卡诺热机效率计算

热机效率计算典型题

1、用炉子烧水时，将10kg的水从20℃加热到100℃，燃烧了0.5kg的焦炭，水的比热容是4.2 × 10J/(kg·℃),焦

7

炭的热值是3.0× 10J/(kg)试求：（1）水吸收的热量是多少？（2）0.5kg焦炭完全燃烧放出的热量是多少？（3）炉子烧水的效率是多少？

2、某物理兴趣小组的同学，用煤炉给8kg的水加热，同时他们绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变化的图线，

37

若在4min内完全燃烧了1.4kg的煤，水的比热容为4.2×10J/（kg?℃），煤的热值约为3×10J/kg，求： （1）经过4min时间加热，水所吸收的热量．（2）煤炉烧水时的热效率．

3、某燃气热水器工作时，燃烧产生热量的功率为20kW，水温升高25℃时，每分钟出水量为10L．此时c水

333

=4.2×10J/kg?℃，ρ水=1.0×10kg/m．求：（1）1min内水吸收的热量；（2）热水器的效率．

4、（2016?德州）天然气灶使用方便、经济环保．如图所示，在一个标准大气压下，天然气灶将一壶质量为3kg、温度

373

为2

热机效率计算典型题

1、用炉子烧水时，将10kg的水从20℃加热到100℃，燃烧了0.5kg的焦炭，水的比热容是4.2 × 10J/(kg·℃),焦

7

炭的热值是3.0× 10J/(kg)试求：（1）水吸收的热量是多少？（2）0.5kg焦炭完全燃烧放出的热量是多少？（3）炉子烧水的效率是多少？

2、某物理兴趣小组的同学，用煤炉给8kg的水加热，同时他们绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变化的图线，

37

若在4min内完全燃烧了1.4kg的煤，水的比热容为4.2×10J/（kg?℃），煤的热值约为3×10J/kg，求： （1）经过4min时间加热，水所吸收的热量．（2）煤炉烧水时的热效率．

3、某燃气热水器工作时，燃烧产生热量的功率为20kW，水温升高25℃时，每分钟出水量为10L．此时c水

333

=4.2×10J/kg?℃，ρ水=1.0×10kg/m．求：（1）1min内水吸收的热量；（2）热水器的效率．

4、（2016?德州）天然气灶使用方便、经济环保．如图所示，在一个标准大气压下，天然气灶将一壶质量为3kg、温度

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为2

热机及其效率

学科培训师辅导讲义

1

热机及其效率

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热机及其效率

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热机及其效率

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热机及其效率

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热机及其效率

6

热机及其效率

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热机及其效率

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精品教案

3. 热机效率

基础导练

1.我国随着航天事业发展需要，正在研制大功率液氢发动机.这种发动机主要是因为氢是有（）

A．较小的密度B．较大的比热容

C．较高的热值D．较低的沸点

2.甲乙两台柴油机，甲的效率低于乙的效率，意义是（）

A.甲的功率大于乙的功率

B.甲消耗的燃料多于乙消耗的燃料

C.乙将燃料燃烧放出的能变成有用功的那部分能的比例比甲大

D.工作相同时间甲消耗的燃料一定比乙少

3.下列有关热和能的说法中正确的是（）

A．物体内能增大，一定从外界吸收热量

B．汽油机在做功冲程中把机械能转化为内能

C．物体的温度越高，分子无规则运动越剧烈

D．燃料的热值越大，燃烧时放出的热量越多

能力提升

1.关于燃料的热值，以下说法中正确的是（）

A．燃料的热值与燃料的种类有关系，与燃料的质量和燃烧状况无关

B．燃烧1千克某种燃料放出的热量叫这种燃料的热值

C．燃料燃烧时，质量越大，热值越大

D．燃料不完全燃烧时的热值比完全燃烧时的热值小

2. 如图所示，为比较酒精和碎纸片的热值，用两相同规

可编辑

精品教案

格的烧杯装相等质量的水，取质量（选填“相等”或“不相等”）的酒精和碎纸片，分别放入两个燃烧皿中，点燃分别给烧杯加热，直到酒精和碎纸片完全燃烧完，通过比较来确定酒精和碎纸片热值的大小.

比热、热机 、效率计算题

例1 例2

某加热效率50%的电热水器将70kg15℃的水加热到65℃，需要消耗多少度电？若由吸热效率为40%的太

6

某太阳能热水器的吸热效率为50%，已知该地区每小时、每平方米可接收到2.94×10J的热量，此热水器

6

的受光面积为2.5平方米，将60L水由20℃加热到60℃，需要多长时间？

阳能热水器在2小时后加热到相应温度，求此热水器的受光面积为多少？已知该地区每小时、每平方米可接收到4.94×10J的热量。

练习： 1、某学校自制太阳能热水器反射镜的有效面积2.5平方米,太阳光对此镜面的辐射能平均每小时、每平方米2.56×10J，若整套装置的效率为68%，那么此热水器每小时可以把多少公斤15℃的水烧开？ 例3

某双缸四冲程柴油机的活塞行程115mm，直径95mm，第三冲程对活塞的平均压强为6.5×10Pa，已知曲

7

5

6

轴每分钟转1800转，求（1）此柴油机的功率；（2）若每小时消耗柴油2.16kg，求此柴油机的效率。已知柴油的热值为3.3×10J/kg. 例4

练习2 一台拖拉机牵引力是6000N，行驶了4km，消耗柴油2k

《热机的效率》说课稿

1教学目标

1:了解內能的利用与环境保护的关系. 2:了解热机的效率及提高热机效率的途径. 3:培养学生保护环境意识. 2重点难点

热机效率及提高热机效效的途径.

3教学过程

3.1 一：复习提问：什么是机械效率 教学活动 活动1 【活动】二：新课引入.

1:热机是冈能转化成机械能的机器,它跟所有机械一样也有效率的问题,这一节我们就讨论这个问题.

2活动2【活动】

三：新课教学 (1)热机的能量损失

教师：一辆汽车从身旁驶过，有时根据人的嗅觉就能知道它的发动机是汽油机还是柴油机。这是为什么？ 学生：因为它们排出的气体的味道不同。

教师：说得很对。但你们想过没有，排出的气体中仍有汽油或柴油味这说明了什么？学生：说明汽油或柴油并未完全燃烧。

教师：既然燃料没有完全燃烧，就说明有一部分能量被白白地损失掉了。板书： 一、热机的能量损失

1．燃料未能完全燃烧

教师：再想想，除此之外还有些什么损失？ 学生：排出的气体中还具有内能。

教师：有人曾用汽车的尾气加热饭菜就说明了这一点。除此之外，气缸壁等也会传走一部分内能。 板书：2．废气和散热带走一部分内能

教师：以上这些都是没有转化成机械能的内能。那么曲轴获得

第二节 热机的效率 一、填空题

1.热机是把_______能转化为_______能的机器；在热机里，用来做__________的那部分能量，与燃料__________放出的能量之比，叫做热机效率.

2.__________叫做这种燃料的热值.热值的单位是_______，符号是

3、生产中常用水来作为机器的冷却剂，这是因为水的________大；火箭的燃料要用液氢，这是因为液氢的________大；沿海地区的气候比沙漠地区的气候更宜人，这是因为水的比热容比沙的比热容________。

4、现代社会中汽车是一种重要的交通工具，很多汽车使用的发动机是四冲程汽油机，在它工作的过程中，________冲程将内能转化为机械能。焦炭的热值是3′107J／kg，完全燃烧1kg的焦炭放出的热量为________J。

5、氢能源具有来源广、热值高、无污染等优点．氢气的热值为14．3×107J／kg，完全燃烧0．5 kg的氢气可放出________J的热量；若一罐氢气用去了一半，则剩余氢气的热值________ (大于／等于／小于)14．3×107J／kg． 二、选择题

1.关于热机错误的说法是 A.利用内能来做功的机器叫热机

B.蒸汽机、内燃机、燃气轮机、喷

第二节 热机的效率 一、填空题

1.热机是把_______能转化为_______能的机器；在热机里，用来做__________的那部分能量，与燃料__________放出的能量之比，叫做热机效率.

2.__________叫做这种燃料的热值.热值的单位是_______，符号是

3、生产中常用水来作为机器的冷却剂，这是因为水的________大；火箭的燃料要用液氢，这是因为液氢的________大；沿海地区的气候比沙漠地区的气候更宜人，这是因为水的比热容比沙的比热容________。

4、现代社会中汽车是一种重要的交通工具，很多汽车使用的发动机是四冲程汽油机，在它工作的过程中，________冲程将内能转化为机械能。焦炭的热值是3′107J／kg，完全燃烧1kg的焦炭放出的热量为________J。

5、氢能源具有来源广、热值高、无污染等优点．氢气的热值为14．3×107J／kg，完全燃烧0．5 kg的氢气可放出________J的热量；若一罐氢气用去了一半，则剩余氢气的热值________ (大于／等于／小于)14．3×107J／kg． 二、选择题

1.关于热机错误的说法是 A.利用内能来做功的机器叫热机

B.蒸汽机、内燃机、燃气轮机、喷

简介

卡诺循环是由四个循环过程组成，两个绝热过程和两个等温过程。它是1824年N.L.S.卡诺(见卡诺父子)在对热机的最大可能效率问题作理论研究时提出的。卡诺假设工作物质只与两个恒温热源交换热量，没有散热、漏气、磨擦等损耗。为使过程是准静态过程，工作物质从高温热源吸热应是无温度差的等温膨胀过程，同样，向低温热源放热应是等温压缩过程。因限制只与两热源交换热量，脱离热源后只能是绝热过程。作卡诺循环的热机叫做卡诺热机。

卡诺进一步证明了下述卡诺定理:①在相同的高温热源和相同的低温热源之间工作的一切可逆热机的效率都相等 ，与工作物质无关，其中T1、T2分别是高温和低温热源的绝对温度。②在相同的高温热源和相同的低温热源之间工作的一切不可逆热机的效率不可能大于可逆卡诺热机的效率。可逆和不可逆热机分别经历可逆和不可逆的循环过程。

卡诺定理阐明了热机效率的限制，指出了提高热机效率的方向(提高T1、降低T2、减少散热、漏气、摩擦等不可逆损耗，使循环尽量接近卡诺循环)，成为热机研究的理论依据、热机效率的限制、实际热力学过程的不可逆性及其间联系的研究，导致热力学第二定律的建立。

在卡诺定理基础上建立的与测温物质及测温属性无关的绝对热力学温标，使温度测量建立在客观的基础之上

初中物理效率计算专题（2014）

我们已学过机械效率，而在近些年的中考中，效率已不再局限于机械效率，凡是涉及到能量的转移或转化，都会涉及到效率问题。在能量的转移（或转化）中，转移（或转化）之后的能量与转移（或转化）之前的能量的比值就是效率（或叫转移率或转化率），思考下面的一些实例，就可理解效率问题。

一、太阳能热水器效率的计算 （能的转化：太阳能转化为内能） 例1、2010年上海世博会通过大面积推广应用太阳能，太阳能以低能耗、低污染、低排放为特点来体现“城市，让生活更美好”的主题。太阳能热水器箱容量为120L，热水器上的集热器的面积是2.5m2，在与阳光垂直的地球表面上每平方米得到的太阳辐射功率约为1400W，如果将整箱水的温度从20℃加热到70℃，需要阳光照射5小时。求太阳能热水器的利用效率。

解题时注意： W有= Q吸=cm Δt（即物体吸收的热量）

W总= PtS（根据题目信息计算）

太阳能转化为电能：W有= Pt W总= PtS

例2：太阳能是21世纪重点开发利用的能源之一．太阳能动力车是利用太阳能电池将接收到的太阳能转化为电能，再利用电动机来驱动的一种新型机动车． 有一辆太阳能实验车，它上面的太阳能电池的接收板的有效面积为