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九年级物理热机的机械效率专题练习

热机效率的计算
例1（热水器烧水效率问题）天然气灶烧水，燃烧0.5m3的天然气，使100kg的水从20℃升高到70℃。
已知水的比热容为c=4 .2×103J/（kg•℃），天然气的热值为q=7.0×107J/m3。求：
（1）0.5m3天然气完全燃烧放出的热量Q放；（2）水吸收的热量Q吸；（3）燃气灶的效率η。

例2（汽车发动机效率问题）某汽车在一段平直的公路上匀速行驶5.6km，受到的阻力是3.0×103N，
消耗燃油1.5×10－3m3（假设燃油完全燃烧）若燃油的密度ρ＝0.8×103kg/m3，热值q＝4×107J/kg，
求：（1）专用车牵引力所做的功？
（2）该专用车的热机效率是多少？

例3（其他情景问题）每到夏收季节，农村大量农作物秸秆在田间被随意焚烧，这不仅造成资源浪费、
环境污染，而且极易引发火灾等。为解决这一问题，现已研制出利用秸秆生产的节能环保型燃料—
秆浆煤。若燃烧秆浆煤，使50kg、20℃的水温度升高到80℃。（秆浆煤的热值为2.4×107J/kg）
求：（1）水需要吸收的热量？
（2）如果秆浆煤燃烧释放的热量有30%被水吸收，需要完全燃烧多少千克秆浆煤？

【针对练习】
1．一辆重为5×104N的汽车，在平直公路上以72km/h的速度匀速行驶时，遇到的阻力为车重的0.02倍，
每小时需汽油6kg，汽油的热值为4.6×107J/ kg，求这辆汽车发动机的效率。

2、柴油在某汽车发动机汽缸内燃烧时，如果每分钟释放1.2×107J的能量，发送机输出的功率是
8.5×104W，则此汽车发动机的效率是多少？

3．完全燃烧140 g焦炭(焦炭的热值为3．0×107J／kg)能放出多少热量?若这些热量的30％被水吸收，
则能使30kg 20℃的水温升高到多少?

4、小洋家煮饭、烧水使用的是管道天然气，已知天然气的热值为8.4×107J／m3，放出的热量有50％
被有效利用，现要将质量为4kg，初温为25℃的水加热到100℃，需要完全燃烧多少立方米的天然气？

5、一辆汽车的发动机输出功率为66000瓦,每小时耗柴油14千克,计算发动机的效率.（柴油的燃烧值
为4.3×107焦／千克）

6、 小星家的太阳能热水器，水箱容积是200L．小星进行了一次观察活动：某天早上，他用温度计测得

自来水的温度为20℃，然后给热水器水箱送满水，中午时“温度传感器”显示水箱中的水温为45℃．请
你求解下列问题：
（1）水箱中水的质量；水吸收的热量【c水=4.2×103J／(kg·℃)】
（2）如果水吸收的这些热量，由燃烧煤气来提供，而煤气灶的效率为40％，求至少需要燃烧多少kg的
煤气（煤气的热值为q=4.2×107J／kg）

7.某单缸四冲程汽油机的气缸活塞面积为30cm2，一个冲程活塞在气缸中移动的距离是50mm，满负荷
工作时做功冲程燃气的平均压强为9.0×lO5Pa,飞轮lmin转动1800周，当汽油机满负荷工作时(不
计摩擦)，求：(1)做功冲程中燃气对活塞的平均压力；
(2)一个做功冲程中燃气对活塞做的功；
（3）汽油机的功率．

8、 一台汽油机发动机的效率为40％，每小时耗柴油2千克,求发动机输出功率汽油的燃烧值为
3.3×107焦／千克）

9、一台拖拉机和汽车蓄电池坏了，推动后为啥拖拉机能前进汽车不能？

热量和热机效率的计算
热机效率常以常见的家用电器（如热水器）、交通工具（如汽车、电动车）、发电厂（垃圾发电厂等）为背景进行考查：问题分析能力、信息提取能力和公式规律应用能力等。解决效率问题，关键是通过分析题目，找出有用能量和总能量，。
选择正确的公式计算出有用能量和总能量，最后利用公式 η=
或η=

有用能量：用来对外做有用功的能量
总能量：燃料燃烧时所释放的能量
目前常见的两种题型：（1）热水壶烧水效率问题
（2）汽车发动机效率问题

总体思路：η=

（1）热水壶烧水效率问题：Q有=Cm△t；
（2）汽车发动机效率问题：W有=FS或W有=Pt；
总能量：一般为Q总=mq.

参考答案
1、 ABD 2、C 3、B 4、声 扩散(分子运动) 5、60 15 600 6、热传递 做功
7、46×105 1.38×105 8 、比热 吸收
9、（1）BC 0 不变 吸
（2） 煤油 水
10、（1）做功 减少 降低 液化
（2）刚从游泳池中走出来让风一吹，加快了皮肤表面的空气流速，加快了液体蒸发，液体蒸发要吸收热量，所以感到很凉。
11、 （1）吸收热量 （2）大于 （3）沙子 (4) 水导热性比沙子好刚开始升温快或没搅拌温度计液泡插入较浅
例1 （1）3.5×107焦 （2）2.1×107焦 （3）60％ 例2（1）1.68×107焦 (2)35％
例3 （1）1.26×107焦 （2）1.75kg
针对性练习答案
1. 26.1％ 2. 42.5％ 3. 30度 4. 0.03m3 5. 39.5％
6.（1）200kg 2.1×107焦 (2) 1.25kg
7.(1) 2.7×103 （2）135j (3)2025W8.
8. 7.3×103
9.汽车内部是汽油机，其压缩冲程末需要火花塞点燃汽油和空气的混合物，完成做功冲程，所以需要电瓶提供电能，电瓶损坏就无法前进；拖拉机％内部是柴油机，其结构是喷油嘴，是压燃式点火，没有蓄电池也可以工作．所以蓄电池坏了拖拉机可以继续前进，而汽车不能．