各位同學大家好，你們的笠羽老師又來了！怎麼樣是不是依舊很興奮啊，今天老師又給你們帶來了一個讓人鬱悶至極的問題，那就是熱機效率。
（注意本節內容需要先學習《熱機的效率》的內容後再來學習，你會有更深的理解！若有遺忘或還沒有學到，先拉到文章最後，有此節學習連結，趕快學習下。）
我們提到效率，首先會想到的是人教版八年級下冊簡單機械裡面的機械效率的知識點。
那什麼是熱機效率呢？它又是什麼鬼？為什麼沒有公式還要計算，這不有違人性麼？好了，今天我就帶著小夥伴們把揉碎了，找出實質內涵讓你理解什麼是熱機效率。
1、熱機效率的前世今生
還是老規矩，我們先看看教科書裡是如何介紹的：
「對於熱機而言，燃料釋放的能量只有一部分用來做有用功，還有相當一部分能量散失了。用來做有用功的那部分能量，與燃料完全燃燒放出的能量之比，叫做熱機的效率。蒸汽機的效率很低， 只有6%~15%。內燃機中，燃料是在汽缸內部燃燒的，而且燃料與空氣混合充分，燃燒得比較完全， 所以內燃機的效率比蒸汽機的高。汽油機的效率為 20%~30%，柴油機的效率為30%~45%。」
以上就是我們教科書裡對知識點的介紹，從中我們能夠看出來，裡面只是介紹什麼是熱機效率，可書的後面並沒有列出它的公式是什麼樣的，我們平時做題卻是這樣的問題：
用煤氣灶把2kg、初溫為20℃的水加熱到70℃，消耗了20g煤氣。已知水的比熱容是4.2×103J/（kg·℃），煤氣的熱值4.0×107J/kg，則水吸收的熱量為______J，煤氣灶燒水的效率為______。
上面這道例題是我們平時練習和考試中比較常見的一種題型，難度中等偏簡單，所以為了要解決這個問題，那就不得不從它的概念入手。
熱機效率，用來做有用功的那部分能量，與燃料完全燃燒放出的能量之比，叫做熱機的效率。雖然我們書中沒有列出它的公式，但是我們之前學過很多物理中的定義式，例如速度、密度、壓強、機械效率等，這些公式都是通過定義得出的公式，所以我們也可以類比推理。
2、欲練此功，必修內功
熱機效率的定義式是：
因為我們之前學過機械效率，它是一個百分數，所以要在公式後面乘以100%，熱機效率和機械效率一樣，故公式中也要乘以100%。
定義式中裡面有一個概念，叫做有用功（為達到某目的，我們必須要做的功，叫有用功），物理符號可以用W有來表示。
燃料燃燒放出的熱量，物理符號是Q放，故熱機效率的公式為：
雖然我們知道這個公式，可是對於很多小夥伴們，在學習機械效率的時候，就對這個有用功頭疼不已，理解根本就不深刻，所以如果你只知道這個公式，回頭看看前面給的例題，我估計也有很多小夥伴做不出來，因為題裡面根本沒有說到有用功這個概念。
這可怎麼辦啊？好不容易想出公式，但又發現這個公式做不了題？那不等於還是沒用麼？
小夥伴們，淡定些！這可是考查你們的理解與領悟能力，當然如果真的容易領悟出來，你們也就不會看我這篇文章了，所以，開始放大招，我來告訴你們怎麼來用這個公式。
3、高手秘籍，提升功力
現在，我把這個秘籍告訴你們，以後做題要低調些噢！
我把這個公式變成一個公式體系，我們只需要看題目中有什麼物理關係，我們就帶什麼關係即可。
公式體系：
其中Q有在我們常見練習題中有兩種考法：
一是：Q有=W有=Fs=Pt（力學中功和功率的公式）
二是：Q有= Q吸=cm△t（比熱容的公式）
其中Q放在我們常見練習題中有兩種考法（其中第三個考法需要學完電學後才能用，所以在這裡我們先不討論）：
一是：Q放=mq=Vq（熱值的公式分為兩種情況）
二是：Q放=太陽輻射能
綜上所述，熱機效率的公式常考模型有三個：
模型一：
模型二：
模型三：
4、初入江湖，小試牛刀
我們先解決文章開頭引出的例題：
例：用煤氣灶把2kg、初溫為20℃的水加熱到70℃，消耗了20g煤氣。已知水的比熱容是4.2×103J/（kg·℃），煤氣的熱值4.0×107J/kg，則水吸收的熱量為______J，煤氣灶燒水的效率為______。
解析：通過讀題，發現該題適用於用燃料點燃給水加熱的模型，即公式
根據題意：
注意：煤氣的質量是20g，需要進行單位換算。
各位小夥伴們，怎麼樣？是不是瞬間覺得，只要把老師的公式記住，其他的就是帶參數計算就可以了，但是這裡一定要注意，單位有可能不統一噢，需要換算單位！
好了，我們再來一道難度係數較大例題：
例：某種國產汽車，當它在某平直公路上以20m/s速度勻速行駛時，每百公裡的油耗為6L．當汽車行駛500s，則汽車消耗的汽油是________L．假設汽車在運動過程中受到的平均阻力是495N．則汽油機的效率是________%（已知汽油的熱值是3.3×107J/L）。
解析：通過讀題，發現該題適用於汽車行駛的模型，即公式
要想求出熱機效率，我們必須要知道牽引力F和距離s和消耗汽油的體積V；
由於題目中告訴我們汽車在做勻速行駛，行駛的時間和路程已知，所以可以求出汽車行駛的速度，即由速度公式
得
根據汽車在做勻速直線運動，所以汽車收到平衡力即F=f=495N;
因為每百公裡的油耗為6L，汽車行駛了10000m，所以一共消耗了0.6L的汽油，即V=0.6L;
最後一道例題，那就請小夥伴們自己嘗試解答下，看一看學的到底怎麼樣？
例：太陽能是一種清潔、無汙染的理想能源。上蔡縣盛夏的一天，在陽光的照射下，能將內盛有100L的水，溫度升高50℃，求：
（1）這些水吸收了多少的熱量？
（2）這些熱量相當於完全燃燒多少m3的液化石油氣？（液化石油氣的熱值q＝4.2×107（J/m3））
（3）晴天平均每平方米的面積上每小時接收的太陽能約為3.3×106J．若該熱水器接受太陽能的有效面積為2m2，每天日照時間按8h，則它一天中接收的太陽能（E）約為多少？
（4）這臺太陽能熱水器的效率是多少？
提示：利用模型三的公式來解。
5、總結
各位小夥伴們，今天我們主要是為了告訴大家如何解決熱機效率這個物理量，雖然書上只有定義，並沒有給我們公式的具體形式，但是我們可以通過前面知識點的理解，推出它的定義式。
由於定義式的理解較難，所以我給大家一個公式體系，裡面包含了常見的三個公式，即三種模型。
模型一：
模型二：
模型三：
最後的最後，小夥伴們如果你平時還有什麼問題，可以給我留言，告訴我哪個知識點不會，下一期的更新，也許就是你的問題！
笠羽帶你剖析與深度解讀教材中的真諦 人教版 九年級全一冊 第十四章 第二節 熱機的效率
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