初中人教版第2节 热机的效率同步训练题

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知识点 1 燃料的热值
1.某种燃料 燃烧放出的热量与其质量之比,叫做这种燃料的热值,用符号 表示。固态燃料和液态燃料热值的计算公式是 ,这类燃料热值的单位是 ;气态燃料热值的计算公式是 ,这类燃料热值的单位是 。
2.燃料热值的大小与燃料的 有关,与燃料的质量、燃烧程度 。
3.汽油的热值是4.6×107 J/kg,它的物理意义是 汽油完全燃烧,放出的热量是 J,完全燃烧0.5 kg的汽油可产生 J的热量。
4.[2020·西宁节选] 青海油田涩北天然气田连续10年保持稳产,为西宁人民的生产、生活用气提供了有力保障。已知天然气的热值是7×108 J/m3,若小明家完全燃烧0.01 m3的天然气,放出的热量为 J。
5.一个成年人参加一次长跑,身体消耗的能量为6.6×106 J,这些能量相当于完全燃烧0.55 kg的干木柴放出的热量,则干木柴的热值为 J/kg。
6.煤气的热值为3.9×107 J/m3,完全燃烧一定体积的煤气后放出7.8×107 J的热量,燃烧煤气的体积为 m3。沼气的热值为1.9×107 J/m3,对比可知,完全燃烧相同体积的煤气和沼气,燃烧煤气放出的热量更 (选填“多”或“少”)。
知识点 2 热机的效率
7.对于热机而言,燃料燃烧时,用来做 功的那部分能量,与燃料 放出的能量之比,叫做热机的效率。热机效率的计算公式为 。
8.汽油机的能量流向如图1所示,该汽油机的效率为 %,它表示有 的 能转化为有用的 能。
图1
9.有一台汽油机在一个工作循环中消耗了6 g汽油,若这台汽油机的效率为40%,则它在一个工作循环中输出的有用机械能为 J。(汽油的热值为4.6×107 J/kg)
10.关于热机的效率,下列说法中正确的是( )
A.热机做的有用功多,效率一定高
B.热机使用的燃料的热值越大,它的效率越高
C.热机在单位时间内耗费的燃料少,效率一定高
D.热机做一定的有用功,消耗的燃料越少,效率一定越高
11.某校九年级的学生参观了学校锅炉房后,提出了以下几种提高炉子效率的建议,其中不应采纳的是( )
A.用鼓风机向炉膛内吹风,把煤粒吹起来燃烧
B.向炉内多加些煤,加大火力
C.将煤磨成粉,用空气吹进炉膛
D.用各种办法增大受热面积
【能力提升】
12.关于燃料的热值,以下说法正确的是( )
A.燃料不完全燃烧时的热值比完全燃烧时的热值小
B.0.5 g汽油和2 kg汽油,它们的热值是一样的
C.当燃料未燃烧时,其热值为零
D.煤油的热值比酒精大,就是说煤油完全燃烧放出的热量比酒精多
13.质量为5 kg的汽油,用去一半后,剩下的汽油( )
A.密度、比热容、热值都变为原来的一半
B.密度不变,比热容、热值变为原来的一半
C.密度、比热容变为原来的一半,热值不变
D.密度、比热容、热值都不变
14.热机的效率是热机性能的重要指标。甲发动机的效率为37%,乙发动机的效率为33%。如果上述两款发动机工作时汽油均完全燃烧,下列表述正确的是( )
A.甲发动机消耗1 kg汽油所做的有用功更多
B.甲发动机消耗1 kg汽油释放的内能更多
C.甲发动机消耗1 kg汽油散失的内能更多
D.甲发动机工作时消耗的汽油一定更少
15.[2020·沈阳一模] 甲、乙两种燃料完全燃烧放出的热量与其质量关系的图象如图2所示,下列分析正确的是( )
图2
A.甲燃料的热值小于乙燃料的热值
B.使用甲燃料的热机做的有用功一定更多
C.完全燃烧相同质量的两种燃料,甲放出的热量更多
D.使用甲燃料的热机效率一定高,但是热机效率肯定小于100%
16.“可燃冰”作为新能源,有着巨大的开发使用潜力。同等条件下,“可燃冰”完全燃烧放出的热量可达到煤气的数十倍,说明“可燃冰”的 很大。以10倍的关系粗略计算,1 kg“可燃冰”完全燃烧放出的热量为 J,这些热量可以使 kg的水从20 ℃加热至100 ℃。[c水=4.2×103 J/(kg·℃),q煤气=4.2×107 J/kg]
17.火箭使用的燃料主要是液态氢,这是利用了氢燃料 的特性。1 kg氢完全燃烧释放出的热量是 J;若这些热量有42%被质量为1.43×103 kg的水吸收,水的温度能够上升 ℃。[q氢=1.43×108 J/kg,c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
18.如图3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、初温也相同。
图3
(1)现要比较不同燃料的热值是否相同,应选择 两图进行实验。
(2)实验中,除了题目中所给的条件外,你认为实验时还应注意 。
(3)通过观察 ,可以比较出燃料热值的大小。
19.[2019·绵阳模拟] 所谓汽车发动机效率是指发动机牵引汽车前进所需能量与汽油完全燃烧所释放热量的比值;当前汽油发动机的最高效率约为40%,暑假期间小凡全家驾车去西藏旅游,在高速公路上匀速行驶225 km,所用时间是2.5 h,消耗汽油20 L(假设汽油完全燃烧),汽车发动机在这段时间内牵引力的功率为20 kW。
(1)该汽车行驶过程中牵引力是多大?
(2)该汽车发动机的效率是多少?(已知ρ汽油=0.8×103 kg/m3,q汽油=4.6×107 J/kg)
【中考真题】
20.[2020·甘孜州] 下列关于热值和热机效率的说法,正确的是( )
A.使燃料燃烧更充分,可以增大热值
B.使燃料燃烧更充分,可以提高热机效率
C.柴油机的热机效率通常为100%
D.燃料燃烧释放的热量越大,热值越大
21.[2020·聊城] 小华家使用的是天然气热水器,他尝试估测该热水器的效率,以核对铭牌上的数值是否准确。当只有该热水器使用天然气时,把50 kg的水从20 ℃加热到54 ℃,天然气表的示数由1365.05 m3变为1365.17 m3,已知水的比热容c水=4.2×103 J/(kg·℃),天然气的热值q=7.0×107 J/m3。求:
(1)水吸收的热量。
(2)消耗的天然气完全燃烧放出的热量。
(3)该热水器的效率。
答案
1.完全 q q=Q放m J/kg q=Q放V J/m3
2.种类 无关
3.1 kg 4.6×107 2.3×107
[解析] 完全燃烧0.5 kg的汽油放出的热量:Q放=mq=0.5 kg×4.6×107 J/kg=2.3×107 J。
4.7×106
5.1.2×107 [解析] 由Q放=mq可得,干木柴的热值:q=Q放m=6.6×106 J0.55kg=1.2×107 J/kg。
6.2 多 [解析] 燃烧煤气的体积为V=Qq=7.8×107 J3.9×107 J/m3=2 m3。完全燃烧相同体积的煤气和沼气,由于煤气的热值大,因此燃烧煤气放出的热量更多。
7.有用 完全燃烧 η=W有Q放×100%
8.30 30% 内 机械 ×105
10.D 11.B 12.B
13.D 14.A 15.C
16.热值 4.2×108 1250
17.热值大 1.43×108 10
18.(1)甲、乙
(2)使燃料尽量充分燃烧
(3)温度计示数高低
[解析] 为了比较热值大小,要用不同的燃料加热同一种液体,让液体的质量、初温相同,通过温度计的示数高低得出液体吸热多少,进而判断燃料热值的大小,应选择甲、乙两图进行实验。
19.(1)汽车的速度:
v=st=2.25×105 m2.5×3600s=25 m/s;
由功率公式P=Wt=Fst=Fv得,汽车的牵引力:F=Pv=2×104 W25m/s=800 N。
(2)由ρ=mV变形得汽油的质量:
m=ρ汽油V=0.8×103 kg/m3×20×10-3 m3=16 kg,
汽油完全燃烧放出的热量:
Q总=mq汽油=16 kg×4.6×107 J/kg=7.36×108 J,
由P=Wt变形得牵引力做功:W有=Pt=2×104 W×2.5×3600 s=1.8×108 J,
汽车发动机的效率:η=W有Q总×100%=1.8×108 J7.36×108 J×100%≈24.5%。
20.B
21.(1)水吸收的热量:Q吸=c水m水Δt=4.2×103 J/(kg·℃)×50 kg×(54 ℃-20 ℃)=7.14×106 J。
(2)消耗的天然气:
V=1365.17 m3-1365.05 m3=0.12 m3;
天然气完全燃烧放出的热量:Q放=qV=7.0×107 J/m3×0.12 m3=8.4×106 J。
(3)该热水器的效率:η=Q吸Q放×100%=7.14×106 J8.4×106 J×100%=85%。