第十四章 内能的利用 第2节 热机的效率 课前导学 （含解析）人教版 九年级全册

（5）热机的效率—九年级物理人教版全一册课前导学
知识集锦：
知识点1 燃料的热值
1.定义：某种燃料①____________放出的热量与其质量之比。
2.数值：1 kg某种燃料完全燃烧放出的热量。
3.单位：焦/千克，即“J/kg”。
4.公式：②__________，其中Q 表示燃料完全燃烧放出的热量，m 表示燃料的质量，q 表示该燃料的热值。
5.物理意义：表示燃料完全燃烧时③________本领大小。
相关热量计算
（1）固体或液体燃料完全燃烧放出的热量：④__________。
（2）气体燃料完全燃烧放出的热量：⑤________________。
知识点2 热机的效率
1.定义：热机工作时，用来做⑥_________的那部分能量与⑦_____________________之比叫热机的效率。
2.表达式：⑧___________。由于热机在工作过程中总有能量损失，所以热机的效率总⑨______1。
3.物理意义：热机效率表示了使用热机时对燃料的⑩_____________，因此热机效率是描述热机性能的一个重要指标。
4.提高燃料利用率的途径：
a.让燃料 ________燃烧；
b.减少 ________的散失；
c.设法利用废气的能量；
d.保证良好的 ________。
自我检测：
1.关于内能、温度和热量，下列说法中正确的是( )
A.1kg、0℃的水的内能比1kg、0℃的冰的内能大
B.质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量越多，其热值越大
C.物体的温度升高，不一定是吸收了热量
D.热传递过程中，内能总是从内能多的物体向内能少的物体转移
2.一杯酒精用掉一半，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，密度、比热容和热值不变
3.随着人们的生活水平不断提高，汽车已进入千家万户，内燃机工作时用于给汽缸冷却的冷却剂温度会升高，内能会增大，这是利用________方式改变了冷却剂的内能。如图所示，是该内燃机的能量流向图表，请根据该图表中给出的信息，计算该内燃机的效率为________。
4.小明同学学习了燃料的热值后，自己设计一个实验来探究煤油和菜籽油的热值的大小关系，他组装了如图所示的装置进行实验，记录结果见下表：
燃料 加热前的水温/℃ 燃料燃尽后水温/℃
煤油 25 44
菜籽油 25 34
（1）为了保证实验结论的可靠，小明同学选择了两套相同装置，在实验中还应控制的相同的量有：______、________；
（2）你认为煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是_______；
（3）小明同学还想利用这种实验方案计算出煤油和菜籽油的热值，那么小明还需要补充的实验仪器是：_______，利用此实验方法计算出的热值将比真实值_______（偏大/偏小）。
5.天然气灶使用方便、经济环保。如图所示，在一个标准大气压下，天然气灶将1.5 L、温度为20 ℃的水加热至沸腾，大约需要5 min。已知水的比热容为，天然气的热值为，求：
（1）水吸收的热量；
（2）若天然气完全燃烧放出的热量50 %被水吸收，烧开这壶水需要多少天然气。
答案以及解析
知识集锦：
①完全燃烧 ② ③放热 ④ ⑤ ⑥有用功 ⑦燃料完全燃烧放出的能量 ⑧ ⑨小于 ⑩利用率的高低 充分 热量（能量） 润滑
自我检测：
1.答案：AC
解析：A.1kg、0℃的水变成1kg、0℃的冰时要放出热量（凝固放热），所以1kg、0℃的水的内能比1kg，0℃的冰的内能大，故A正确；
B，根据知质量相等的不同燃料完全燃烧时放出的热量越多，其热值越大，由于质量相等的不同燃料不知道是否完全燃烧，所以不能判断热值的大小，故B错误；
C，做功和热传递都可以改变物体的内能，所以物体的温度升高，可能是吸收了热量，也可能是做了功，故C正确；
D.在热传递过程中，热量总是从高温物体传向低温物体，即放热的物体一定比吸热的物体的温度高，温度高，内能不一定大，故D错误。
故选AC
2.答案：D
解析：质量是指物体所含物质的多少，一瓶酒精用去一半后，其质量将减半；酒精的密度、比热容和热值都表示酒精的某种特性，是从不同的角度来描述酒精的特性，一般不发生变化，只与物质的种类和状态有关，故一瓶酒精用去一半，则剩下的酒精密度、比热容和热值不变.
故选D.
3.答案：热传递；30%
解析：燃油汽车工作时，冷却剂吸收热量，温度升高、内能增大，这是利用热传递的方式改变了冷却剂的内能。
由图可知，输出有用功占燃料燃烧放出热量的比例，即内燃机的效率为
4.答案：（1）水的质量；燃料的质量；（2）煤油；（3）天平；偏小
解析：（1）实验时，要采用控制变量法。实验中，用燃料放出的热量来加热水，通过水升高的温度来反映燃料放出的热量，所以要控制水的质量相同；热量是燃料完全燃料时放出的热量与其质量的比值，所以为了比较燃料的热值，要控制燃料的质量相同。
（2）由实验数据知，用煤油加热的水温度升高得高，即煤油放出的热量较多，所以在煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是煤油。
（3）因为热值，需要知道燃料的质量，计算水吸收的热量（等于燃料燃烧放出的热量）也要用到水的质量，所以还需要补充的实验仪器是天平。
因为加热过程中，有一部分热量散失到了空气中，有一部分热量被烧杯吸收，所以水吸收的热量小于燃料放出的热量，而且燃料不可能完全燃烧，因此利用此实验方法计算出的热值将比真实值偏小。
5.答案：（1）
（2）
解析：（1）由可知，水的质量：；在一个标准大气压下，水的沸点是100 ℃，水吸收的热量：；
（2）根据题意可知，天然气完全燃烧放出的热量：；由可知，消耗天然气的体积：。