教科版九年级上册物理课件 2.3 热机效率（习题课件，30张ppt)

第3节 热机效率
第二章 　改变世界的热机
JK版 九年级上
见习题
D
1
2
3
答案呈现
提示：点击 进入习题
D
C
高
4
5
6
废气；冷却水；辐射
D
7
8
9
见习题
10
11
B
12
1 700；15%
大气；噪声
D
答案呈现
见习题
14
13
15
见习题
见习题
1．热机的效率：热机所做的________与所用燃料____________释放的热量之比，是热机性能的重要指标。由热机效率的定义可知，热机效率的计算公式为________________。
有用功
完全燃烧
2．如图所示，是某汽车汽油机的能量流向，在内燃机工作时，能量损失主要有以下几个方面：________和________带走大部分能量，同时________和克服机械摩擦也会消耗一部分能量。
除此之外，其余能量用
来做有用功。
废气
冷却水
辐射
3．热机的效率是热机性能的一个重要指标，下面说法中正确的是(　　)
A．热机的效率越高，热机的功率就越大
B．热机的效率越高，在单位时间内消耗的燃料越少
C．热机的效率越高，在同样的时间内转化的机械能越多
D．热机的效率越高，燃料释放的内能转化为机械能的百分比越大
D
4．【中考·宜昌】为节约能源，需要提高热机的效率，下列措施中不能提高热机效率的是(　　)
A．尽量使燃料充分燃烧
B．尽量减少热机部件间的摩擦
C．尽量减少废气带走的热量
D．尽量增加热机的工作时间
D
5．【教材改编题】如图所示，是汽油机的能量流向图，对照此图，下列说法不正确的是(　　)
A．废气的排放所占的比例最大，减少该部分能量损失是提高热机效率的有效手段
B．冷却水能量的二次利用可以提高能量的利用率
C．该汽油机工作时汽油没有完全
燃烧，则汽油的热值会减小
D．该汽油机的能量利用率为28%
【点拨】热值是燃料的一种特性，只与燃料的种类有关，与是否完全燃烧没有关系。
【答案】C
6．随着经济的发展，汽车已进入了普通百姓的家庭。在挑选汽车时，发动机(汽油机)效率的高低是区分汽车优劣的重要指标之一。有经验的司机可以通过用手测试汽车尾气的温度来粗略判断。在输出功率相同时，尾气温度越低，汽车发动机效率越________。
【点拨】输出功率相同的汽车，尾气温度越低，说明燃料燃烧充分、散失的热量少，内能转化成的机械能多，所以发动机的效率越高。
【答案】高
7．【2020·无锡】某辆行驶的小轿车，其正常工作时的能量转化情况如图所示，若输入的化学能为2 000 J，输出的动能为300 J。则输出的内能和声能共计________J；输出的有用能量是动能，则小轿车正常工作时的效率为________。
1 700
15%
8．热机，给人类文明带来了进步，也给生态环境造成了污染，主要有：________污染、热污染、________污染。
大气
噪声
9．下列说法不正确的是(　　)
A．保护环境，控制和清除大气污染，是当前需要解决的重要课题
B．改进燃烧设备，加装消烟除尘装置，可减少烟尘的排放量
C．采取集中供热，不但可以提高燃料的利用率，而且可以减少大气污染
D．热机的使用会造成环境污染，因此，应禁止热机的使用
D
10．小轿车进入普通家庭，使人们享受了现代文明，但在使用的同时又给人类带来了污染，这主要是指________污染。我们在高效利用能源的同时，也必须重视保护环境。请你提出两条保护环境的合理建议。
__________________________；
____________________________。
空气
工厂废气处理后再排放
开发清洁的新能源(合理即可)
11．【2020·枣庄】关于热机的效率，下列说法正确的是
(　　)
A．在做功同样多的情况下，热机的效率越高消耗的燃料越多
B．一般情况下柴油机的效率比汽油机的高
C．热机的效率越高说明做功越快
D．热机损失的能量中，废气带走的能量较少，主要是由于机械摩擦损失的
B
12．【中考·无锡】下列关于热机和环境保护的说法中，正确的是(　　)
A．热机排出的尾气没有内能
B．热机的效率能达到100%
C．热机都是使用汽油作为燃料
D．热机的大量使用会造成环境污染
D
13．【新题】负压救护车(如图所示)在2020年得到了广泛使用。所谓负压就是利用技术手段，使车内气压低于外界大气压，车的医疗舱每小时可换气20次，能过滤分离病毒率达99.97%，既对车内人员起到防护的作用，也避免了感染车外更多的人。若汽车的效率为25%，则平均
输出功率为50 kW，速度为90 km/h，该车百
公里(100 km)消耗多少汽油？(结果保留一位
小数，汽油的密度为0.7×103 kg/m3，热值是4.6×107 J/kg)
解：负压救护车的速度为：v＝90 km/h＝25 m/s，
负压救护车的功率为P＝50 kW＝50 000W；
由功率公式P＝ ＝Fv可得，
负压救护车所受的牵引力：F＝ ＝2 000 N；
负压救护车所做的有用功：
W＝Fs＝2 000N×100×103 m＝2×108 J；
由η＝ ×100%可得汽油完全燃烧放出的热量：
Q放＝ ×100%＝ ×100%＝8×108 J；
由Q放＝mq可得消耗汽油的质量
m＝ kg；汽油的体积：
V＝ ≈0.0248 m3＝24.8 L。
14. 一款无人驾驶汽车在测试时以某一速度在平直的公路上匀速行驶了一段距离，消耗汽油1 kg。汽油机的效率为30%，那么，在这段行驶过程中。[q汽油＝4.5×107 J/kg，c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]求：
(1)1 kg汽油完全燃烧放出的热量是多少？
解：(1)1 kg汽油完全燃烧放出的热量：
Q放＝mq＝1 kg×4.5×107 J/kg＝4.5×107 J。
(2)假设该汽车在这次行驶过程中，发动机排出的废气带走的能量占汽油完全燃烧放出的热量的42%，这些废气带走的能量全部被质量为50 kg、温度为20 ℃的水吸收，水温能升高到多少摄氏度？(气压为1标准大气压)
水吸收的热量：Q吸＝ηQ放＝42%×4.5×107 J＝1.89×107 J ；
由Q吸＝cmΔt得水升高的温度：
Δt＝ ＝90 ℃；
1标准大气压下水的沸点是100 ℃，故温度为20 ℃的水吸收这些热量后，水温能升高到100 ℃。
(3)若汽车在上述路段行驶时受到的阻力是1 000 N，那么汽车在这段路上行驶的路程是多少千米？
汽油机的效率为30%，则汽油机对汽车做的有用功：
W有用＝η′Q放＝30%×4.5×107 J＝1.35×107 J；
汽车在平直的公路上匀速行驶，则汽车受到的牵引力
F＝f＝1 000 N；
由W＝Fs可得汽车在这段路上行驶的路程：
s＝ ＝1.35×104 m＝13.5 km。
15．一种全新的压缩燃烧原理可使汽油发动机的效率达到60%。所谓发动机效率是指发动机所做的有用功与汽油完全燃烧释放的热量之比。当前汽油发动机的最高效率约为30%。假期小明全家驾车去某地旅游，在高速公路上以25 m/s的速度匀速行驶1 h的过程中，消耗了6.4 kg汽油(完全燃烧)，汽车牵引力功率为20 kW。(汽油热值q汽油＝4.5×107 J/kg)。求：
(1)该汽车行驶过程中所受到的阻力f；
【思路点拨】(1)根据P＝ ＝Fv即可求出牵引力。
解：(1)因为汽车做匀速直线运动，所以由P＝
＝Fv可得该汽车行驶过程中所受到的阻力是：f＝F＝ ＝800 N。
(2)该汽车发动机的效率η；
【思路点拨】(2)根据Q＝mq先求出汽油完全燃烧放出的热量；再根据P＝ 求出牵引力做的有用功；最后根据η＝
×100%即可求出发动机的效率；
汽油完全燃烧放出的热量
Q＝mq＝6.4 kg×4.5×107 J/kg＝2.88×108 J；
汽车牵引力做的有用功
W＝Pt＝20 000 W×3 600s＝7.2×107 J；
该汽车发动机的效率为：
η＝ ×100%＝ ×100%＝25%。
(3)当小明家的汽车采用了全新的压缩燃烧原理后，发动机的效率提升到了50%。若小明全家在一次自驾旅行中，汽车油箱内剩余汽油的质量为16 kg。请通过计算说明：若该车以20 kW的功率和25 m/s的速度持续匀速行驶，该车能否仅凭剩余油量到达400 km远的目的地？
【思路点拨】根据η＝ ×100%和W＝Fs即可求出路程。
由η＝ ×100%＝ ×100%可得：
s＝ ＝4.5×105 m＝450 km＞400 km，所以该车能仅凭剩余油量到达400 km远的目的地。