获得的 C．l kg的某种燃料燃烧时放出的热量叫做这 种燃料的热值 D．提高燃料的利用率是节约能源的重要措施
解析：选C。lkg的某种燃料完全燃烧时放出的热量叫做这种燃
料的热值，必须加上“完全”两个字，故C错。
热机的效率演示文稿
第1页，共32页。
优选热机的效率
第2页，共32页。
1什么是热机？
2汽油机一般有几个冲程，分别是 什么？
3一循环分别有几个冲程,对应做几
次功，飞轮转几圈？
4在热传递过程中，传递能量的多少 叫做什么？
5什么是机械效率？
第3页，共32页。
它们都离不开燃料。
第5页，共32页。
〖请你说说〗日常生活中常用到的燃料有哪些？
火箭为什么用液态氢做原料？ 因为氢气的热值很大
第11页，共32页。
计算热量公式：
Q放=mq （液体和固体）
Q放=Vq (气体)
Q：燃料完全燃烧释放的热量
ｑ：燃料的热值 ｍ：燃料的质量、V：燃料的体积
第12页，共32页。
例题：某个家庭预计每月使用天然气4m3，这些天然 气完全燃烧放出多少热量，相当于多少kg柴薪完全燃
第30页，共32页。
3.下列提高热机效率的方法中，不可行的是（
）D A．减少各种热损失
B．加润滑油减少机器各部件之间的摩擦
C．充分利用废气的能量，如建热电站
D．采取少消耗总能量的办法
解析：选D。提高热机效率的方法是减少各种能量损失，充分利用燃料放出 的能量，减小摩擦，尽量少做额外功等。
第31页，共32页。
第9页，共32页。

❖ (1)求每小时流出的地热水温度降低到50℃， 所放出的热量[水的比热容c＝4.2×103 J/(kg·℃)，水的密度=1.0×103kg/m3]
❖ (2)这些热量如果用天然气蒸汽锅炉供应，且 天然气蒸汽锅炉的热效率为90%，则利用上 述地热能供暖1小时可以节约多少天然气？（ 天然气的热值q＝4×107 J/kg）
❖ (1)水吸收的热量
❖ (2)燃气锅炉烧水时的效率
❖ (3)若换用可燃冰，应使用多少可燃冰
❖ 2可燃冰是一种新型能源，它是水和天然气在 高压低温情况下形成的类冰状结晶物质，主 要成分是甲烷，我国可燃冰已试采成功，技 术处于世界领先，用燃气锅炉烧水时，把质 量为500kg，初温20 ℃的水加热到沸腾，共 燃烧12m3天然气，已知水的比热容c＝ 4.2×103 J/(kg·℃)，天然气热值q＝4.2×107 J/kg ，可燃冰的热值为同体积天然气的160 倍，求：
名言警句
人的一生全靠奋斗， 唯有奋斗才能成功。
第十三章 内能与热机
关于内能中的热机效率计算题
卢医初中 魏晓健
一、物质吸收，放出热量计算公式
Q吸=cm(t2-t1) Q放=cm(t1-t2)
二、燃料放出热量的计算公式
Q放＝mq Q放＝vq
三、热机效率的计算公式
η＝ w有/ Q总×100％或
炉子效率η＝ Q吸/ Q放×100％
❖ (1)热水器中的水吸收的热量是多少？[水的比热容c＝ 4.2×103 J/(kg·℃)，水的密度=1.0×103kg/m3]
❖ (2)热水器5小时内接收的太阳能是多少？
❖ (3)热水器的效率是多少？
❖ (4)若改用煤气来加热这些水，需要完全燃烧多少千克 煤气？(煤气的热值q＝4.2×107 J/kg，假设煤气完全 燃烧放出的热量全部被水吸收)

出的热量是否相同？
完全燃烧质量相同的不同种燃料，它们放出的热 量是否相同？
2020/10/18
5
蜂窝煤炉和煤气灶，哪个炒菜“熟得快”？
完全燃烧相同质量的不同种燃料，放出的热量是 不同的！
2020/10/18
6
完全燃烧相同质量的不同种燃料，放出的热量是 不同的！
J Kg
8
练习
完全燃烧1kg的木炭，放出热量是多少？ 完全燃烧3kg的汽油，放出热量是多少？ 完全燃烧2m^3的煤气，放出热量是多少？
2020/10/18
9
用煤气炉烧水，煤气燃烧所放出的所有热量 都被水吸收吗？
2020/10/18
10
汽油机内 燃料的内能，是完全转化成了汽车 运动的机械能了吗？
某汽车的牵引力是5000N，在水平公路上行驶 10km的路程耗油4kg，问这辆车热机的效率 是多少？
2020/10/18
16
总结 燃料的热值 热机的效率
2020/10/18
17
比如：完全燃烧1kg的干木柴，放出1.2×10 7 J 的热量 完全燃烧1kg的柴油，放出4.3×10 7 J 的热量
物理学中，把燃料完全燃烧放出的热量与其质量 之比称之为这种燃料的热值
热值的单位是？
2020/10/18
7
热值
热值= 完全燃烧放出的热量 质量
2020/10/18
J/Kg 焦耳每千克 书P23
效率最高的量产汽油机
丰田公司 效率38% 2013年发表
2020/10/18
14
练习
热机的功率越大，它的效率越高？ 错 使用的燃料热值越大，热机效率越高？ 错 热机效率越高，表示燃料燃烧放出能量的 对 利用率越高？

桶重和摩擦
fL
从表中你发现W有用和W总的计算有什么规律？
F
木块 拉木块
f S木 Fs 克服绳子和轴间摩 擦
什么是有用功与额外功
什么是机械效率
如果我把这个比例叫做机械效率，那么机械
效率等于什么？ 有用功
机械效率＝ 总功
表达式：
机械效率：有用功跟总功的比值
●理解：a:η常用百分数表示； b:η小于100%； c:η没有单位。
课堂练习
滑轮组机械效率计算
2、如图所示，用滑轮组把重为270N的货物匀速 提到1m高的楼上，所用拉力100N，则有用功、总 功和滑轮组的机械效率分别是多少？
解： 起重机匀速提升重物所用的力F物
等于物体所受的重力G物
W有用=F物h=G物h=270N×1m=270J
S
W总=FS=Fnh=100N×3×1m=300J
什么是机械效率
思考： 1、机械效率的单位是什么？
答：机械效率是一个比值，没有单位 2、机械效率能不能等于1？
答：不能。因为使用机械总有额外功 3、机械效率低，则说明这机械做功少，对吗？
答：不对 。说明有用功在总功中所占的 比例小。
什么是机械效率
1、功率是指物体在单位时间内所做的功，即 功率是表示做功快慢的物理量。
2、有用功在总功中所占的比例叫机械效率
3、功率和机械效率是描述机械的两种不同性 能，两者间没有必然联系。
什么是机械效率
测算滑轮组的机械效率
例题讲解
例1：通过一动滑轮用50 牛的拉力提起重为80牛的重 物，使重物提高2米。（1）拉力做多少功？（2）如 用手直接提起做功多少？
解：绳子自由端通过的距离
14.2热机的效率
教学目标

C．燃料的热值与燃料的多少有关
D．燃料的热值与上面三个因素都有关
巩固练习
例 对于燃料的热值，下列说法中，正确的是 ( C )
A．燃料的热值跟燃料燃烧时放出的热量成正比；
B．燃料没燃烧时就没有热值；
C．就某种确定的燃料而言，它的热值是一个确定
的值， 跟燃料的质量及燃料燃烧放出的热量无关；
D．容易燃烧的燃料热值一定大。
干木柴？
干木柴的热值1.2×107 J/kg
需要干木柴：
1.4 × 1012 J
木柴 =
= 1.2 × 105 kg
7
木柴 1.2 × 10 J/kg

约120t干木柴与10t氢完全燃烧放出的热量相当。
巩固练习
例 关于燃料的热值正确的是（ B ）
A．燃料的热值与燃料的燃烧程度有关
B．燃料的热值与燃料的种类有关
汽车,小明坐着这辆汽车匀速行驶144 km,用时2h,消耗汽油9kg,
其发动机的功率为23 kW。请运用所学的知识解答下列问题。(
汽油的热值为4.6×107 J/kg)
(1)汽车匀速行驶时所受的牵引力是多大?
(2)汽车发动机的效率是多少?
课堂检测
解：(1)汽车的速度 v=
144km
=
2h
因为 P=Fv,所以牵引力大小 F=
探究新知
解：汽车行驶的时间： t
s
108 km

2h 7200 s；
v 54 km / h
小汽车行驶 2h 牵引力做功：W=Pt=6×104W×7200s=4.32×108 J ；
由
W
得，汽油完全燃烧需放出热量：
Q放
4.32108 J
Q放

m
V
q=
J/kg
J/m³
单位： 固液——______，气体——______
热机的
效率
有效利用
完全燃烧
定义：_________的能量与燃料__________释放的总能量
的比值.
Q 利用
×100%
Q 释放
公式：_______________
η=
燃料的利用率
提高燃料利
用率的途径
①让燃料尽可能______燃烧.如将煤炭研
12 J
Q
1.4×
10
4 kg
需要汽油 m = =
≈
3.0×
10
q 4.6×107 J/kg
30 吨汽油完全燃烧放出的热量约等于10 吨氢完全燃烧放出的热量.
第2节 热机的效率
释疑
现在，你知道为什么发射火箭要用氢做燃料了吗？
发射卫星的火箭燃料要体积小、重量轻，但放出的热量要大，这样
才能减轻火箭的重量，使卫星快速地被送上轨道.
√
热值是质量为1 kg的燃料完全燃烧时所释放出的热量，热值是燃
料本身的特性，其大小只与燃料的种类有关，与热量、是否燃
烧、是否充分燃烧无关.
第2节 热机的效率
思考
用煤气灶烧水时，煤气能完全燃烧吗？煤气燃烧放出的热量全部能
被水吸收吗？
(1)煤气不能完全燃烧，会损失一部分能量.
(2)装水容器、煤气灶本身都会吸收一部分能量.
第2节 热机的效率
比较水的末温，你能得出什么结论？
燃料
温度
燃烧干木材加热
燃烧酒精加热
水末温是62 ℃
水末温是83 ℃
加热前的水温 燃料燃尽后的水温
t0/℃

1、人生并不在于获取，更在于放得下。放下一粒种子，收获一棵大树；放下一处烦恼，收获一个惊喜；放下一种偏见，收获一种幸福；放下一种执着，收获一种自在。放下既是一 种理性抉择，也是一种豁达美。只要看得开、放得下，何愁没有快乐的春莺在啼鸣，何愁没有快乐的泉溪在歌唱，何愁没有快乐的鲜花绽放！2、若不是看遍了千山万水，谁会相信 平平淡淡才是真？若不是拥有过绝代风华，谁又真的能视红粉如骷髅？不观千娇百媚亿万花开，又何能洗尽尘世铅华？唯有经历，才能懂得。唯有痛过，方能明了。人生是自己的， 你才是唯一的掌舵人，师长的经验固然重要，但决不能代替你对人生的思考与摸索。3、最使人疲惫，的往往不是道路的遥远，而是你心中的郁闷；最使人颓废的往往不是前途的坎 坷，而是你自信的丧失； 最使人痛苦的往往不是生活的不幸，而是你希望的破灭； 最使人绝望的往往不是挫折的打击，而是你心灵的死亡； 凡事看淡一些，心放开一点，一切都会 慢慢变好。4、爱情很简单，因为每个人都会说：“我爱你，会为你付出一切！”，爱情很难，因为没有多少人做到了他的承诺。如果真心爱一个人，不承诺也会去爱；如果不爱一 个人，曾经承诺也会背叛。5、外表简单，内涵会更丰富；需求简单，心灵会更丰富；流程简单，质感会更丰富；言语简单，沟通会丰富；学习简单，知识会更丰富；私心简单，友 情会更丰富；挫折简单，经验会丰富；情绪简单，人生会丰富；效率简单，成果会更丰富；行销简单，业绩会丰富；环境简单，空间会更丰富；爱情简单，幸福会更丰富。6、【年 轻的我们应该懂得】成功不是赢在起点而是赢在转折点；人生没有如果只有后果和结果；人生就八个字，喜怒哀乐忧愁烦恼，喜和乐只占两个；少年的时光就是晃用大把时间彷徨， 只用几个瞬间来成长；蓝天下便是阳光；艰苦后便是甘甜；失败了就当经验；成功时便是灿烂！7、每个人心里都有一只野兽，同时又有一只兔子。有时是兔子走出来，有时是野兽。 我们既希望自己强大，也希望自己一次又一次回到弱小的童年。没有野兽，也就没有兔子。 爱便是意味着同时接纳自己和对方的兔子与野兽。 8、人生是一列单向行驶的火车，中 途会有许多大大小小的站点停靠，但是永远不售返程车票。在这列火车上，有些事情可以做，有些事情必须做，有些事情可做可不做，有些事情坚决不能做——做与不做的选择，决 定了人生的方向；做多做少的差别，决定了人生的高度；做好做坏的结果，决定了人生的质量。9、欣赏别人，就是善于寻找并发现别人身上的优点：欣赏别人的谈吐，会提高我们 的口才；欣赏别人的大度，会开阔我们的心胸；欣赏别人的善举，会净化我们的心灵。欣赏别其实是少一点挑剔，多一点信任；多一点热情，少一点冷漠；多一点仰视，少一点鄙视。 学会欣赏别人，才会充实你的人生！10、人生是一种选择，亦是一种放弃。可惜，有时我们的选择，只有等待，没有结果，只能黯然离开；有时我们的放弃，迫于无奈，含泪转身， 走远了依旧频频地回望。所以，有些过去，关于幸福或伤痛，只能深埋心底；有些希冀，关于现在或将来，只能慢慢遗忘。人生的路，有平坦，有坎坷；有笔直，有曲折。如果你不 能一路欢乐一路高歌，也不要抱怨；不要退缩；而要义无反顾地前行。相信人生没有白走的路，每一步都算数！生活繁杂，谁没有烦恼？谁没有痛苦？谁又能躲得过大事小事的打扰？ 为了心中美好的希望，为了崇高的理想；为了幸福的生活；每个人都在起早贪黑地奋斗，都在含泪做生活的强者！ 每个人都肩负着生活的重担，所以只能在艰辛与困苦中挥汗如雨； 在深一脚浅一脚中苦苦地跋涉；在忙忙碌碌中如同机器人一样；与时间争分夺秒地赛跑，不得不全身心地投入，机械地旋转和运动。在紧张的工作中，也许还要被疯涨的诱惑；强烈 的欲望；攀比的心理；折磨得心力憔悴；以至于忘记了初心的美丽。遗憾的是，却没有时间停下匆忙的脚步；诉说无奈的情绪；释放内心的压力。或许人生就是要吃尽苦中苦，方能 人上人。即使一路风雨兼程，也要微笑撑伞前行。心若向阳，安暖如常；心若忧伤，必生凄凉。苦而不言是一种智慧，痛而不语是一种修养！人生没有趟不过的河，趟过去就会风平 浪静；没有翻不过的山，翻过去就会一马平川；没有跨不过的坎，跨过去就会一帆风顺；没有吃不尽的苦，吃过去就会苦尽甘来。相信车到山前必有路，船到桥头自然直。无论日子 过得有多难，都要快乐地昂首挺胸，大步朝前走；都要满怀希望地向前看，相信最美的风景就在路上。若不经历风雨，怎能见彩虹？若非一番寒彻苦，哪有梅花吐芳香？生活不能等 待别人来安排，要自己去争取和奋斗；而不论其结果是喜是悲，但可以慰藉的是，你总不枉在这世界上活了一场。有了这样的认识，你就会珍重生活，而不会玩世不恭；同时，也会 给人自身注入一种强大的内在力量只要去奋斗，就会有成功的希望。当机会来临时��