第二章 第三节 热机效率 导学案（含答案）

3. 热机效率
【学习目标】
1．了解热机的效率概念。
2．了解不同热机的效率值。
3．了解热机的使用对社会的贡献和给环境带来的影响。
【教材解读】
一．热机效率的概念
阅读教材P29关于热机效率的内容，参照图2-3-2汽车内燃机的能量流向，理解热机效率的概念。在汽油机的工作过程中，做功冲程过后，汽缸里的废气温度还很高，仅靠排气冲程直接排放还不能正常工作。由于热传递，汽缸本身的温度也很高，如果不及时散热，就会使活塞和汽缸粘连，必须通过水循环，把汽缸的温度降低。就这两项内能损失加起来已经接近70%。由此我们可以看出，改进热机的性能是节约能源、减少污染的重要途径。
填一填：
热机所做_________与所用燃料______燃烧释放的热量之比叫做热机的效率。
二、热机对现代社会的贡献和对环境的影响
阅读教材P30~P31的内容，我们可以了解到热机的应用给人类社会发展做出的极大贡献，同时也带来了不可忽视的环境污染问题。我们认识到热机的广泛应用，正在越来越快地推进科技进步和社会发展，同时也应该认识到当前人类现代化的生活对能源的依赖和能源紧缺对人类生存形成的巨大挑战，认识到节约能源和开发新能源才能实现社会的可持续发展。
填一填：
热机各种损失中，______带走的能量最多，设法利用废气的能量，是提高________的重要措施，__________就是利用废气来供热。
【例题精讲】
例1 甲柴油机的效率比乙柴油机的效率低，这表明（ ）
A．甲的功率比乙小
B．甲做的功比乙少
C．甲消耗的柴油多
D．甲柴油机内能转化成机械能的百分比小
【思路点拨】根据热机效率的定义可知，是用来做有用功的那部分能量，即转化成机械能的那部分能量，占燃料完全燃烧所有放出的能量（及内能）的百分比小，所以D项对；热机效率与功率、做功多少、耗油多少缺少条件，没法确定，故A、B、C错。
【完全解答】D
【我的小结】热机效率是本节的重点，此题考查的是学生对热机效率的理解。
例2 生活中，减少利用内能时对大气造成污染的下列措施，正确的是（ ）
A．在城市普用煤气及天然气做燃料
B．改进燃料设备，使燃料充分燃烧
C．加装消烟除尘装置
D．采用集体供暖
【思路点拨】从环境保护的角度来看，可改造燃烧设备，提高内能综合利用，充分开发、利用污染小的或无污染的能源（如太阳能等）都可以，故以上A、B、C、D都正确。
【完全解答】ABCD
【尝试练习】
1．关于热机，下列说法错误的是（ ）
A．热机性能好坏的重要标志之一是热机效率
B．在四冲程内燃机中减少废气带走的大量热量可以大大提高热机效率
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．在压缩冲程中内燃机将机械能转化为内能
2．热机效率的高低，决定于（ ）
A．热机功率的大小，功率大，效率高
B．热机的燃料的热值大的放出热量多、效率高
C．热机对燃料的利用率。利用率高的热量损失少，效率高
D．热机做功本领。做功本领大的效率就一定高
3．要提高热机的效率，下列哪种做法在理论上是正确的（ ）
A．尽量保持机件之间的良好润滑
B．尽量减少机器的散热损失
C．尽量减少废气带走的热量
D．尽量减少曲轴供给飞轮的机械能
4．如图所示为内燃机的能量流向图，热机效率（η）等于（ ）
A．×100%　　　
B．×100%
C．×100%
D． ×l00%
5．一台柴油机有M kg柴油完全燃烧时放出7.5×10J的热量，要损失4.5×10J的能量，可知该柴油机的效率是（ ）
A．30% B．40% C．48% D．60%
6．用燃气灶烧水，燃烧0.5 kg的煤气，使50 kg的水从20℃升高到70℃。已知水的比热容为4．2×103 J／(kg·℃)，煤气的热值为4．2×107 J/kg。求：
(1)0.5 kg煤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。
7．（选做题）做同样的功，甲柴油机做功3 h，消耗掉2 kg柴油；乙柴油机用2 h消耗掉3 kg柴油，下列说法中正确的是（ ）
A．甲的功率大，效率高
B．甲的功率大，效率低
C．乙的功率大，效率高
D．乙的功率大，效率低
【尝试练习】参考答案
1. C
2. C
3. ABC
4. B
5. B
6.（1）0.5 kg煤气完全燃烧放出的热量：
Q放＝mq＝0.5kg×4.2×10J/kg＝2.1×10J。
（2）水吸收的热量：
Q吸＝c水m水（t－t0）＝4.2×10J/(kg·℃)×50 kg×(70℃－20℃)＝1.05×10J。
（3）燃气灶烧水的效率：
。
7. D
解析：做同样多的功，甲柴油机用3 h，乙柴油机用2 h，根据公式P=可知，乙柴油机的功率大；做同样多的功，甲柴油机消耗2 kg柴油，乙柴油机消耗3 kg柴油，根据可知，m﹤m，所以η>η，因此可知：乙柴油机的功率大，但效率低，选D。