2 热机效率
知识点? 热机效率
1．（河北唐山遵化市期中）（多选）下列关于热学知识的说法正确的是(BD)
A.热机消耗的燃料越多，效率就越低
B．热机效率高，将内能转化为机械能的比例就大
C．热机所用燃料的热值越大，效率越高
D．汽油机和柴油机均属于内燃机，工作时它们点火的方式不同
2．（山东菏泽东明县期中）为减少能源消耗，保护环境，必须合理利用能源，下列方法中对提升热机效率有用的是( )
A．让燃料放出的热量全部用来做有用功
B．用导热性更好的材料做内燃机汽缸
C．增加燃料的质量
D．尽量使燃料充分燃烧
3．（山西临汾期中）2023年1月1日起，国内全面推行国六B汽油，相比国六A汽油，国六B汽油烯烃（碳氢元素组成的化合物）含量降低约3%，因此汽车发动机工作时，能有效减少尾气中污染物的排放。图为汽车发动机某冲程的示意图，下列说法正确的是( )
A．汽油机吸气冲程吸入的只有空气
B．更换国六B汽油，发动机效率就可达到100%
C．该冲程为压缩冲程，机械能转化为内能
D．尾气中污染物的排放量越少发动机的效率就越高
4．（四川南充中考）某单缸四冲程汽油机，飞轮每分钟转3000转，则每秒对外做功 次，每次对外做功115 J，该汽油机的效率为25%，连续工作1 h需消耗汽油 kg（q汽油＝4.6×107 J/kg）。
知识点? 改变世界的热机
5．我国某集团于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．内燃机的效率越低，则表示内燃机做功越慢
B．可通过减少各部件间的摩擦提高内燃机的效率
C．在内燃机的能量损失中，废气带走的能量很少
D．随着技术的进步，内燃机的效率能到达100%
6．（四川凉山州西昌市期中）为了节约能源，需要提高热机效率，关于提高热机效率，下列说法正确的是( )
A．尽量使用热值大的燃料
B．采用先进的制造技术，能将热机的机械效率提高到100%
C．尽量增加热机工作时间
D．尽量减少废气带走的热量
7．（河北石家庄校级期中）如图所示为内燃机的能流图，则内燃机的效率可表示为( )
A．η＝×100%
B．η＝×100%
C．η＝×100%
D．η＝×100%
8．（福建漳州长泰区校级期中）两台汽油机，甲的功率是乙的2倍，甲的效率为20%，乙的效率为25%，做功快的汽油机是 ，那么甲与乙每小时消耗油量之比为 。
9．（四川达州期中）一辆使用汽油为燃料的小汽车，以90 km/h的速度在水平路面上匀速行驶时，发动机的实际功率为23 kW。若小汽车行驶的距离为1.0 km，汽油的热值q＝4.6×107 J/kg，小汽车发动机的效率为40%。求小汽车在这段路程中：
(1)运动的时间；
(2)发动机所做的功；
(3)消耗汽油的质量。
10．（科学思维）（广东肇庆校级期中）阅读短文，回答问题。
汽油发动机
汽油发动机是以汽油作为燃料，将化学能最终转化成机械能的发动机。汽油机的特点是转速高、结构简单、质量轻、造价低廉、运转平稳、使用维修方便。汽油机在汽车上，特别是小型汽车上大量使用。市场上汽油机的热效率普遍在35%左右，达到40%的少之又少。现在最先进的汽油机，采用了无火花塞的HCCI，压缩比达到了18∶1，热效率高达50%。
(1)汽油机工作时把燃料的化学能转化为 能，再转化为汽车的 能。
(2)如图是汽油机的四个冲程，一个汽缸正常工作时，四个冲程的顺序是 （对甲、乙、丙、丁重新排序），其中图 所示的冲程为汽油机提供动力。
(3)汽油机的防冻冷却液是由水和某种防冻剂混合而成的，这是利用了水的 的特点。
(4)使用现在最先进汽油机的汽车，理想情况下油耗仅为3.3 L/100 km，在相同条件下使用热效率为40%的发动机的油耗为 L/100 km。
2 热机效率
知识点? 热机效率
1．（河北唐山遵化市期中）（多选）下列关于热学知识的说法正确的是(BD)
A.热机消耗的燃料越多，效率就越低
B．热机效率高，将内能转化为机械能的比例就大
C．热机所用燃料的热值越大，效率越高
D．汽油机和柴油机均属于内燃机，工作时它们点火的方式不同
2．（山东菏泽东明县期中）为减少能源消耗，保护环境，必须合理利用能源，下列方法中对提升热机效率有用的是(D)
A．让燃料放出的热量全部用来做有用功
B．用导热性更好的材料做内燃机汽缸
C．增加燃料的质量
D．尽量使燃料充分燃烧
3．（山西临汾期中）2023年1月1日起，国内全面推行国六B汽油，相比国六A汽油，国六B汽油烯烃（碳氢元素组成的化合物）含量降低约3%，因此汽车发动机工作时，能有效减少尾气中污染物的排放。图为汽车发动机某冲程的示意图，下列说法正确的是(C)
A．汽油机吸气冲程吸入的只有空气
B．更换国六B汽油，发动机效率就可达到100%
C．该冲程为压缩冲程，机械能转化为内能
D．尾气中污染物的排放量越少发动机的效率就越高
4．（四川南充中考）某单缸四冲程汽油机，飞轮每分钟转3000转，则每秒对外做功25次，每次对外做功115 J，该汽油机的效率为25%，连续工作1 h需消耗汽油0.9 kg（q汽油＝4.6×107 J/kg）。
四冲程汽油机的飞轮转速为3 000 r/min＝50 r/s，即汽油机飞轮每秒转50圈，由于四冲程汽油机1个工作循环完成4个冲程，飞轮和曲轴转2圈，对外做功1次，所以该汽油机每秒对外做功25次；汽油机1 h对外所做的功W总＝3 600×25×115 J＝1.035×107 J，由η＝可知，汽油完全燃烧放出的热量Q放＝＝＝4.14×107 J，由Q放＝mq可知，消耗汽油的质量m＝＝＝0.9 kg。
知识点? 改变世界的热机
5．我国某集团于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(B)
A．内燃机的效率越低，则表示内燃机做功越慢
B．可通过减少各部件间的摩擦提高内燃机的效率
C．在内燃机的能量损失中，废气带走的能量很少
D．随着技术的进步，内燃机的效率能到达100%
6．（四川凉山州西昌市期中）为了节约能源，需要提高热机效率，关于提高热机效率，下列说法正确的是(D)
A．尽量使用热值大的燃料
B．采用先进的制造技术，能将热机的机械效率提高到100%
C．尽量增加热机工作时间
D．尽量减少废气带走的热量
7．（河北石家庄校级期中）如图所示为内燃机的能流图，则内燃机的效率可表示为(C)
A．η＝×100%
B．η＝×100%
C．η＝×100%
D．η＝×100%
由内燃机的能流图可知，燃料完全燃烧放出的热量为E，有用机械能（即有用功）为E2，所以内燃机的效率可表示为η＝×100%＝×100%，故ABD不符合题意，C符合题意。
8．（福建漳州长泰区校级期中）两台汽油机，甲的功率是乙的2倍，甲的效率为20%，乙的效率为25%，做功快的汽油机是甲，那么甲与乙每小时消耗油量之比为5∶2。
汽油机甲的功率是乙的2倍，做功快的汽油机是甲；设甲的功率为P甲，其效率为η甲，乙的功率为P乙，其效率为η乙，汽油的热值为q，做功时间为t，由题意知＝，＝＝，在时间t内做的有用功为W＝Pt，由η＝＝可得在时间t内消耗的油量为m＝，代入数值可得，甲与乙每小时消耗油量之比为＝＝×＝×＝。
9．（四川达州期中）一辆使用汽油为燃料的小汽车，以90 km/h的速度在水平路面上匀速行驶时，发动机的实际功率为23 kW。若小汽车行驶的距离为1.0 km，汽油的热值q＝4.6×107 J/kg，小汽车发动机的效率为40%。求小汽车在这段路程中：
(1)运动的时间；
(2)发动机所做的功；
(3)消耗汽油的质量。
(1)汽车的速度为90 km/h，则行驶的距离为1.0 km时，运动的时间t＝＝＝ h＝40 s
(2)已知发动机的实际功率为23 kW，则发动机所做的功W＝Pt＝23×103 W×40 s＝9.2×105 J
(3)小汽车发动机的效率为40%，汽油放出的热量Q放＝＝＝2.3×106 J
则消耗汽油的质量m＝＝＝0.05 kg
答：(1)运动的时间为40 s；
(2)发动机所做的功为9.2×105 J；
(3)消耗汽油的质量为0.05 kg。
10．（科学思维）（广东肇庆校级期中）阅读短文，回答问题。
汽油发动机
汽油发动机是以汽油作为燃料，将化学能最终转化成机械能的发动机。汽油机的特点是转速高、结构简单、质量轻、造价低廉、运转平稳、使用维修方便。汽油机在汽车上，特别是小型汽车上大量使用。市场上汽油机的热效率普遍在35%左右，达到40%的少之又少。现在最先进的汽油机，采用了无火花塞的HCCI，压缩比达到了18∶1，热效率高达50%。
(1)汽油机工作时把燃料的化学能转化为内能，再转化为汽车的机械能。
(2)如图是汽油机的四个冲程，一个汽缸正常工作时，四个冲程的顺序是乙甲丁丙（对甲、乙、丙、丁重新排序），其中图丁所示的冲程为汽油机提供动力。
(3)汽油机的防冻冷却液是由水和某种防冻剂混合而成的，这是利用了水的比热容大的特点。
(4)使用现在最先进汽油机的汽车，理想情况下油耗仅为3.3 L/100 km，在相同条件下使用热效率为40%的发动机的油耗为4.125L/100 km。
(1)汽油与空气的混合物在汽油机内燃烧过程属于化学变化，把燃料的化学能转化为内能，再转化为汽车的机械能。(2)由图可知，甲图中的两气门关闭，活塞上行，所以是压缩冲程，压缩冲程是将机械能转化为内能的过程；乙图中的进气门打开，排气门关闭，活塞下行，所以是吸气冲程；丙图中的进气门关闭，排气门打开，活塞上行，所以是排气冲程；丁图中的两气门关闭，活塞下行，所以是做功冲程，做功冲程是将内能转化为机械能的过程，不是依靠飞轮的惯性完成的冲程，此冲程为汽油机提供动力。因此四个冲程的顺序为乙甲丁丙。(3)因为水的比热容大，质量相同时升高相同的温度，吸收的热量多，故大多数汽车防冻冷却液是以水和某种防冻剂混合而成，主要成分是水，就是利用了水的比热容大的特点。(4)由题意可知，在相同条件下，即获得的机械能相同，根据W＝ηQ放可得η1Q1＝η2Q2，即为40%Q1＝50%Q2，由Q放＝Vq可得q汽油V1＝q汽油V2，解得，在相同条件下使用热效率为40%的发动机，汽车的油耗最少为V1＝×3.3 L/100 km＝4.125 L/100 km。
