第 2 讲 热机的效率
板块一 热值
题型一理解热值的概念
方法技巧
对于热值的概念，要注重理解两个关键词“某种燃料”“完全燃烧”。某种燃料，说明热值与燃料的种类有关。完全燃烧，表明要完全烧尽，否则1kg燃料燃烧时化学能转变成内能就不是该热值所确定的值。
【例1】(2024宜昌)关于燃料及其热值，下列说法中正确的是( )
A.没有燃烧的燃料，热值等于零 B.燃料完全燃烧时，它的热值最大
C.燃料的热值与质量和燃烧状态无关 D.燃料燃烧时温度越高，放出的热量越多
题型二热值的计算
方法技巧
公式 或
【例2】如图，“长征五号B”运载火箭首次采用了我国最新研制的大推力液氧煤油发动机。煤油的热值为 完全燃烧 2kg煤油放出的热量为 J。
【例3】人类正积极开发和利用太阳能，如太阳能热水器、太阳能电池等。小刚想知道家中的太阳能热水器吸收太阳能的本领，做了如下探究：天气晴朗时，小刚测得太阳能热水器1h内使质量为50kg的水从20℃升高到 30℃,问:
(1)水吸收了多少热量
(2)若用加热的方式使同质量的水升高相同的温度，则至少需要燃烧多少立方米的液化气 (假设液化气燃烧放出的热量全部被水吸收，液化气的热值是
题型三测量(比较)燃料的热值
方法技巧<
测量(比较)燃料的热值应用了控制变量法和转换法。燃料燃烧放出的热量无法直接测量，可以用水来吸收，水吸热后温度升高，可以通过比较水的温度升高量反映燃料燃烧放出的热量，用到了转换法。
【例4】(2023扬州)如图所示，在估测薯片热值的实验中，小军设计了两种对水加热的方式。
方式一：薯片在小烧杯中燃烧；
方式二：薯片在燃烧皿中燃烧。
(1)两种加热方式中合理的是 。在进行实验时，要让薯片充分燃烧，操作是 。
(2)用天平量取100g水，并测出一片薯片的质量，用以上选取的方式燃尽薯片，并用温度计测出水升高的温度，所测出的薯片热值偏 ，原因是 。
典题精练
1.关于燃料的热值，以下说法正确的是( )
A.燃料不完全燃烧时的热值比完全燃烧时的热值小
B.0.5g汽油和2kg汽油，它们的热值是一样的
C.当燃料未燃烧时，其热值为零
D.煤油的热值比酒精大，就是说煤油完全燃烧放出的热量比酒精多
2.(2023 武汉元调)汽油的热值为 这个数值究竟有多大 我们可以通过一个具体例子来认识汽油热值的大小：一个50kg的中学生，从大厦的1楼步行至第11楼(走了10层楼)，每层楼的层高为3m，如果汽油完全燃烧获得热量的焦耳数和该中学生克服重力做的功相等，就可以算出所需汽油的质量m 。下列相关说法正确的是( )
A.该中学生克服重力做了 1.5×10 J的功
B.汽油的热值与汽油燃烧的情况有关
C.汽油的热值为4.6×10 J/ kg,表示1kg汽油燃烧放出的热量为
D.通过计算可知m。约为0.33g
3.(2024镇江)如图所示，用甲、乙两种燃料分别对质量和初温相同的水进行加热，两图装置均相同。燃料的质量用m 表示，燃料充分燃尽时水升高的温度用△t 表示(水未沸腾)( )
A.若m 相同，△t 越小，燃料的热值越大
B.若△t 相同，m越大，燃料的热值越大
C.若 的值越大，燃料的热值越大
D.若 的值越大，燃料的热值越大
4.如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同。燃料的质量相同，烧杯内的液体质量和初温也相同。下列说法正确的是( )
A.比较不同燃料的热值，可以选择乙、丙两图 B.比较不同燃料的热值，可以选择甲、丙两图
C.比较不同液体的比热容，可以选择乙、丙两图D.比较不同液体的比热容，可以选择甲、丙两图
5.可燃冰的热值很大，是天然气热值的 10倍以上，若按15倍计算，天然气的热值 求体积为0.01m 的可燃冰完全燃烧放出的热量为 J。
板块二 热机效率
题型一影响热效率的因素
方法技巧
(1)被我们利用了的热量与燃料完全燃烧释放出的热量的比值；公式：
(2)用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧放出的热量之比；公式：
(3)在热机的能量损失中，废气带走大部分的热量。
【例1】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
【例2】如图所示为内燃机能量流向图。以下有关热机的相关知识说法正确的是( )
A.使燃料燃烧更充分，可以增大热值
B.该热机效率一般大于80%
C.增大该热机工作时间，热机效率并不会增加
D.(2)处应填“废气带走的能量”
题型二热机效率计算
方法技巧
因为 或W有= Fs,Q放= mq,所以求解热机效率的表达式
【例3】某品牌无人驾驶汽车在一段平直公路上匀速行驶 6.9km，用时5min45s，消耗燃油1.5kg，已知汽车的牵引力是2000N，燃油的热值为4.6×10 J/ kg,假设燃油完全燃烧。通过计算可知，下列结果正确的是( )
①汽车行驶速度是20km/h ②消耗的燃油完全燃烧放出的热量是
③汽车牵引力做功的功率是30kW ④汽车发动机的效率是20%
A.只有①和② B.只有②和③ C.只有①和④ D.只有②和④
典题精练
1.(2024七一中学)关于热值和热机效率，下列说法正确的是( )
A.1kg汽油燃烧放出的热量，在数值上等于汽油的热值
B.燃料燃烧释放的热量越多，热值越大
C.使燃料燃烧更充分，可以提高热机的效率
D.热机使用的燃料的热值越大，热机的效率就越高
2.(2024长春)内燃机的能量流向图如图所示。内燃机的效率为( )
A.7% B.28% C.31% D.34%
3.(2024武珞路中学)某天然气热水器输入自来水的温度是 ，输出后水的温度升高到 某次使用中加热了40kg的水。这些水吸收的热量是 ，热水器铭牌显示它的热效率是80%，该过程热水器消耗了 m 的天然气(天然气的热值
4.(2024武汉二中)某同学家里使用的天然气热水器铭牌标明它的热效率为82%，某次洗澡用热水器供热，自来水输入热水器时水的温度是 ,需要输出40L、40℃的热水。
(1)求水吸收的热量
(2)使用前天然气表的示数是 ，天然气热值为 如果洗澡过程中其他用气设备停止，这次洗澡后天然气表的示数将变为多少 (保留两位小数)
5.(2024硚口)为推进实现“双碳”目标，我国一直致力于降低能耗、减少排放。2018年我国高排放汽车的淘汰替换就开始被提上日程，同时，科研人员加强研发效率更高的发动机，2021“中国心”年度十佳发动机获奖机型——雷神智擎 Hi·X混动系统专用发动机 DHE15 创造了当前世界量产混动发动机的最高热效率纪录43.32%。如表是相关车型的部分参数：
(1)若一辆加满油的星越L 汽车在某平直公路上匀速行驶，油量表显示 10L 时报警，所受阻力为 1200N 且保持不变，若发动机效率按42%计算，则该加满油的汽车在这条平直公路上行驶至油量表报警，最多能行驶多少千米 (q汽油=3.2×10 J/L)
车型 星越 L
热机效率 43.32%
发动机最大功率 120kW
整车自身质量 1.560t
最大满载质量 1.982t
最大时速 190km/h
油箱容积 60L
(2)发动机效率的提高意味着节省燃料。一辆燃油车一年油耗约1.8t，若科研人员加强研发，把发动机效率由40%提高到45%，则能使一辆燃油车一年节省燃油多少吨
第2讲 热机的效率
【例1】C 【例2】9.2×10
【例3】(1)水吸收的热量
(2)因液化气完全燃烧 需要燃烧的液化气的体积(
【例4】(1)方式二 用吹风机加快薯片周围的空气流动速度
(2)小薯片燃烧放出的热量不能完全被水吸收
【典题精练】
1. B 2. D 3. D 4. B:5.1.05×10
板块二 热机效率
【例1】B【例2】C 【例3】D
【典题精练】
1. C 2. D 3.3.864×10 J0.0575
4.解：(1)水吸收的热量
(2)热水器的效率则消耗的天然气的体积为 因此这次洗澡后，天然气表的示数将变为
5.解：(1)可以使用的汽油的体积V=60L-10L=50L,汽油完全燃烧放出的热量 由 可得，有用的机械功 因为汽车做匀速直线运动，所以，由二力平衡条件可知，汽车的牵引力F=f=1200N,由 可知，最多能行驶的路程
(2)因为发动机效率提升前后有用功是相同的，又因为发动机的效率 所以可得 解得 所以一年节省燃油
