第06讲 热机的效率-2025年新九年级物理暑假预习精品讲义（人教版 新教材）

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2025年新九年级物理暑假预习精品讲义

第06讲 热机的效率

内容导航——预习三步曲

第一步：学

析教材 学知识：教材精讲精析、全方位预习

练习题 讲典例：教材习题学解题、快速掌握解题方法

练考点 强知识：5大核心考点精准练

第二步：记

串知识 识框架：思维导图助力掌握知识框架、学习目标复核内容掌握

第三步：测

过关测 稳提升：小试牛刀检测预习效果、查漏补缺快速提升

知识点1 燃料的热值

1． 燃料

（1）燃料的种类

燃料是指可燃烧的物质，根据不同标准，燃料可分为不同的种类，最常见的是按其物理状态分类。

（2）燃料燃烧时能量转化

燃料在燃烧时将化学能转化为内能，也就是我们常说的释放能量。

2． 燃料的热值

（1）定义：把某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量（或体积）之比，叫做这种燃料的热值。

（2）单位：焦耳每千克（或焦耳每立方米），符号：J/kg（或J/m³）

（3）常用燃料的热值对应表

（4）物理意义

热值在数值上等于1kg燃料完全燃烧时放出的热量。如汽油的热值为4．6×10⁷J/kg，它表示1kg汽油完全燃烧放出的热量是4．6×10⁷J。

热值的理解

（1）热值反应了燃料在燃烧过程中，化学能转化为内能的本领大小；

（2）不是任何物质都有热值，如石块、铁块等非燃料物质没有热值；

（3）热值是燃料本身的一种特性，它与燃料的种类有关，与燃料的质量、体积、是否完全燃烧等没有关系。

3． 热量的计算：

（1）只有燃料燃烧放热时，才能用Q_放＝mq或Q_放＝Vq进行计算，不要将其与温度降低时的放热公式

Q_放=cm△t混淆；

（2）计算时，要明确燃料的种类、是否完全燃烧后有关；

知识点2 热机的效率

1． 燃料的有效利用

（1）燃料的利用率

有效利用的热量与燃料完全燃烧放出总能量的比值，叫做燃料的利用率；

计算公式：

（2）影响燃料利用率的因素

①燃料未完全燃烧；②高温烟气带走的热量；③被容器、炉具、周围的空气等吸收的热量。

（3）提高燃料利用率的途径：

①让燃料尽可能充分燃烧，如将煤研磨成粉状，加大进风量等；

②减少热量损失，如加大有效受热面积等。

2． 内燃机中热量燃烧的能量流向图

3． 热机效率

（1）定义：用来做有用功的热量与燃料完全燃烧放出的热量的比值。

（2）计算公式：

对热机而言，其中用来做有用功的能量Q_有用等于热机对外的有用功W_有用，故热机的效率公式又可写成：。

（3）物理意义：热机的效率表示使用热机时对燃料的利用率的高低，因此热机的效率是热机性能的一个重要指标。

（4）常见热机效率：蒸汽机6%—15%，汽油机20%—30%，柴油机30%—45%。

4． 提高热机效率的主要途径

（1）改善燃烧的条件，使燃料尽可能充分燃烧（将煤磨成煤粉，用空气吹进炉膛，使之更充分燃烧）；

（2）减少各种热量损失（I． 加大受热面积，以减少烟尘废气带走的热量；II． 使用较好的保温材料，减少热损失）；

（3）在热机设计和制造上，采用先进的技术；

（4）保障良好的润滑，减少机械摩擦。

热机效率的理解

（1）热机的效率是指有用功在燃料完全燃烧释放的能量中所占的百分比，而功率是指做功的快慢。这是两个不同的物理量，两者之间不存在必然的联系。

（2）热机的效率与燃料的种类（热值大小）、燃料的质量、热机的工作时间、做功的多少均无关。因此采用热值大的燃料并不能提高热机的效率。

考点1：热值的理解

【典例1】关于热现象下列说法不正确的是（   ）

A．热传递时，热量可以从内能少的物体转移给内能多的物体

B．物体的温度升高，可能是吸收了热量

C．木柴燃烧的越充分，其热值就越大

D．柴油机在吸气冲程中吸入的只是空气

【变式1-1】2024年10月30日神舟十九号载人飞船在酒泉卫星发射中心成功发射，将航天员蔡旭哲、宋令东、王浩泽送入预定轨道。长征二号F遥十九运载火箭升空时，燃料燃烧后通过做功把 _______能转化为机械能。火箭选用偏二甲肼为燃料，这是因为偏二甲肼具有较大的 _______。

【变式1-2】下列关于比热容和热值的说法正确的是（　　）

A．物体的质量越大，它的比热容越大              B．物质的比热容跟物体吸收或放出的热量有关

C．燃料的热值与燃料是否完全燃烧无关          D．燃烧时放出热量多的燃料热值大

考点2：热机效率的理解

【典例2】燃油车是现代社会中一种常见的交通工具。如图所示是某燃油车的汽油机（有四个冲程）的能量流向图。下列说法正确的是（　　）

A．汽油燃烧越充分，它的热值越大                        B．汽油机的做功冲程将机械能转化为内能

C．改良发动机结构，汽油机的效率可达100%        D．由图可知该汽油机的效率小于30%

【变式2-1】热机广泛应用于现代生活，为了节约能源，各国科学家不断攻坚克难，提高热机效率，关于热机效率的说法正确的是：（　　）

A．热机做有用功越多，其效率一定越高                 B．热机做有用功越快，其效率一定越高

C．热机消耗燃料越少，其效率一定越高                 D．无论怎么改进热机，其效率都小于1

【变式2-2】2023年11月9日，我国在西昌卫星发射中心使用长征三号乙型运载火箭，成功将中星6E卫星送入预定轨道，下列说法正确的是（　　）

A．火箭的发动机的效率最高可达到100%               B．使燃料燃烧更充分可以提高热机效率

C．使燃料燃烧更充分可以提高燃料的热值       D．火箭飞入太空后，太空温度很低，其内能为零

考点3：热机燃料能量损耗途径

【典例3】如图是某内燃机工作时的能量流向图，该内燃机的效率是（　　）

A．25%                 B．35%                      C．60%                       D．40%

【变式3-1】汽车发动机输出功率相同时，汽油味越淡，汽车发动机效率越_______（选填“高”或“低”）。一台汽车发动机运行时各种能量损耗大致为：汽缸散热损失占25%，废气带走的能量占30%，摩擦等机械损耗占10%，则它的热机效率为_______。

【变式3-2】九洲大道快速化改造时用到了挖掘机，其动力由柴油机提供．若完全燃烧2kg柴油能释放_______J的能量，油箱中剩余柴油热值_______（选填“变大”、“变小”或“不变”）。该柴油机能量流向如题图所示，则其效率为_______（柴油的热值为4．3×10⁷J/kg）。

考点4：热值的公式及相关计算

【典例4】重庆物产丰富，资源富饶，有着全国最大的页岩气田。若完全燃烧0．014m³的页岩气（设页岩气的热值为3．0×10⁷J/m³），能放出_______J的热量；这些热量被5kg的水全部吸收，水的温度将上升_______℃。（）

【变式4-1】（24-25九年级上·辽宁大连·期末）如图所示是汽油机的_______ 冲程；若某汽车在行驶过程中完全燃烧了0．7kg的汽油，这些汽油放出的热量是_______J。（q_汽油=4．6×10⁷J/kg）

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参考答案

考点1：热值的理解

【典例1】C

【详解】A．热传递时，热量总是从温度高的物体转移给温度低的物体，温度高的物体不一定内能大，所以热量可以从内能少的物体转移给内能多的物体，故A正确，不符合题意；

B．物体的温度升高，可能是从外界吸收了热量，也可能是外界对物体做了功，故B正确，不符合题意；

C．热值的大小只与燃料的种类有关，与燃烧是否充分无关，故C错误，不符合题意；

D．汽油机在吸气冲程中吸入的是空气和汽油蒸汽的混合物，而柴油机在吸气冲程中吸入的只是空气，故D正确，不符合题意。

故选C。

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