九年级物理上册 2.3热机效率精讲精练 （新版）教科版

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1、热机效率初中物理热机效率【考点精讲】1.热机的效率：热机所做有用功与所用燃料完全燃烧释放的热量之比叫作热机的效率。公式：η＝。由于损失的原因比较多，所以热机的效率都小于1且一般都较低。2.提高热机效率的主要途径：（1）使燃料充分燃烧。为了让燃料尽可能完全燃烧，可通过改善燃烧环境，调节油、气比例等来实现。（2）尽量减少各种热量损失。（3）在热机的设计和制造上，采用先进的技术。（4）使用时注意保养，保证良好的润滑，合理调整运动部件之间的间隙，减小因克服摩擦阻力而额外消耗的功。【典例精析】例题1一台单缸四冲程柴油机，飞轮转速为3600转/分，该柴油机活

2、塞1s对外做功____次。若其效率为40%，消耗5kg的柴油转化成的机械能是J。（q柴油＝4.3×107J/kg）思路导航：飞轮转速为3600转/分，则1s中飞轮转60转，在一个工作循环中做功一次，飞轮转两周，因此60转是30个工作循环，做功30次。5kg的柴油完全燃烧时放出的热量为Q＝qm＝4.3×107J/kg×5kg＝2.15×108J，转化的机械能为W＝ηQ＝40%×2.15×108J=8.6×107J。答案：308.6×107例题2现代生活中最重要的交通运输工具——汽车，与我们的生活走得越来越近了。（1）某单缸汽油发动机汽缸的活塞面积是

3、120cm2，做功冲程中活塞移动的距离是30cm，气体的平均压强是5×105Pa。汽油的热值是4.6×107J／kg，每次做功耗油0.2g，气体一次膨胀对活塞做的功是J；若每次做功过程中汽油的90％完全燃烧，每次汽油燃烧放出的热量是J；排气过程中，废气温度，内能。（2）汽油机的效率很低，主要原因之一是带走了大量的能量。思路导航：本题综合考查功、热值、热机效率等知识点。（1）W＝Fs＝pSs＝5×105Pa×1.2×10－2m2×0.3m＝1800JQ＝mq×90%＝0.2×10－3kg×4.6×107J/kg×90%＝8.28×103J排气过程中

4、，废气温度降低，同时内能减少。（2）汽油机的效率很低的主要原因是废气带走了大量的能量。答案：（1）18008.28×l03降低减少（2）废气例题3图1为四缸发动机工作原理：内燃机通过连杆把四个汽缸的活塞连在一根曲轴上，并使各汽缸的做功过程错开，在飞轮转动的每半周里，都有一个汽缸在做功，其他三个汽缸分别在做吸气、压缩和排气工作。（1）发动机在做功冲程里，高温、高压的燃气推动活塞向下运动，对外做功，同时将能转化为能。（2）有一台四缸发动机，其主要技术指标如下表所示。其中排量等于四个汽缸工作容积的总和，汽缸工作容积指活塞从上止点到下止点所扫过的容积，又

5、称单缸排量，它取决于活塞的面积和活塞上下运动的距离（即冲程长）。转速表示每分钟曲轴或飞轮所转的周数。排量2.0L输出功率120kW转速6000r/min①该发动机在1s内做功J，单缸排量V=L。②在每个做功冲程里，发动机做功W=J。（3）在做功冲程里，燃气对活塞所做的功可表示为W=pV，式中p表示燃气对活塞的压强，则p=Pa。（1L=10－3m3）（4）图2为发动机在做功冲程中的示意图。下面给出了公式W=pV的证明，请将推导过程补充完整（要求各表达式均用S、l或p表示）：设活塞的面积为S，冲程长为l，燃气对活塞的压强为p，则燃气对活塞的压力F=，

6、燃气对活塞所做的功W=，又根据数学知识可知发动机的单缸排量V=，故W=pV。思路导航：阅读题目，不难得到四缸发动机的工作过程：“内燃机通过连杆把四个汽缸的活塞连在一根曲轴上，并使各汽缸的做功过程错开，在飞轮转动的每半周里，都有一个汽缸在做功，其他三个汽缸分别在做吸气、压缩和排气工作。”，并且“排量等于四个汽缸工作容积的总和”，即排量等于单缸排量的4倍。根据我们教材中所学的单缸内燃机的工作原理可知：（1）发动机在做功冲程里，将内能转化为机械能；（2）根据表中的技术指标数据，①该发动机在1s内做功W=Pt=120000W×1s=1.2×105J；单缸

7、排量V1=V/4=2.0L/4=0.5L；②∵转速6000r/min=100r/s，而飞轮转动的每半周里，都有一个汽缸在做功，∴1s内有2×100=200个做功冲程，在每个做功冲程里，发动机做功W1=W/200=1.2×105J/200=600J（3）∵燃气对活塞所做的功W=pV，∴燃气对活塞的压强p=W1/V1=600J/0.5×10－3m3=1.2×106Pa；（4）由所学压强、功公式和内燃机工作原理，结合图2可知，燃气对活塞的压力F=pS，燃气对活塞所做的功W=Fl=pSl，而发动机的单缸排量V=Sl；∴W=pSl=pV。答案：（1）内；机

8、械（2）①1.2×105；0.5②600（3）1.2×106（4）pS；Fl=pSl；Sl【总结提升】热机计算四方面1.汽缸内的压力与压