熱機效率初中物理熱機效率【考點精講】1. 熱機的效率：熱機所做有用功與所用燃料完全燃燒釋放的熱量之比叫作熱機的效率。公式：。由于損失的原因比較多，所以熱機的效率都小于1且一般都較低。2. 提高熱機效率的主要途徑：（1）使燃料充分燃燒。為了讓燃料盡可能完全燃燒，可通過改善燃燒環境，調節油、氣比例等來實現。（2）盡量減少各種熱量損失。（3）在熱機的設計和制造上，采用先進的技術。（4）使用時注意保養，保證良好的潤滑，合理調整運動部件之間的間隙，減小因克服摩擦阻力而額外消耗的功。【典例精析】 例題1 一臺單缸四沖程柴油機，飛輪轉速為3600轉/分，該柴油機活塞1s對外做功_次。若其效率為40%，消耗5kg的柴油轉化成的機械能是 J。（q柴油4.3107J/kg）思路導航：飛輪轉速為3600轉/分，則1s中飛輪轉60轉，在一個工作循環中做功一次，飛輪轉兩周，因此60轉是30個工作循環，做功30次。5kg的柴油完全燃燒時放出的熱量為Qqm4.3107J/kg5kg2.15108J，轉化的機械能為WQ40%2.15108J=8.6107 J。答案：30 8.6107例題2 現代生活中最重要的交通運輸工具汽車，與我們的生活走得越來越近了。（1）某單缸汽油發動機汽缸的活塞面積是120cm2，做功沖程中活塞移動的距離是30cm，氣體的平均壓強是5105Pa。汽油的熱值是4.6107Jkg，每次做功耗油0.2g，氣體一次膨脹對活塞做的功是 J；若每次做功過程中汽油的90完全燃燒，每次汽油燃燒放出的熱量是 J；排氣過程中，廢氣溫度 ，內能 。（2）汽油機的效率很低，主要原因之一是 帶走了大量的能量。思路導航：本題綜合考查功、熱值、熱機效率等知識點。（1）WFspSs5105Pa1.2102m20.3m1800JQmq90%0.2103kg4.6107J/kg90%8.28103J排氣過程中，廢氣溫度降低，同時內能減少。（2）汽油機的效率很低的主要原因是廢氣帶走了大量的能量。答案：（1）1800 8.28l03 降低 減少（2）廢氣例題3 圖1為四缸發動機工作原理：內燃機通過連桿把四個汽缸的活塞連在一根曲軸上，并使各汽缸的做功過程錯開，在飛輪轉動的每半周里，都有一個汽缸在做功，其他三個汽缸分別在做吸氣、壓縮和排氣工作。（1）發動機在做功沖程里，高溫、高壓的燃氣推動活塞向下運動，對外做功，同時將 能轉化為 能。（2）有一臺四缸發動機，其主要技術指標如下表所示。其中排量等于四個汽缸工作容積的總和，汽缸工作容積指活塞從上止點到下止點所掃過的容積，又稱單缸排量，它取決于活塞的面積和活塞上下運動的距離（即沖程長）。轉速表示每分鐘曲軸或飛輪所轉的周數。排 量2.0 L輸出功率120 kW轉 速6000 r/min該發動機在1 s內做功 J，單缸排量V = L。在每個做功沖程里，發動機做功W = J。（3）在做功沖程里，燃氣對活塞所做的功可表示為W = pV，式中p表示燃氣對活塞的壓強，則p= Pa。（1 L=103 m3）（4）圖2為發動機在做功沖程中的示意圖。下面給出了公式W = pV的證明，請將推導過程補充完整（要求各表達式均用S、l或p表示）：設活塞的面積為 S，沖程長為 l，燃氣對活塞的壓強為p，則燃氣對活塞的壓力F= ，燃氣對活塞所做的功W= ，又根據數學知識可知發動機的單缸排量V= ，故W= p V。思路導航：閱讀題目，不難得到四缸發動機的工作過程：“內燃機通過連桿把四個汽缸的活塞連在一根曲軸上，并使各汽缸的做功過程錯開，在飛輪轉動的每半周里，都有一個汽缸在做功，其他三個汽缸分別在做吸氣、壓縮和排氣工作。”，并且“排量等于四個汽缸工作容積的總和”，即排量等于單缸排量的4倍。根據我們教材中所學的單缸內燃機的工作原理可知：（1）發動機在做功沖程里，將內能轉化為機械能；（2）根據表中的技術指標數據，該發動機在1 s內做功W=Pt=120000W1s=1.2105J；單缸排量V1=V/4=2.0 L /4=0.5L；轉速6000 r/min=100 r/s，而飛輪轉動的每半周里，都有一個汽缸在做功，1s內有2100=200個做功沖程，在每個做功沖程里，發動機做功W1=W/200=1.2105J /200=600J（3）燃氣對活塞所做的功W=pV，燃氣對活塞的壓強 p=W1/V1=600J/0.5103 m3=1.2106Pa；（4）由所學壓強、功公式和內燃機工作原理，結合圖2可知，燃氣對活塞的壓力F= pS，燃氣對活塞所做的功W=F l= pS l，而發動機的單缸排量V= Sl；W= pS l = pV。答案：（1）內；機械 （2）1.2105；0.5 600 （3）1.2106 （4）pS；Fl=pSl；Sl【總結提升】熱機計算四方面1. 汽缸內的壓力與壓強做功沖程，高溫高壓的燃氣膨脹做功，對活塞產生很大的壓力和壓強。壓力和壓強的關系是FpS或p，式中的S是活塞的橫截面積，通常用汽缸的直徑求出。2. 燃氣做功的計算對于熱機的相關計算一般給出的已知量是排氣量V和汽缸內壓強p，由排氣量可導出活塞一個沖程的行程L，由汽缸內壓強可導出燃氣對活塞的壓力FpS