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沪科版九年级

第十三章《内能与热机》

13.4热机效率和环境保护

【知识梳理】

一、热值

1.定义：某种燃料完全燃烧放出热量与所用该燃料的质量之比。物理量符号q

注意：热值是燃料的特性，不同的燃料热值一般不同。热值与燃料是否完全燃烧无关。

2.单位：常用的热值单位，J/kg（\t/view/_blank固体燃料和液体燃料），或J/m3（\t/view/_blank气体燃料）

3.公式：q=Q放/m(固体）；q=Q放/v(气体）

4.热量计算：在解题时，热值一般为已知量，需要通过公式求解放出的热量或者燃料的质量。往往与比热容结合考查。

求放出热量：QUOTEQ放=qmQ

求燃料质量：QUOTEm=Q放qm=

二、热机效率

1.定义：热机运转中，对外做的有用功与燃料完全燃烧所释放的能量的比值。通常用百分数表示，符号QUOTEηη。

2.表达式

QUOTEη=Q吸Q放×100%η=Q吸Q放×100%或QUOTE

3.热机能流图（如右图所示）

4.提高热机效率的方法

①使燃料尽可能完全燃烧；②减少热量的损失

③减少机械摩擦（增加润滑）；④废气利用

【易错点】

热值反映了燃料燃烧特性，即不同燃料在燃烧过程中化学能转化为内能的本领大小，是一个理想量，只与燃料的种类有关，与燃料是否完全燃烧无关，不随质量、体积的变化而变化。

【规律总结】

由于在热机工作过程中一定伴随着化学能转化为其他形式的能量，也就是说化学能不能完全转化为有用机械能，所以η1。QUOTEη1

热机的效率的计算一般有两种方法，一种是有用功与总功的比值，第二种是根据能流图进行计算。在热机效率类题型中，Q吸往往通过结合比热容计算，Q放往往QUOTEQ放用热值计算。

【典例分析】

（2022·山东枣庄·中考真题）太阳能是21世纪重点开发利用的能源之一，如今太阳能热水器已走进千家万户。如图所示，某家庭太阳能热水器阳光照射时，平均每小时吸收的太阳能，若热水器吸收8h的太阳能，可以使质量为100kg的水温度升高50oC。已知水的比热容，天然气的热值。求：

（1）水吸收的热量；

（2）该太阳能热水器的效率；

（3）若这些水吸收的热量由天然气来提供，假设天然气完全燃烧放出的热量全部被水吸收，则需要多少m3的天然气。

【思路小结】

（1）热机效率的高低与热机做功的多少、做功的快慢无关；提高热机效率的途径是减少热机中的各种能量损失，即减少燃烧过程中的热量的损失和减少机械能的损失。

（2）在试题中与比热容计算和热值计算混合考查为高频考点。

【夺冠训练】

一、单选题

1．（2022·陕西宝鸡·九年级）2021年10月19日11时30分，我国自主研制、推力达500吨的整体式固体火箭发动机在陕西西安试车成功。固体发动机主要使用的丁羟这种固体燃料，原因是丁羟具有较大的（）

A．比热容 B．沸点 C．热值 D．熔点

2．（2022·广西柳州·中考真题）下列关于热机的说法正确的是（）

A．热机的效率为100% B．热机只有汽油机和柴油机两种

C．好的热机工作时不排放废气 D．热机工作时都要利用燃料的化学能

3．（2022·山西临汾·九年级期末）关于燃料的热值，以下说法正确的是（）

A．燃料的热值与燃料的燃烧情况有关

B．容易燃烧的燃料，热值一定大

C．煤的热值比干木柴大，燃烧煤放出的热量一定比燃烧干木柴放出的热量多

D．0.5g汽油和2kg汽油，它们的热值是一样的

4．（2022·广东广州·中考真题）下列选项可能符合汽车等热机能量流向的是（）

A． B．

C． D．

5．（2022·广西玉林·九年级期末）2021年10月16日凌晨，在酒泉卫星发射中心升空的神舟十三号载人飞船将翟志刚、王亚平、叶光富三名航天员送入太空，发射取得圆满成功，下列说法正确的是（）

A．火箭加速升空时，将重力势能转化为动能

B．火箭选用氢作燃料是因为液态氢的热值大

C．燃料的质量越大，热值越大

D．火箭发动机的效率可以达到100%

6．（2022·山东青岛·九年级期中）山东潍柴集团于2020年正式发布全球首款效率突破50%的商用柴油机，世界内燃机发展出现历史性新突破，关于内燃机下列说法正确的是（）

A．内燃机效率越高则做功越快

B．做同样的功，内燃机效率越高消耗的燃料越少

C．在内燃机的能量损失中，克服摩擦消耗的能量最多

D．随着技术的进步，内燃机的效率能到达100%

7．甲、乙两台内燃机，甲的效率为35%，乙的效率为25%，这两个数据表示（）

A．内燃机甲做的功比内燃机乙做得多

B．内燃机甲的功率比内燃机乙的功率大

C．在相同时间内内燃机甲燃烧的燃油比内燃机乙多

D．在消耗相同的燃油时，内燃机甲做的有用功比内燃机乙做的有用功多

8．（2022·河