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人教版 九年级物理 第十三章 内能的利用 第2节 热机的效率
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人教版 九年级物理 第十三章 内能的利用 第2节 热机的效率
它们都离不开燃料。燃料燃烧的过程是化学能转变为内能的过程。
1、燃料的重要性
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人教版 九年级物理 第十三章 内能的利用 第2节 热机的效率
2、常用的燃料
常用的燃料有煤、石油（加工炼制成汽油、煤油、柴油和液化气等）、天燃气等，农村还用草木等植物的秸杆作燃料。
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人教版 九年级物理 第十三章 内能的利用 第2节 热机的效率
3、燃料分类
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这说明不同燃料的放热本领相同吗？怎么比较它们的放热本领强呢？
如图所示是一个四口之家使用某种燃料时的月消耗量。使用不同燃料，消耗量是不同的。为什么？
我们用热值这个概念来表示燃料放出热量的本领。
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想想议议
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人教版 九年级物理 第十三章 内能的利用 第2节 热机的效率
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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。
热值在数值上等于1 kg某种燃料完全燃烧放出的热量。
1、定义
2、物理意义
3、单位
国际单位：焦每千克；符号：J/kg。
气体燃料的单位：焦每立方米；符号：J/m3。
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4、燃料的热值表
请说出你熟悉的燃料的热值，并说明其物理意义。
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人教版 九年级物理 第十三章 内能的利用 第2节 热机的效率
5、对燃料的热值理解
热值是燃料的一种特性，其大小只与燃料的种类有关，与燃料的质量（体积）、是否燃烧、是否完全燃烧无关。
6、有关燃料燃烧放热的计算
固体燃料：Q ＝ q×m
气体燃料：Q ＝ q×V
公式
洪山嘴中学詹振亚
＝
q
Q
m
公式变形
＝
q
Q
V
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＝
m
Q
q
＝
V
Q
q
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6、有关燃料燃烧放热的计算
为什么发射火箭上天要用氢做燃料？
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根据热值表，计算一下10吨氢完全燃烧放出多少焦耳的热量？
再算算，若用干木柴完全燃烧来获得这些热量，需要多少吨干木柴？
氢的热值是1.4×108 J/kg
干木柴的热值1.2×107 J/kg
放出热量Q ＝ q×m
＝1.4×108 J/kg× 10×103 kg ＝ 1.4×1012 J
需要干木柴
约120吨干木柴完全燃烧放出的热量等于10吨氢完全燃烧放出的热量。
1.2
kg
10
1.2
J/kg
10
J
10
1.4
5
7
12
＝
＝
＝
q
Q
m
×
×
×
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人教版 九年级物理 第十三章 内能的利用 第2节 热机的效率
有用机械能
燃气内能
废气带走的能量
散热、克服摩擦损失
燃料不能完全燃烧
1、热机各部分能量分析
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人教版 九年级物理 第十三章 内能的利用 第2节 热机的效率
*
化学能
100﹪
内能
机械能
燃烧不完全损失的能量
废气带走的能量
克服摩擦损失的能量
电流通过导线时发热损失的能量
散热损失的能量
发电机
蒸气轮机
锅炉
散热损失的能量
克服摩擦损失的能量
电能 30﹪
2、火电站能流图
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3、定义：
用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧释放的能量之比称为热机效率，
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＝
Q放
W有
η
4、公式：
5、提高热机效率的途径
使燃料充分燃烧;
尽量减少各种热量损失；
在热机的设计和制造上采用先进的技术；
注意保养，保证良好的润滑，减少因克服摩擦阻力而额外消耗的能量。
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6、常见热机的效率
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热机与环境
热机为人类的发展做出了重大贡献，同时也引发了许多环境问题
燃料燃烧排放的烟尘使大气变得十分混浊
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1、对人体健康的直接危害，硫酸雾和硫酸盐雾的毒性比二氧化硫大得 多，可以侵入肺的深部组织，引起肺水肿等疾病而使人致死。 2、引起河流、湖泊的水体酸化，严重影响水生动植物的生长。 3、破坏土壤、植被、森林。 4、腐蚀金属、油漆、皮革、纺织品及建筑材料。5、渗入地下,使水中铝、铜、锌、镉的含量比中性地下水中高很多倍。
酸雨的危害
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热机与环境
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人教版 九年级物理 第十三章 内能的利用 第2节 热机的效率
从火车到火箭
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人教版 九年级物理 第十三章 内能的利用 第2节 热机的效率
热值的定义：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。
热值的物理意义：热值在数值上等于 1 kg某种燃料完全燃烧放出的热量。
1、燃料的热值
热值的单位：
固体燃料的单位：焦每千克；符号：J/kg。
气体燃料的单位：焦每立方米；符号：J/m3。
热值的公式
固体燃料：Q ＝ q×m
气体燃料：Q ＝ q×V
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人教版 九年级物理 第十三章 内能的利用 第2节 热机的效率
2、热机的效率
3、热机与环境
热机的效率：用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧释放的能量之比称为热机效率。
＝
Q放
W有
η
热机效率的公式：
提高热机效率的途径
4、科学 技术 社会
从火车到火箭
热机为人类的发展做出了重大贡献，同时也引发了许多环境问题
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2、 一桶煤油用掉了一半，则剩下的煤油（ ）
密度和热值不变，比热容减为原来的一半
B. 比热容和密度不变，热值减为原来的一半
C. 热值和比热容不变，密度减为原来的一半
D. 密度、热值和比热容都不变
1、航天工业中的火箭是用液态氢作为燃料的，这是因为液态氢具有（ ） A. 较小的质量 B. 较小的密度 C. 较大的比热容 D. 较大的热值
D
D
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3、关于热机效率，下列说法正确的是( )
A．热机效率越高，即热机做的有用功多
B．热机效率越高，即热机的功率越大
C．要提高热机效率，就要尽量减少各种能量损
失，并且要保证良好的涧滑
D．提高热机效率，有利于环保减排
C D
4、四口这家分别单独使用不同种类的燃料时的平均月消耗分别为：木柴约200千克，烟煤约80千克，液化石油气约30千克，煤气约60千克。这四种燃料中的热值最高的是( )
A．液化石油气 B．煤气 C．烟煤 D．木柴
A
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5、对于燃料的热值，下列说法中，属于正确理解的是 ( )
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
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C
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6、下列提高热机效率的方法中，不可行的是
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
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D
7、一台内燃机运行时各种能量损耗大致为：汽缸散热损失占 25％，废气带走的能量占 30％，摩擦等机械损耗占 10％，则内燃机的热机效率 为__________。
35%
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谢谢同学们的合作！
祝同学们学习进步！
再 见！
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人教版 九年级物理 第十三章 内能的利用 第2节 热机的效率登陆21世纪教育 助您教考全无忧
物理（人教版）《14.2 热机的效率》
教案
一、教学目标
1．知识与技能。
①同燃料燃烧释放热能的本领不同,建立燃料热值的概念。
②会查燃料的热值表。能根据燃料的热值进行相关的计算。
③知道热机的效率,能大致说出提高热机效率的途径。
④了解热机与环境的关系。
2．过程和方法。
①能过比较不同燃料燃烧产生的内能不同，体会热值的概念。
②实例让学生知道环保重要性，培养学生重视提高保护环境的意识。
③通过与机械效率的对比,了解热机的效率,感悟到效率是评价投入。
3．情感、态度和价值观。
①感受人类利用燃料的发展过程，形成正确的世界观。
②感受技术与社会的联系，建立废物利用的观念。
二、教学重点
①燃料热值的概念。 ②热机的效率。
三、教学难点
热机的效率。
教学过程
一、创设情境，引入课题
播放图片介绍燃料的重要性，说明人类都离不开燃料。
( http: / / www.21cnjy.com )
强调：燃料燃烧的过程是化学能转变为内能的过程。
再介绍常用的燃料有煤、石油（加工炼制成汽油、煤油、柴油和液化气等）、天燃气等，农村还用草木等植物的秸杆作燃料。21世纪教育网版权所有21世纪教育网版权所有21世纪教育网版权所有
并对燃料进行分类：燃料可分为固体燃料、液体燃料、气体燃料。
讨论一个四口之家在一个月内所用的燃料情 ( http: / / www.21cnjy.com" \o "欢迎登陆21世纪教育网 )况，如图。提出问题进行讨论：如图所示是一个四口之家使用某种燃料时的月消耗量。使用不同燃料，消耗量是不同的。为什么？21·cn·jy·com21教育网21教育网
设问：不同燃料的放热本领相同吗？怎么比较它们的放热本领强呢？
我们用热值这个概念来表示燃料放出热量的本领。这就是我第2节要学的内容。
引入新课：第十四章 内能的利用 第2节 热机的效率
二、进行新课
1、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。
（2）物理意义
热值在数值上等于1 kg某种燃料完全燃烧放出的热量。
（3）单位
国际单位：固体燃料的单位：焦/千克；符号：J/kg 读做：焦每千克
气体燃料的单位：焦/立方米；符号：J/m3 读做：焦每立方米
（4）燃料的热值表
( http: / / www.21cnjy.com )
引导学生查燃料的热值表，要求找出表 ( http: / / www.21cnjy.com )中燃料热值的特点，找出热值最大的燃料并说出燃料的名称，热值的大小，主要用途。www.21-cn-jy.com21cnjy.com21cnjy.com
（5）对燃料的热值理解
从燃料的热值表可，不同的燃料有着不 ( http: / / www.21cnjy.com" \o "欢迎登陆21世纪教育网 )同的热值，同种燃料的热值是不变的，这说明热值是燃料的一种特性，其大小只与燃料的种类有关，与燃料的质量（体积）、是否燃烧、是否完全燃烧无关。2·1·c·n·j·y2·1·c·n·j·y21·cn·jy·com
（6）有关燃料燃烧放热的计算
讨论：为什么发射火箭上天要用氢做燃料？而不用干木柴做燃料？要求通过计算肜具体的数据回答。
根据热值表，计算一下10吨氢完全燃烧放出多少焦耳的热量？
氢的热值是1.4×108 J/kg
放出热量Q ＝ q×m
＝1.4×108 J/kg× 10×103 kg ＝ 1.4×1012 J
再算算，若用干木柴完全燃烧来获得这些热量，需要多少吨干木柴？
干木柴的热值1.2×107 J/kg
需要干木柴
约120吨干木柴完全燃烧放出的热量等于10吨氢完全燃烧放出的热量。
2、热机的效率
（1）热机各部分能量分析
如图对热机的各部分能量进行分析：首先燃料 ( http: / / www.21cnjy.com )很难完全燃烧，放出的往往比按热值计算出来的要小；而且有效利用的热量又比放出的热量要小。如内燃机，有效利用的热量只有做有用功的那一部分热量，而废气带走了相当一部分热量，机器散热还要散失一部分热量，克服摩擦也要损失平分热量。21教育网21·cn·jy·comwww.21-cn-jy.com
（2）火电站能流图
再针对图片对火电站的能流进行简单的分析，
（3）热机效率的定义和公式：
定义：用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧释放的能量之比称为热机效率，
（4）常见热机的效率
播放图片介绍常见热机制效率：
蒸气机：6~15% 汽油机：20~30% 柴油机：30~45% 火电厂：30%左右
( http: / / www.21cnjy.com )
（5）提高热机效率的途径
使燃料充分燃烧;
尽量减少各种热量损失；
在热机的设计和制造上采用先进的技术；
注意保养，保证良好的润滑，减少因克服摩擦阻力而额外消耗的能量。
3、热机与环境
讲解热机的发展推动了人类文明和进步， ( http: / / www.21cnjy.com )为人类的发展做出了重大贡献，同时也引发了许多环境问题。燃料燃烧排放的烟尘使大气变得十分混浊；出来的化学气体停留在空气中会形成酸雨，对人、动物、植物造成严重的危害。21cnjy.comwww.21-cn-jy.com2·1·c·n·j·y
4、科学 技术 社会
引导学生阅读《科学 技术 社会》的相关内容，了解热机的发展过程。
三、课堂小结
1、燃料的热值
热值的定义：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
热值的物理意义：热值在数值上等于 1 kg某种燃料完全燃烧放出的热量。
热值的单位：
固体燃料的单位：焦每千克；符号：J/kg。
气体燃料的单位：焦每立方米；符号：J/m3。
2、热机的效率
热机的效率：
用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧释放的能量之比称为热机效率。
提高热机效率的途径
3、热机与环境
4、科学 技术 社会
四、布置作业
动手动脑学物理：（1）（2）（3）
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品资料·第 1 页 （共 4 页） 版权所有@21世纪教育网登陆21世纪教育 助您教考全无忧
物理（人教版）《14.2 热机的效率》
学案
导学目标知识点：
①从生活中体会不同燃料燃烧释放热能的本领不同,建立燃料热值概念。
②会查燃料的热值表。能根据燃料的热值进行相关的计算。
③知道热机的效率,能大致说出提高热机效率的途径。
学习重点：
①燃料热值的概念。 ②热机的效率。
学习难点：
热机的效率。
学习过程：
自学指导一：燃料的热值
1、料的种类很多，固态燃料有＿＿＿＿ ( mailto:365134837@ ) 、＿＿＿＿ ( mailto:365134837@ )等，液态燃料有＿＿＿＿ ( mailto:365134837@ )、＿＿＿＿ ( mailto:365134837@ )等，气态燃料有＿＿＿＿ ( mailto:365134837@ )、＿＿＿＿ ( mailto:365134837@ )等。?21教育网21世纪教育网版权所有21世纪教育网版权所有
2、某种燃料＿＿＿＿ ( mailto:365134837@ )＿＿＿＿ ( mailto:365134837@ )＿＿＿＿ ( mailto:365134837@ )＿＿＿＿ ( mailto:365134837@ )与其＿＿＿＿ ( mailto:365134837@ )之比，叫做这种燃料的热值。固体燃料、液体燃料热值的单位是＿＿＿＿ ( mailto:365134837@ )，气体燃料热值的单位是＿＿＿＿ ( mailto:365134837@ )。
3、燃料燃烧是一种＿＿＿＿ ( mailto:365134837@ )变化，燃烧时把＿＿＿＿ ( mailto:365134837@ )能变成＿＿＿ ( mailto:365134837@ )能，燃烧相同质量的不同燃料，放出的热量是＿＿＿＿ ( mailto:365134837@ )的，为了比较燃料的放热本领，物理学中用＿＿＿＿ ( mailto:365134837@ )来表示燃料的这种放热本领。21cnjy.com21教育网21教育网
4、木柴的热值是1.2×107J/kg，它的物理意义是＿＿＿＿ ( mailto:365134837@ )＿＿＿＿ ( mailto:365134837@ )＿＿＿＿ ( mailto:365134837@ )＿＿＿＿ ( mailto:365134837@ )＿＿＿＿ ( mailto:365134837@ )＿＿＿＿ ( mailto:365134837@ )＿＿＿＿ ( mailto:365134837@ )。21·cn·jy·com21cnjy.com21cnjy.com
5、中常用水来作为机器的冷却剂，这是因为水的＿＿＿＿ ( mailto:365134837@ )大；火箭的燃料要用液氢，这是因为液氢的＿＿＿＿ ( mailto:365134837@ )大；沿海地区的气候比沙漠地区的气候更宜人，这是因为水的比热容比沙的比热容＿＿＿＿ ( mailto:365134837@ )。www.21-cn-jy.com21·cn·jy·com21·cn·jy·com
6、2千克酒精完全燃烧，放出＿＿＿＿ ( mailto:365134837@ )J的热量，由此可得出燃料燃烧放出热量的计算公式为＿＿＿＿ ( mailto:365134837@ )＿＿＿＿ ( mailto:365134837@ )。1桶酒精用掉一半，盛下的一半其的热值是＿＿＿＿ ( mailto:365134837@ )＿＿＿＿ ( mailto:365134837@ )。
自学指导二：热机的效率
1、用来做有用功的那部分能量与＿＿＿＿ ( mailto:365134837@ )＿＿＿＿ ( mailto:365134837@ )＿＿＿＿ ( mailto:365134837@ )之比，叫热机的效率。热机制效率总是＿＿＿＿ ( mailto:365134837@ )1（“＞”、“＝”或“＜”）2·1·c·n·j·y【来源：21·世纪·教育·网】
2、在我国实施的“西气东输”工程中,西部地区的天然气被输送到缺乏能源的东部地区。天然气与煤相比,从热学角度分析它突出的优点是＿＿＿＿ ( mailto:365134837@ )＿＿＿＿ ( mailto:365134837@ )； 从环保角度分析它突出的优点是＿＿＿＿ ( mailto:365134837@ )＿＿＿＿ ( mailto:365134837@ ).( 天然气、煤的热值分别为1.14×108J/kg、3.0×107J/kg)。21·世纪*教育网21·世纪*教育网www.21-cn-jy.com
3、蒸汽机的效率一般在＿＿＿＿ ( mailto:365134837@ )＿＿左右；汽油机的效率为＿＿＿＿ ( mailto:365134837@ )＿＿；柴油机的效率为＿＿＿＿ ( mailto:365134837@ )＿＿。
4、提高热机效率的途径是: ＿＿＿＿ ( mailto:365134837@ )＿＿＿＿ ( mailto:365134837@ )＿＿＿＿ ( mailto:365134837@ )＿＿、＿＿＿＿ ( mailto:365134837@ )＿＿＿＿ ( mailto:365134837@ )＿＿＿＿ ( mailto:365134837@ )、＿＿＿＿ ( mailto:365134837@ )＿＿＿＿ ( mailto:365134837@ )＿＿＿＿ ( mailto:365134837@ )。www-2-1-cnjy-comwww-2-1-cnjy-com21·世纪*教育网
5、一台柴油机的热机效率为25%，表示的意思是＿＿＿＿ ( mailto:365134837@ )＿＿＿＿ ( mailto:365134837@ )的那部分能量在＿＿＿＿ ( mailto:365134837@ )＿＿＿＿ ( mailto:365134837@ )＿＿＿＿ ( mailto:365134837@ )的能量中占的＿＿＿＿ ( mailto:365134837@ )＿＿＿＿ ( mailto:365134837@ )。2-1-c-n-j-y
达标测试
1、燃烧甲、乙两种燃料，甲放出的热量比乙多，则：（ ）
A．甲的质量一定大 B．甲的热值一定大
C．甲的比热容一定大 D．条件不足无法判断
2、煤的热值大于干木柴的热值，这里是指：（ ）
A．煤比干木柴含有的热量多一些
B．烧煤比烧干木柴产生的温度高一些
C．烧煤比烧干木烧产生的热量多一些
D．要使它们放出相同的热量，烧煤用的质量较少
3、两种燃料的热值之比为2:1，它们的质 ( http: / / www.21cnjy.com )量之比为1:4，那么这两种燃料完全燃烧放出的热量之比为：（ ） 21*cnjy*com2-1-c-n-j-ywww-2-1-cnjy-com
A．1:2 B．2:1 C．8:1 D．4:1
4、为了提高热机效率，可采取的措施是：（ ）
A．采用热值高的燃料 B．降低热机功率
C．保证良好的润滑减少摩擦 D．以上措施都可以
5、关于燃料的热值，下列说法中正确的是：（ ）
A．燃料的热值越大，燃烧时达到的温度就越高
B．燃料的热值越大，燃烧时放出的热量就越多
C．燃料燃烧越充分，则燃料的热值就越大
D．燃料的热值与燃料的质量以及燃烧情况无关
6、一瓶酒精倒掉一半，剩下的半瓶酒精的密度、比热容、热值和原来相比，以下的说法正确的是：（ ）
A．只有密度和热值不变 B．只有密度和比热容不变
C．只有比热容和热值不变 D．三个都不变
7、甲乙两台柴油机，甲的效率低于乙的效率，意义是：（ ）
A．甲的功率大于乙的功率
B．甲消耗的燃料多于乙消耗的燃料
C．乙将燃料燃烧放出的能变成有用功的那部分能的比例比甲大
D．工作相同时间甲消耗的燃料一定比乙少
8、煤气的热值为3.9×107 J/m3 ( http: / / www.21cnjy.com" \o "欢迎登陆21世纪教育网 )，有一户人家在一个月内燃烧煤气消耗1.17×109 J热量，则该户人家在一个月内共燃烧煤气多少m3？若该地煤气收费标准为0.9元/m3，这个月应该交煤气费多少元？21世纪教育网版权所有www.21-cn-jy.com2·1·c·n·j·y
9、小明家使用的是瓶装液化气，用燃气灶烧水 ( http: / / www.21cnjy.com" \o "欢迎登陆21世纪教育网 )，燃烧0.2 kg的液化气，可使5 kg的水从20 ℃升高到100 ℃。已知水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)，煤气的热值为4.0×107 J/kg。求：【来源：21·世纪·教育·网】2·1·c·n·j·y【来源：21·世纪·教育·网】
（1）0.2 kg液化气完全燃烧放出的热量；
（2）水吸收的热量；
（3）燃气灶烧水的效率。
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3、6~15% 20~30% 30~45%
4、尽量使燃料充分燃烧 保证良好润滑减少摩擦 尽量降低散热
5、做有用功 燃料完全燃烧放出 比例是25%
达标测试
1、D 2、D 3、A 4、C 5、D 6、D 7、C
8、解： 由Q＝qV得该户煤气用量为V＝＝＝30 m3
应该交煤气费：30 m3×0.9元/m3＝27元。
9、解：（1）0.2 kg液化气完全燃烧放出的热量
Q放＝mq＝0.2 kg×4.0×107 J＝8×106 J。
（2）水吸收的热量
Q吸＝cm(t－t0)
＝4.2×103 J/(kg·℃)×5 kg×(100 ℃－20 ℃)
＝1.68×106 J。
（3）燃气灶烧水的效率
η＝＝＝21%。
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