教科版初中九年级物理上册第二章改变世界的热机3-3热机效率课件

3.热机效率第二章改变世界的热机1.(新独家原创)提高热机效率,是节约能源的重要途径。假

如你是一名汽车发动机工程师,下列关于提高热机效率的说

法不能实现的是

(

)A.尽量使燃料充分燃烧B.尽量减少废气带走的热量C.尽量使热机在最佳状态下工作,减小摩擦D.尽量采用先进的制造技术,将热机的机械效率提高到100%知识点

热机效率基础过关全练D解析热机的效率是指用来做有用功的那部分能量与燃料

完全燃烧放出的能量之比,所以提高热机效率的方法有尽量

使燃料充分燃烧、尽量减少废气带走的热量、尽量减小热

机的机械摩擦等;而制造技术再先进,也会有能量损失,所以

不能将热机的效率提高到100%,故选D。2.(2024河北石家庄二十八中期中)如图为内燃机的能量流向

图,热机效率等于

(

)C解析由热机的效率定义可知,热机效率为做有用功的能量

E4与燃料完全燃烧释放的能量E1的比值,即η=

。故选C。3.(2024湖南岳阳长岭中学月考)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C解析柴油的热值比汽油的小,由于柴油机对空气的压缩程

度更高,柴油燃烧的更充分,因此柴油机的效率比汽油机的

高。4.(新素材·现代科技)(2022湖北十堰中考)为实现国家关于

“碳达峰”“碳中和”目标,东风汽车集团研发了一款新型

汽车。与某款汽车同样油耗和使用条件下,发动机工作时,尾

气中“汽油味”明显降低,动力更强劲。如图为其发动机某

一冲程示意图,下列有关说法错误的是

(

)CA.尾气中“汽油味”降低,是因为汽油在汽缸中燃烧比较完全B.该冲程为做功冲程,内能转化为机械能C.汽油在汽缸内完全燃烧,发动机效率可达100%D.该发动机减少了碳排放,有利于节约能源和环境保护解析发动机在工作时不可避免地要克服机械部件间的摩

擦做额外功,机械效率一定小于100%,故C错误。5.(新考向·开放性设问)(2022山西中考)热机的效率是衡量汽车发动机性能的关键指标。2020年9月,我国潍柴集团发布全球首款热机的效率突破50%的商业化柴油机,这一成果的意义犹如人类历史上首次百米赛跑突破10s。立志成为汽车设计师的小明,也想设计改造发动机,使热机的效率达80%。考虑影响热机效率的因素,你认为小明可以在哪些方面改进创新?

。假如小明的设想实现了,会给我们的生活带来哪些影响?

。(写出一条即可)

改良发动机结构节能(环保)(答案合理即可)解析为了提高热机效率,可以改良发动机结构,减少能量损

失,提高内能转化为机械能的效率。假如小明的设想实现了,

热机效率的提高可以减少燃油的消耗,从而更好地节约能源

和保护环境。6.(2023湖北随州中考,20,★☆☆)汽车是现代生活中最常见

的一种交通工具,如图甲、乙分别是某汽油机的某冲程及能

量流向图。下列有关说法正确的是

(

)能力提升全练AA.甲图是压缩冲程,活塞对汽缸内的气体做功,气体的温度升高B.由乙图可知该汽油机的效率是30%C.汽车尾气中的“汽油味”越浓燃料燃烧得越不充分,这会降低燃料的热值D.为节能冬天汽车都会利用尾气中的余热给车内供暖,该举措大大提高了燃料的热值解析

如图甲所示,进气门和排气门都关闭,活塞向上运动,

压缩气体,对气体做功,气体温度升高,这是汽油机的压缩冲

程,故A正确;由乙图可知该汽油机的效率为η=100%-6%-30%

-36%=28%,故B错误;燃料的热值只与燃料的种类有关,与燃

料是否完全燃烧无关;用尾气中的余热给车内供暖,该举措大

大提高了燃料的利用率,不能提高燃料的热值,故C、D错误。7.(跨学科·物理学与工程实践)(2024四川成都七中期中,5,★☆☆)我国某研究机构于2020年发布了全球首款效率突破50%的商用柴油机,世界内燃机发展出现历史性新突破,下列关于内燃机说法正确的是

(

)A.内燃机的效率越低,则表示内燃机做功越慢B.在内燃机的能量损失中,废气带走的能量很少C.可通过减少各部件间的摩擦提高内燃机的效率D.随着技术的进步,内燃机的效率能到达100%C解析内燃机的效率是用来做有用功的那部分能量和燃料

完全燃烧放出的能量之比,与做功的快慢无关,故A错误;内燃

机的能量损失中,废气带走的能量较多,约占三分之一,故B错

误;提高燃料的利用率、减少各种能量损失、减少各部件间

的摩擦都可以提高内燃机的效率,故C正确;无论技术怎么进

步,内燃机在工作过程中,总存在能量损失,所以热机效率不

可能到达100%,故D错误。故选C。8.(新素材·时事热点)(2023广西中考,17,★☆☆)2023年5月30

日,搭载神舟十六号载人飞船的长征二号F遥十六运载火箭发射成功。火箭升空时,燃料燃烧释放的内能转化为

能,散失的能量越少,发动机效率越

(选填

“高”或“低”)。机械高解析火箭升空时,燃料燃烧的化学能转化为燃气的内能,又

将内能转化为火箭的机械能。发动机的效率等于用来做有

用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比,散失的能量越

少,燃烧放出的热量越多,转化成的有用功越多,使得发动机

的效率越高。9.(2024河北卢龙期中,13,★☆☆)某汽车发动机的能量流向

图如图所示,其热机效率为

,该汽车在水平路面上行

驶,共消耗了0.5kg汽油。假如汽油完全燃烧,释放的热量为

J;此过程中汽车获得的机械能为

J。(汽油热值q=4.6×107J/kg)

35%

2.3×107

8.05×106

解析由图可知,该发动机的热机效率为η=100%-25%-40%=

35%;完全燃烧0.5kg汽油释放的热量Q放=mq=0.5kg×4.6×107

J/kg=2.3×107J;由η=

可知此过程中汽车获得的机械能为W=Q放η=2.3×107J×35%=8.05×106J。10.(跨学科·物理学与工程实践)(2023辽宁抚顺、铁岭中考,26,★★☆)铁岭市对大通街路面改造的过程中,使用了如图所示的一款履带运输车运送石料。空载运输车的质量为3t,履带与地面总接触面积为1.2m2。一次运送中,运输车在2min内沿水平路面匀速直线行驶600m,行驶中受到的阻力为104N。(g取10N/kg,燃料热值q取4.5×107J/kg)求:(1)空载运输车静止时对水平路面的压强;(2)这次运送中,运输车发动机的功率;(3)若行驶中受到的阻力不变,发动机的效率是40%,10kg的燃料可供该车沿水平路面匀速直线行驶的距离。解析

(1)空载运输车静止时对水平路面的压力F=G=mg=3×

103kg×10N/kg=3×104N,(2)运输车做匀速直线运动,处于平衡状态,运输车发动机的

牵引力F'=f=104N,根据W=Fs可得,发动机所做的功为W=F's=104N×600m=6×106J,(3)10kg的燃料完全燃烧放出的热量Q放=qm'=4.5×107J/kg×10kg=4.5×108J,发动机所做的功W'=Q放η=4.5×108J×40%=1.8×108J,由于受到的阻力不变,且运输车做匀速直线运动,受到的是平

衡力,则此时的牵引力为F'=f=104N,根据W=Fs可得,10kg的燃料可供该车沿水平路面匀速直线行驶的距离11.如图是新农村建设中广泛使用的一种小型农用柴油机,铭

牌部分信息如表所示,其中活塞行程是指一个冲程活塞移动

的距离。该柴油机为单缸四冲程内燃机,压缩冲程中汽缸内

气体内能增加是通过

方式实现的;正常工作1min,

柴油机输出的有用功

J,消耗柴油

kg(结果

保留2位小数),做功冲程中燃气对活塞的平均压力为

N。(q柴油=4.3×107J/kg)素养探究全练做功

4.8×1050.034000解析压缩冲程是把机械能转化为内能,即汽缸内气体内能

增