《九年级物理全一册课后真题操练（沪科版）》13.4热机效率和环境保护（解析版）

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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质量之比。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（固体燃料和液体燃料），或 J/m3（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：
❑❑
Q放=qm
求燃料质量：
❑❑
❑
m=Q放
q
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
η
。
2.表达式
❑❑
❑❑
η=Q吸
Q放
×100 %
或
η=W有用
W总
×100 %
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
η
<1。
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。在很多
热机效率类题型中，
Q
吸往往通过比热容计算，
Q
放往往
❑❑
用热值计算。
【典例分析】
（2021·黑龙江中考真题）小琦家新安装了一台容积为 0.5m3的太阳能热水器，加满水后，经过 4h 阳光的
照射水温由原来的 25℃升高到 45℃（已知:水的比热容
c
=4.2×103J/（kg·℃）、焦炭的热值
q
=3.0×107J/kg、水的密度
ρ
=1.0×103kg/m3）。问:
（1）在这 4h 内水吸收的热量为多少焦耳?
（2）若这些热量由效率为 20%的火炉燃烧焦炭来提供，则需要燃烧多少千克的焦炭?
【答案】（1） ；（2）
【解析】
（1）水吸收的热量为
（2）燃烧焦炭所释放的能量
需要燃烧焦炭的质量为
【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。
【真题操练】
1．（2020 江苏无锡）煤炭是一种重要能源。为判断煤炭品质的优劣，最科学的方法是检验煤炭的（　
　）
A．比热容 B．密度 C．热值 D．温度
【答案】C
【解析】
热值是燃料的一种特性，单位质量的煤完全燃烧时所释放出的热量越大，说明该煤的热值越大，即是优质
煤炭，故 ABD 不符合题意，C符合题意。故选 C。
2．（2019 湖北）下列关于热机、热值的说法正确的是
A．汽油机、柴油机都有火花塞和喷油嘴这两个关键部件
B．某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比叫这种燃料的热值，单位是 kg/J
C．柴油机工作的效率是 35%，说明它工作时柴油燃烧释放的能量 65%转化为有用功
D．四冲程内燃机是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程的不断循环来保证连续工作的
【答案】D
【解析】
A．汽油机和柴油机构造不同．汽油机有火花塞，柴油机有喷油嘴．故 A 错误；B．单位质量的燃料完全燃
烧时释放出的热量是燃料的热值，所以热值的单位是 J/kg．故 B 错误；C．柴油机的效率为 35%，说明它工
作时柴油完全燃烧放出的热量的 35%转化为有用功．故 C 错误；D．四冲程内燃机是吸气、压缩、做功、排
气四个冲程连续工作的循环过程．故 D 正确．
3．（2021 朔州市九年级月考）下列关于热值和热机效率的说法中正确的是（　　）
A．使燃料充分燃烧，可以增大热值
B．设法利用废气的能量，是提高燃料利用率的重要措施
C．柴油机的效率比汽油机的高，这是因为柴油的热值比汽油的大
D．效率越高的热机，消耗的燃料越少，从而节约能源，减少污染
【答案】B
【解析】
A．热值是燃料的一种特性，与燃料的种类有关，与燃料质量、燃料是否充分燃烧无关，故 A 错误；B．在
热机能量的损失中，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，热机效
率就越高，故 B 正确；C．柴油机的效率比汽油机的高，这是因为柴油机为压燃式，压缩程度更高，气缸内
的温度更高，能量转化程度更高，与热值无关，故 C 错误；D．效率越高的热机，说明做有用功的能量与燃
料燃烧放出的热量比值越大，但有用功的多少不知道，所以燃料消耗的不一定少，故 D 错误。故选 B。
4．（2021·湖南郴州·中考真题）小明用酒精灯将质量为 100g、初温为 20℃的水加热到 90℃（未沸
腾），共燃烧了 7g 酒精[
c
水=4.2 103J/（kg℃，酒精的热值为
q
=3 107J/kg]。则（　　）
A．水吸收的热量是 2.94×107J，效率为 14%
B．水吸收的热量是 2.94×104J，效率为 14%
C．水吸收的热量是 2.94×107J，效率为 1.4%
D．水吸收的热量是 2.94×104J，效率为 1.4%
【答案】B
【解析】
A C．水吸收的热量是 ，故 A 错误；C错
误；
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