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，。 Q有?100%选择正确的公式计算出有用能量和总能量，最后利用公式 ηQ总

W或η= 有?100%Q总

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.

例题讲解

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。

总结：这类题关键是找出有用的能量为水吸收的热量：Q有=Cm△t，总能量为燃料

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热量和热机效率的计算

【学习目标】1.理解热机效率的主要题型及规律，

2.理清解题思路。

【学习重点】利用规律、公式解决效率问题。 【学习难点】有热机效率参与的力学综合问题。

【考点及考试要求】常以现代家用电器、机车、

的计算，主要以综合计算题形式出现。 【学习过程】 一、效率问题

效率问题是初中物理中的一个重点，也是一个难点，率和热机效率。许多学生在这类问题的计算中常出现问题，有用能量部分和总能量部分。本次课主要以热机效率为主。

热机效率常以常见的家用电器（如热水器）动车）

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=Q有W有

Q?100%或η=

Q?100%计算效率。 总

总

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=

Q有

Q?100%

总

（1）热水壶烧水

Q有=Cm△t；

（2）汽车发动机效率问题：W有=FS或W有总能量：一般为Q总=mq.

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教学设计

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   第十四章    内能的利用

          第二节    热机效率        1课时   新授课

    单位：东郭中学     姓名：黄友海

                                         使用日期：  20##  年  9    月  16   日

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关于提高热机效率的探讨

********班

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**********

20xx年5月

摘要：

热力学理论基础最初是在研究热机工作原理的基础上建立起来的，而热机，就是能把热转换成功的机器。热机中采用的过程都是循环过程，对循环过程的研究在实际和理论上都有着非常重要的意义。由于循环过程一定遵守能量守恒和转换定律，因此从19世纪初期开始，就有不少人致力于研究如何提高热机效率，即通过消耗有限的能源，转化为更多的机械能，以创造更大的经济效益，推动社会发展。

关键词：

热机效率，卡诺循环，热学三定律等。

一、问题的提出：

热机的循环过程中对能量的更高效利用，是人们一直以来的追求。从19世纪初期开始，就有不少人致力于研究如何提高热机效率。现在，本文首先以热电厂中的水-水蒸气循环为例来介绍热机是如何利用工质的状态变化来实现热向功的转换。

在热电厂中，首先用泵将循环水压入燃烧炉的管道系统中，管道系统中的水吸收煤燃烧产生的热量而升温、蒸发，产生高温高压的水蒸气，高温高压的水蒸气经蒸汽轮机绝热膨胀，对外做功，带动发电机发电，经蒸汽轮机后低温低压的水蒸气将在冷凝器中放在剩余的热量冷凝成水，从而完成一个循环过程。

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《内能的利用》实验、计算题

（2）实验后小明根据实验数据利用公式Q=cm t算出了水吸收的热量，结合“10 g酒精”这一数据，算出了酒精的热值，算出的酒精热值是否可靠？ ，理由：

2．如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同。燃料的质量都是10 g，烧杯内的液体质量也相同。

(1).比较不同燃料的热值，应选择两图进行

实验；为了保证实验结论的可靠，实验时应该控制

烧杯中液体的 和 相同。通过观

察 现象可以判断哪种燃料的热值高。

(2).比较不同物质的比热容，应选择两图进行实验；实验中采用了的方法有 和 。

计算题

3．用天然气灶烧水，燃烧0.5 m的天然气，使100 kg的水从20 ℃升高到70 ℃。已知水

373的比热容c＝4.2×10 J/(kg·℃)，天然气的热值q＝7.0×10 J/m。求：

3(1)0.5 m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

4.随着生活条件的改善，小明家住上了新楼房，新楼使用的是天然气。小明想：将一壶水烧开究竟需要多少天然气呢？他通过实践收集如下数据：水壶里放入2000cm、20℃的水，大火加热直至沸腾。又在物理书中查到天然气热值为8×10J/m。[气压为1标准大气压；c水=4.2×10J/（kg?℃）]

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概率公式整理

1．随机事件及其概率吸收律：  

反演律：                

2．概率的定义及其计算：   

对任意两个事件A, B, 有   

若 

加法公式：对任意两个事件A, B, 有      

3．条件概率    乘法公式

全概率公式 Bayes公式 

4．随机变量及其分布  分布函数计算

5．离散型随机变量  (1)  0 – 1 分布

(2) 二项分布 若P ( A ) = p

* Possion定理   有 

(3)  Poisson 分布    

6．连续型随机变量 (1)   均匀分布 

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概率公式整理

1．随机事件及其概率吸收律：  

反演律：               

2．概率的定义及其计算：    若 

对任意两个事件A, B, 有   

加法公式：对任意两个事件A, B, 有      

3．条件概率    乘法公式

全概率公式 Bayes公式 

4．随机变量及其分布  分布函数计算

5．离散型随机变量  (1)  0 – 1 分布

(2) 二项分布 若P ( A ) = p

* Possion定理   有 

(3)  Poisson 分布    

6．连续型随机变量 (1)   均匀分布 

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