在九年级的物理学习中，热机效率是一个重要的知识点。它涉及到能量转换的过程以及如何提高能源利用效率的问题。为了帮助大家更好地理解和掌握这一概念，下面将通过几个具体的计算题目来详细讲解热机效率的计算方法。
什么是热机效率？
热机效率是指热机输出的有效功与输入热量之比，通常用百分比表示。公式为：
\[ \eta = \frac{W}{Q_{\text{in}}} \times 100\% \]
其中：
- \( W \) 表示热机输出的有效功；
- \( Q_{\text{in}} \) 表示输入到热机中的总热量。
接下来我们来看几个具体的例子。
示例 1
假设一台柴油机工作时，每秒消耗柴油释放出 \( 8 \times 10^4 \) 焦耳的热量，而该柴油机每秒对外做功 \( 3 \times 10^4 \) 焦耳。求这台柴油机的热机效率。
解答步骤：
1. 已知条件：
- 输入热量 \( Q_{\text{in}} = 8 \times 10^4 \, \text{J} \)
- 输出有效功 \( W = 3 \times 10^4 \, \text{J} \)
2. 根据公式代入数据：
\[
\eta = \frac{W}{Q_{\text{in}}} \times 100\%
\]
\[
\eta = \frac{3 \times 10^4}{8 \times 10^4} \times 100\%
\]
\[
\eta = 37.5\%
\]
因此，这台柴油机的热机效率为 37.5%。
示例 2
一辆汽车发动机每分钟燃烧汽油释放出 \( 6 \times 10^5 \) 焦耳的热量，同时发动机每分钟对外做功 \( 4.5 \times 10^5 \) 焦耳。求此发动机的热机效率。
解答步骤：
1. 已知条件：
- 输入热量 \( Q_{\text{in}} = 6 \times 10^5 \, \text{J/min} \)
- 输出有效功 \( W = 4.5 \times 10^5 \, \text{J/min} \)
2. 根据公式代入数据：
\[
\eta = \frac{W}{Q_{\text{in}}} \times 100\%
\]
\[
\eta = \frac{4.5 \times 10^5}{6 \times 10^5} \times 100\%
\]
\[
\eta = 75\%
\]
因此，这辆汽车发动机的热机效率为 75%。
总结
通过上述两个例子可以看出，热机效率的计算并不复杂，关键在于正确理解公式并准确地代入已知条件。希望这些练习能够帮助同学们加深对热机效率的理解，并在实际应用中灵活运用这一知识。
如果还有其他问题或需要进一步的帮助，请随时提问！
