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1第十四章内能的利用14.2热机的效率一、燃料的热值1.燃料燃烧时的能量转化燃料的燃烧是一种化学反应，燃烧过程中，储存在燃料中的化学能被释放出来，转化为周围物体的内能，用来加热物体，因此燃料燃烧的过程就

是化学能转化为内能的过程.2.燃料的热值(1)定义:某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比，叫做这种燃料的热值.热值用字母q表示.(2)单位:焦每千克，符号是J/kg.对某些气体燃料，其热值的单位是焦每立方米，符号是J/m3.(3

)物理意义:表示燃料燃烧时放热的本领.(4)理解热值的定义时注意三个关键词：关键词解读某种燃料说明热值与燃料的种类有关,不同燃料的热值一般不同,即热值反映了燃料燃烧时放热本领的大小热值大说明相同质量(或体积)

的这种燃料完全燃烧时放出的热量多,或者说,化学能转化成的内能多完全燃烧含义是1k或1m的某种燃料在完全燃烧时放出的热量是这种燃料的热值,如果没有完全燃烧.放出的热量比按热值计算出的热量要小,但这时不能说燃料的热值变小与其质量之比热值是个比值,它与释放的热量和质量无关,

仅与燃料的种类有关(5)热值是燃料本身的一种特性:同种燃料的热值相同，不同燃料的热值一般不同.燃料的热值是反映燃料燃烧释放能量本领大小的物理量，它是燃料本身的一种特性.燃料的热值只取决于燃料的种类，而与燃料的质量、是否完全燃烧及放热的多少均无关3.燃料燃烧时放出的热量的

计算2(1)固体和液体燃料完全燃烧时放出的热量：Q放=mq.其中Q放表示燃料完全燃烧放出的热量，单位是J；m表示燃料的质量，单位是kg；q表示燃料的热值，单位是J/kg。(2)气体燃料完全燃烧时放出的热量：Q放=Vq.其中Q放表示

燃料完全燃烧放出的热量，单位是J；V表示燃料的体积，单位是m3；q表示燃料的热值，单位是J/m3。二、热机的效率1.燃料的有效利用(1)燃料不完全燃烧时能量的流向:燃料很难完全燃烧，放出的热量往往比按热值计算出的要小，而且有效利用的热量又比放出的热量要小，例如用煤烧水时煤的利用

率如图所示。(2)燃料燃烧的热效率①定义：有效利用的热量与燃料完全燃烧放出的热量之比叫做热效率。表达式：量燃料完全燃烧发出的热有效利用的热量热效率=(3)提高燃料利用率的途径：一是让燃料尽可能地充分燃烧，如将煤炭研磨成粉

状，吹入炉内燃烧；二是减少热量的散失，如加大受热面积等。2.热机的效率（1）热机中能量转化图：从图中可知从燃料燃烧到对外做功，真正能转变成有用功的那部分能量只是燃料燃烧释放能量的一部分.（2）热机的效率:3①定义:用来做有用功的那部分能量，与燃料完全燃烧放出的热量之比

，叫做热机的效率。公式：放有QQη=，其中Q有表示用来做有用功的能量，Q放表示燃料完全燃烧放出的能量。③物理意义：表示使用热机时对燃料的利用率的高低，因此热机的效率是描述热机性能的一个重要指标(3)提高热机效率的方法：①使燃料尽量充分燃烧；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保证良好的润滑，减小机械摩擦。1.对燃料热值的理解例1（2020秋•简阳市月考）(多选)下列关于热值的说法正确的是（）A.燃料燃烧时，用的燃料越多，这种燃料的热值越大B.燃料

燃烧时，放出的热量越多，这种燃料的热值越大C.相同质量的不同燃料完全燃烧时，放出热量较多的燃料，热值较大D不同的燃料完全燃烧，放出相同热量时，所用质量较少的燃料，热值较大2热机的效率例2（2020秋•兰州期中）关于热机的效率，下列说法正确的是（）A

.一般情况下柴油机的效率比汽油机的高B热机的效率越高，在做功同样多的情况下消耗的能量越多C.热机的效率越高说明做功越快D.热机损失的能量中，废气带走的能量较少，主要是由于机械摩擦损失的3.燃料然烧的相关计算4例3(2018・青岛黄

岛十中月考)在质量为5kg的铁锅中放入3kg水，要把这锅水从20℃加热到90℃[铁的比热容等于0.46×103J/(kg・℃)，煤炭的热值等于3.4×107J/kg]，至少需要煤炭（）A.259.4gB.47.7g

C.30.68gD.无法确定4.热机效率的相关计算例4(2018·重庆南岸区期末)如图所示是道路维修时常用的路面钻机(俗称“啄木鸟”)，该机械利用压缩气体推动活塞将钻头打入路面。气体推动活塞对外做功时是将能转化为机械能；“啄木鸟”中用到了柴油机，若柴油机中完全

燃烧的柴油放出的热量有40％转化为有用功，则完全燃烧50kg柴油对外做的有用功是J(柴油的热值是4.3×107J/kg)。5.热机效率的相关计算例5(2020·赤峰模拟)小明同学学习了燃料的热值后，自己设计一个实验来比较煤油和菜籽油的热值的大小关系。(1)小明是这样设

想的:从热值的概念看，燃料的质量量燃料完全燃烧放出的热燃料热值=。热值的大小可由两个量计算得出，类比物体运动快慢的比较、物体做功快慢的比较，他想比较两种燃料的热值大小需要关注两个量：一个是燃料完全燃烧放出的热量.热量在初中物理中没有办法直接测量进行比较，可以转化为“比较

水吸收的热量”第二个，在实验中还应控制煤油和菜籽油的相同。根据上述实验设计思想，他组装了如图所示的装置进行实验，这两套装置除灯中燃料外其余完全相同。(2)小明记下温度计的示数点燃灯具开始对水进行加热，当灯中燃料燃尽时，又记录了温度计的示数.实验记录如表所示，分析

可得:煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是。5(3)小明同学还设想:根据水的质量和变化的温度计算出水吸收的热量，它等于燃料燃烧放出的热量，再除以燃料的质量就可以准确地计算出两种燃料热值的具体数值.他这种设想不可行的原因是(写出一种即可)【1】燃料的热值例1(2018·黄月考改编)2018年5月2

1日凌晨，我国成功利用长征四号丙运载火箭将“鹊桥”号中继卫星发射升空，迈出了人类航天器月背登陆第一步!下列有关说法正确的是（）A.火箭用液态氢作为燃料，是因为氢的密度小B.火箭发射燃料燃烧的过程中，是化学能转化为内能C.火箭匀速上升过程中，机械能转化为内能D.火箭上升过程中，液态氢燃

烧不断放热，它的热值越来越小【2】热机的效率例2（2020秋•韩城市月考）汽油机甲的效率比汽油机乙的效率高这说明()A.甲做的有用功多B.甲比乙用的汽油少C.完全燃烧相等质量的汽油，甲做的有用功比乙多D.相同的时间内，汽油机甲比乙所用的汽油节约一些燃料加热

前的水温/℃燃料燃尽后水温/℃煤油2544菜籽油253461．（2018•兴化市二模）用如图装置比较两种燃料的热值，以下关于该实验的操作及分析正确的是（）A．在烧杯中放入质量相同的不同液体B．在燃烧皿中放入质量相同的不同燃料C．燃烧相

同的时间比较升高的温度判断热值的大小D．根据相同质量燃料燃烧时间长短来判断热值的大小2．（2018秋•安仁县校级月考）关于燃料的热值，下列说法中正确的是（）A．某种燃料燃烧放出的热量叫做这种燃料的热值B．甲燃料完全燃烧

放出的热量比乙燃料完全燃烧放出的热量多，则甲燃料的热值一定比乙燃料的热值大C．燃料的热值越大，则燃料燃烧时放出的热量越多D．烟煤的热值是2.9×107J/kg，则完全燃烧1kg的烟煤能放出2.9×107J的热量3．（2019•

益阳模拟）一杯酒精用掉一半，剩下一半的酒精的质量、密度、比热容和热值的情况是（）A．质量、密度、比热容和热值不变B．质量和密度变为原来的一半，比热容和热值不变C．质量和热值变为原来的一半，密度和比热容不变D．质量变为原来的一半，比热容和

热值不变4．（2019秋•保定期中）如图所示是内燃机的能量流向图，则热机效率（η）等于（）7A．×100%B．×100%C．×100%D．×100%5．（2018秋•武威月考）柴油机的效率一般比汽油机高，其主要原理是（）A．柴油的热值大于汽油的热值B．柴油机有喷油嘴，可以向气缸内喷燃料，而

汽油机不能喷燃料，使得燃料不足C．柴油机压缩时，压缩程度（压缩比）大，燃烧时燃气压强更大，推动活塞做功较多D．柴油机一般比汽油机做得更精细、轻便、无用功小6．（2017秋•北仑区期末）如图是汽油机的能量流向，关于汽油机的工作过程，下列说法不正确的

是（）8A．废气排放的能量所占比例最大，减少该部分能量损失是提高热机效率的有效手段B．冷却水能量的二次利用可以提高能量利用率C．该汽油机的热机效率为30%D．四冲程汽油机正常工作时，输出有用功的过程是在压缩冲程实现的7．（2020秋•江油市期中）某品牌无人驾驶汽车在一段平直公路上匀速行

驶6.9km，用时5min45s，消耗燃油1.5kg，已知汽车的牵引力是2000N，燃油的热值为4.6×107J/kg，假设燃油完全燃烧。通过计算可知，下列结果：①汽车行驶速度是20m/s；②消耗的燃油完全燃烧放出的热量是6.9×107J；③汽车牵引

力做功的功率是30kW；④汽车发动机的效率是20%．上述结果正确的是（）A．①②③B．②③④C．①③④D．①②④8．（2018秋•埇桥区校级月考）“可燃冰”作为新型能源，有着巨大的开发使用潜力，同等条件下，“可燃冰”完全燃烧放出的热量达到煤气的数十倍

，说明“可燃冰”的很大。0.1kg“可燃冰”完全燃烧放出的热量为4.2×107J，则可燃冰的热值是9．（2020秋•吴中区期中）如图所示，是A、B两种燃料完全燃烧释放的热量Q与其质量m的关系图，从图中看出A燃料的热值B燃料的热值（选填“大于”、“小

于”或“等于”），在标准大气压下，若一定质量的B燃料完全燃烧释放的热量为4.9×106J，其中有60%的热量被质量为20kg、初始温度为38℃的水吸收，c水＝4.2×103J/（kg•℃），则水的温度将升

高到℃。910．（2018秋•芜湖期中）有两台单缸四冲程柴油机，它们在做功冲程中每做功一次，对外输出的有用功相等。甲、乙两柴油机输出的有用功率之比为4：3，甲柴油机的效率为32%，乙柴油机的效率为36%，则甲、乙柴油机在相同的时间内飞轮的转数之

比为，乙柴油机在某工作时间内消耗了10kg的柴油，则甲柴油机在相等的时间内消耗的柴油为。11．（2019秋•镇平县期中）目前，“节能减排“已引起全球的关注，如何减少能耗，提高汽车发动机的效率越来越受到人们的重视，如图是某内燃机能

量流向图（1）内燃机在冲程中将该机械能转化为内能。（2）如图，内燃机的热机效率是。12．（2018秋•海安县月考）在比较不同燃料热值的实验中，小明组装了图示两套完全相同的实验装置。燃料加热前水温/℃燃料燃尽时的水温/℃燃料热值/（J/kg）甲15352.4×

106乙1525？（1）组装器材时小明先调节了铁圈高低，其目的是，紧接着又调节了横杆高低，其目的是。（2）为保证实验结论的可靠性，实验时应控制两套装置中相同的量有燃料的质量、水的。（3）小明正确进行实验后。得到的数据见上表，由表可算出乙

的热值约J/kg。通过实验计算出10的热值与实际相比偏，这是因为。1．（2019·江苏中考真题）在“比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量”实验中，小林选用碎纸片和酒精为燃料进行了实验．（1）小林将天

平放在水平桌面上并将游码归零后，若指针静止时位置如图甲所示，则他应将平衡螺母向_______端调节；图乙是正确测量所用碎纸片质量时的场景，此时游码所处位置如图丙所示，则他还应称量_____g的酒精；（2）小林组装的实验装置如图丁所示，他在器材安装中的一处错误是_________

；（3）本实验中，燃料完全燃烧放出热量的多少是通过_______来反映的；（4）正确组装实验装置后，小林用（1）中所称量的碎纸片和酒精分别进行实验，正确采集的数据如下表所示．根据实验数据，小林却得出了与事实相反的实

验结论：质量相同的碎纸片和酒精完全燃烧后，碎纸片放出的热量较多．你认为他在实验中最有可能遗漏的操作是_______．温度加热前的水温/℃燃料燃尽时的水温/℃水温的变化/℃11燃料酒精206545碎纸片2080602．（2

020·广西梧州市·中考真题）“运20”是我国自主研发的大型运输机，它的发动机是一种热机，通过航空煤油在气室中燃烧，从喷口向后高速喷出气体，使发动机获得向前的推力。若“运20”在高空中飞行时，在恒定的水平推力1.5105N作用下，沿水平方向匀速航行了360km，用时0.5h，需要燃烧航空

煤油2250kg，已知航空煤油的热值为q=4.0107J/kg。在这一次航行中，求：(1)运输机航行的速度；(2)运输机的功率；(3)运输机发动机的热机效率。3．（2018·广西桂林市·中考真题）若家用天然气的热值为4.2×107J/m3水的比热容为4.2×103J/（

kg•℃）．（1）完全燃烧0.04m3天然气放出的热量是多少？（2）若某新型天然气灶烧水的效率为40%，完全燃烧0.04m3天然气可使室温下5kg的水温度升高多少？