1402-热值和机械效率

义务教育教科书物理九年级全册第十四章内能的利用§14.2热机的效率某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比，叫做这种燃料的热值。

1、单位：J/kg或J/m3

3、热值反映了该种燃料的燃烧特性，它只与燃料的种类有关，与燃料的形态、质量、体积、是否完全燃烧均没有关系。

2、物理意义：汽油的热值是4.6×107J/kg表示1kg的汽油完全燃烧时所放出的热量是4.6×107J。计算：Q放＝mq

或Q放＝Vq燃料内的化学能内能有效利用的内能高温烟气带走的内能直接散失的内能未完全燃烧损失的能量提高燃料利用率的方法让燃料尽可能地充分燃烧减少各种热损失热机的效率＝做有用功的能量燃料完全燃烧放出的能量W有Q放×100%η=提高热机效率的主要途径：

（1）使燃料充分燃烧（2）尽量减少各种热损失（3）保证热机良好的润滑条件，减小摩擦（4）在热机的设计和制造上，采用先进的技术，充分利用废气带走的能量。8化学能（100﹪）内能机械能燃烧不完全损失的能量废气带走的能量克服摩擦损失的能量电流通过导线时发热损失的能量散热损失的能量发电机蒸气轮机锅炉散热损失的能量克服摩擦损失的能量电能（30﹪）火电站能流图例题：把5kg40℃的水烧开，需要完全燃烧多少kg的干木柴？（已知干木柴的热值为1.2×107J/kg，外界为标准大气压，并且燃料完全燃烧放出的热量全部被水吸收）解：Q吸=cm（t-t0）=4200J/(kg·0C)×5kg×（100℃－40℃）=1.26×106J；Q吸＝

Q放m1=Q放/q=1.2×106J/(1.2×107J/kg)=0.1kg例题：把5kg40℃的水烧开，需要完全燃烧多少kg的干木柴？（已知干木柴的热值为1.2×107J/kg，外界为标准大气压，并且燃料完全燃烧放出的热量有50％被水吸收）关于燃料的热值正确的是（）A．燃料的热值与燃料的燃烧程度有关B．燃料的热值与燃料的种类有关C．燃料的热值与燃料的多少有关D．燃料的热值与上面三个因素都有关解析：选B。热值是燃料的一种特性，它的大小只与燃料的种类有关，与燃料的燃烧程度、质量没有关系。下面说法不正确的是（）A．燃料燃烧时，将化学能转化为内能B．人类使用的能量绝大部分是从燃料的燃烧中获得的C．lkg的某种燃料燃烧时放出的热量叫做这种燃料的热值D．提高燃料的利用率是节约能源的重要措施解析：选C。lkg的某种燃料完全燃烧时放出的热量叫做这种燃料的热值，必须加上“完全”两个字，故C错。下列提高热机效率的方法中，不可行的是（）A．减少各种热损失B．加润滑油减少机器各部件之间的摩擦C．充分利用废气的能量，如建热电站D．采取少消耗总能量的办法解析：选D。提高热机效率的方法是减少各种能量损失，充分利用燃料放出的能量，减小摩擦，尽量少做额外功等。要提高热机效率必须（）A.让更多的燃料燃烧B.提高热机功率C.减少各种热损失D.利用热值大的燃料关于热机和环保的说法正确的是（）A.所有的热机都是用汽油作燃料B.热机的大量使用会造成大气污染C.热机产生的噪声可被消声器完全消除某汽油机效率为20％，这表示它每做100J的有用功要完全燃烧产生__J能量的汽油，要向外散失__J的能量。甲、乙两辆汽车，甲汽油机效率比乙汽油机效率高，这表明（）A甲做功比乙多B甲做功比乙少C甲消耗的汽油比乙少D相同的牵引力行驶相同的路程，甲耗油少。用天然气灶烧水，燃烧1m3的天然气，使100kg的水从20℃升高到70℃.天然气热值3.2×107J/m3求（1）天然气完全燃烧放出热量（2）水吸收的热量（3）天然气灶的效率已知酒精的热值是3.0×107J/kg，比热容是2.4×103J/（kg•℃），如果100g酒精烧去一半，那么剩余一半酒精热值是______，比热容是_______________,释放的热量_________J.若放出的热量有42%被水吸收，若水的初始温度是20℃，则水温升高到________℃。液化石油气的热值高达4.6×107J/kg，一些不法商贩为谋取暴利，常将液化石油气与价格低廉、热值仅为2.9×107J/kg的二甲醚混合装入钢瓶内销售给客户．常州市质监局对某液化石油气站销售的瓶装燃气进行检测：将体积为100L、初始温度为31℃的水装入容器内，用高效炉灶燃烧瓶内燃气加热容器中的水直至100℃恰好沸腾，瓶内燃气消耗了0.84kg．通过高效炉灶，水能吸收燃气完全燃烧释放热量的75%．已知水的比热容为c水=4.2×103J/（kg•℃），问：

（1）这个过程中水吸收了多少热？

（2）瓶内燃气的热值是多少？该液化石油气站销售的瓶装液化石油气有无掺混二甲醚？

有一台柴油机的效率为40％，每小时耗油2kg，则这台柴油机的功率为多少瓦？(已知柴油的热值为3.3×107J/kg）一辆60KW的载重汽车，保持功率不变在平直的马路上行驶，受到的阻力是4.5×103N，发动机每小时耗油20L，求：（1）发动机的效率，（2）如果油箱内还有汽油50L，那么还能行驶多远？（ρ汽油=0.8×103㎏/m3，q汽油=4.6×103J／㎏）（2014•齐齐哈尔）今年“五一”期间，爸爸开车带着鲁鲁去旅游．汽车（包括车上的人和物品）质量为1.6×103kg，汽车以90km/h的速度在平直公路上匀速行驶230km，所受的平均阻力是汽车总重的0.05倍，汽车发动机的效率为25%，汽油的热值是4.6×107J/kg（假设汽油完全燃烧）．

（1）汽车以90km/h的速度在平直公路上匀速行驶时，汽车发动机的牵引力是多少？

（2）汽车行驶230km牵引力做了多少功？

（3）汽车全程消耗汽油多少千克？

练习：随着人们生活水平的日益提高，小汽车越来越多地走进了百姓人家。一辆使用汽油为燃料的小汽车，以72km/h的速度在水平路面上匀速行驶时，发动机的实际功率为20kw.若小汽车行驶的距离为100km，消耗了8.7kg汽油，汽油的热值q=4.6×107J/kg。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）小汽车发动机的效率。练习：（2013•宜昌）“五一”假期，小明一家驱车外出旅游．当汽车以108km/h的速度在高速公路上匀速直线行驶时，汽车受到的阻力是整车重的0.08倍，效率为4O%．已知汽车整车质量为1375kg，油箱容积为50L．（汽油热值q=3.3×107J/L，g=10N/kg）

（1）这时汽车牵引力做功的功率是多少？

（2）该车加一满箱汽油，按照以上速度最多可以匀速直线行驶多远的路程？如图甲所示，是一台汽车起重机，其动力为一台大功率柴油发动机，乙图是其工作时的情景图．起重钩的升降使用的是滑轮组，如图丙所示．起重机工作时，滑轮组上钢丝绳的收放是通过发动机带动卷扬机转动来完成的．在某次作业中，起重机将质量为9t的货物从地面匀速吊起6m的高度，所用时间15s，钢丝绳的拉力F为3.6×104N，则这次起吊过程：（1）货物上升速度多大？起重机对货物做多少功？（g取10N/kg）

（2）卷扬机对钢丝绳做功的功率为多大？

（3）若这一过程柴油发动机消耗了0.1kg的柴油，求此过程整个汽车起重机的工作效率．（柴油热值取q=3.0×107J/kg进行计算）练习：某工程建设中，用150kW的铲车清理废墟。若铲车用5s匀速推进了3m，然后将1.5t建筑废料举高3m装车运走，整个过程是连续的。若柴油发电机热效率为34.5%（q柴油=3.3×107J/kg）求：（1）在推土过程，铲车受到阻力；（2）在举高过程，铲车所做功；（3）整个过程消耗柴油多少千克？如图所示，是抽水抗旱的示意图．水泵的流量为180m3/h（每小时流出管口的水的体积），抽水高度H为12m．

（1）水泵的轴心距水面的高度h最大是多少？

（2）该机械装置所做有用功的功率是多少？

（3）带动水泵的动力装置为柴油机，每小时燃烧的柴油为1.25kg．则整个机械装置的效率是多少？（柴油的热值是4.3×107J/kg）表是某品牌小轿车的一些技术参数。其中排气量是指发动机汽缸的工作容量，一般情况下，发动机的排气量越大，功率越大；空燃比是指汽缸内空气和燃油的质量比。汽油的热值表示每千克汽油完全燃烧放出的热量为4.6×107J。当该发动机以最大功率工作时，汽缸内汽油和空气混合密度为1.35kg/m3，1min内高温高压燃气推动活塞做功2600次，请你计算发动机在最大功率时：（1）1min内做有用功；（2）做功一次消耗汽油的质量；（3）发动机