初中第十四章 内能的利用第2节 热机的效率同步达标检测题

第 2 节 热机的效率

1.现代火箭用液态氢作燃料,是因为它具有( ) A.较大的比热容 B.较低的沸点

C.较高的凝固点 D.较大的热值

2.(2018·湖南益阳中考)关于热机的效率,下列说法正确的是( ) A.一般情况下柴油机的效率比汽油机的高

B.热机的效率越高,在做功同样多的情况下消耗的能量越多 C.

热机的效率越高说明做功越快

D.热机损失的能量中,废气带走的能量较少,主要是由于机械摩擦而损失的

3. 在地球上阳光充足的地方,1 m2 的面积每年获得的太阳能可达 4.2×109 J。这些能量相当于        

kg 焦炭完全燃烧放出的热量(焦炭的热值为 3.0×107 J/kg)。

4. 用煤气灶把 2 kg,初温为 30 ℃的水烧到 80 ℃,消耗了 20 g 煤气,已知水的比热容是 4.2×103 J/(kg·℃),煤气的热值为 4.2×107 J/kg,则水吸收的热量为               J,煤气完全燃烧放出的热量为

           J,煤气灶烧水的效率为       %。

5.5 kg 某种燃料完全燃烧放出 1.7×108 J 的热量,求:

(1) 燃料的热值;

(2) 依据表格中的信息,判断该燃料是什么。

1. 一杯酒精用掉一半,剩下的酒精的质量、密度、比热容和热值的情况是( ) A.质量、密度、比热容和热值不变

B.质量和密度变为原来的一半,比热容和热值不变C.质量和热值变为原来的一半,密度和比热容不变D.质量变为原来的一半,密度、比热容和热值不变

2. 甲、乙两种燃料完全燃烧时的 Q-m 图象如图所示,则甲、乙两种燃料热值关系是( )

A.q 甲>q 乙

B.q 甲<q 乙

C.q 甲=q 乙

D.条件不足,无法判断

3. “可燃冰”作为新型能源,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,可以使                             kg 的水从 20 ℃加热至 60 ℃。[c 水=4.2×103 J/(kg·℃),q 煤气

=4.2×107 J/kg]

4. 太阳能是一种清洁能源。某太阳能热水器每天能使 500 kg 的水温度升高 30 ℃,那么这些水吸收的热量为               J,这些热量相当于完全燃烧               m3 的天然气放出的热量。[天然气的热值取4.2×107 J/m3,水的比热容 c=4.2×103 J/(kg·℃)]

★5.木柴、焦炭、木炭等都是常用的燃料,取不同质量的这三种物质分别进行完全燃烧,得到了下表   的数据:

(1) 从表中的数据可以得到,相同质量的不同燃料,它们完全燃烧所释放的热量是      的;对于同一种燃料,质量越大,完全燃烧所释放的热量越               。

(2) 从表中的数据还可以看出,对于同一种燃料,            和       的比值是不变的,这个不变的比值,反映了燃料本身的一种性质,物理学中把它称之为                             ,它是用来描述燃料完全燃烧时, 释放热量能力大小的物理量。

(3) 完全燃烧 0.01 m3 的天然气放出的热量是        J;如果这些热量完全用于加热水,可使       

kg 的水温度升高 10 ℃;实际加热这些水所燃烧的天然气比上述要多许多,原因是用燃气灶烧水时,除了水吸收的热量外,一部分传给了盛水容器,另外一部分传给了               (答一个即可)。[q 天然气

=4.2×107 J/m3,c 水 =4.2×103 J/(kg·℃)]

★6.某物理小组的同学在社会实践活动中,通过实际调查和网上查询,绘制了一辆某种型号普通轿车   在额定功率下行驶时单位时间内的能量流向图,请你参与讨论有关问题。

(1) 根据图中的能量流向,说出该轿车行驶时有哪几方面的能量损耗。

(2) 若将机器转化为有用功的能量与输入发动机的能量的比值定义为“能量转化效率”。由图中提供  的数据可得,该轿车的能量转化效率为               。(保留一位小数)

(3) 对减少汽车行驶中的能量损耗,据你所知,给出一条建议。(不作解释)

答案与解析

夯基达标

1.D 氢的热值大,放出相同热量时使用的氢的量少,用氢作燃料的火箭质量小,便于升空。选项 D 正确。

2.A 柴油机的效率一般要高于汽油机,多用在重型机器上,故A 正确。热机效率越高,做有用功与燃料完全燃烧放出的热量的比值越大,即在做功相同的情况下,消耗的燃料较少,或消耗相同的燃料,做功较多,故B 错误。热机效率是有用能量在燃料完全燃烧放出热量中所占比值,功率是热机做功的快

慢,两者没有必然联系,故C 错误。在热机的各种能量损失中,废气带走的热量最多,故 D 错误。

3.解析 m=� = 4.2×109 J =140 kg。

� 3.0×107J/kg

答案 140

4.解析 水吸收的热量为 Q 吸=c 水 m 水(t-t0)=4.2×103 J/(kg·℃)×2 kg×(80 ℃-30 ℃)=4.2×105 J,煤气完全燃烧放出的热量为 Q 放=m 煤气 q=0.02 kg×4.2×107 J/kg=8.4×105 J,煤气灶烧水的效率为

η=� 吸 = 4.2×105 J×100%=50% 。

� 放 8.4×105J

答案 4.2×105 8.4×105 50

5. 解析 (1)根据公式 Q=mq,可得q=� = 1.7×108 J=3.4×107 J/kg 。

� 5kg

(2)与表中对比可知,该燃料为无烟煤。

答案 (1)3.4×107 J/kg (2)无烟煤

培优促能

1.D 一杯酒精用掉一半,剩下的酒精的质量变为原来的一半,密度、比热容和热值是物质的属性,不  随物体质量的改变而改变,故它们大小不变。

2.A 当质量 m 一定时,燃料甲完全燃烧放出的热量多,根据 q=� 可知,燃料甲的热值大。选项 A 正确。

3. 解析 1 kg 燃料完全燃烧时放出的热量叫作这种燃料的热值,所以同等条件下,“可燃冰”完全燃烧放出的热量达到煤气的数十倍。若以 10 倍关系计算,则有 q 可燃冰=10q 煤气=10×4.2×107 J/kg=4.2×108 J/kg,

所以 1 kg“可燃冰”完全燃烧放出的热量为 4.2×108 J,可加热水的质量 m=  �  =

� 水(� -� 0)

4.2×108 J

4.2×103 J/(kg·℃)×(60 ℃-20 ℃)

=2.5×103 kg。

答案 热值 4.2×108 2.5×103

4. 解析 根据吸热公式得

Q 吸 =cmΔt=4.2×103 J/(kg·℃)×500 kg×30 ℃=6.3×107 J,

� 放

根据气体燃料燃烧放热公式 Q =Vq,得 V=

= 6.3×107 J

=1.5 m3 。

放 � 4.2×107 J/m3

答案 6.3×107 1.5

5. 解析 (1)由表格中数据可知,完全燃烧质量相同的木柴、焦炭、木炭放出的热量不同;对于同一种燃料,质量越大,完全燃烧所释放的热量越多。

(2) 对于同一种燃料,完全燃烧放出的热量与燃料的质量成正比,即放出热量与质量的比值不变;物理学   中用热值表示燃料的这一特性。

(3) 完全燃烧 0.01 m3 的天然气放出的热量

Q 放 =Vq=0.01 m3×4.2×107 J/m3=4.2×105 J;

由于 Q =Q ,由 Q=cmΔt 得,水的质量 m= � = 4.2×105 J =10 kg;天然气完全燃烧放出的热

吸 放 �Δ� 4.2×103 J/(kg·℃)×10℃

量一部分被水吸收,还会被容器、空气吸收。

答案 (1)不同 多 (2)放出热量 质量 热值 (3)4.2×105 10 空气

6. 解析 (1)从题图中很容易看到,能量损耗有摩擦、散热、废气和燃料损耗。(2)根据题中给出的能量

� 有

转化效率的定义可知η= 。(3)答案不唯一,只要合理即可。

输入

答案 (1)摩擦损耗、散热损耗、废气损耗、燃料损耗(2)12.7%

(3)给机器加润滑油,减少有害摩擦;改进油箱的密闭性,减少蒸发损耗;提高汽油质量;对排放的尾气进   行收集、再利用等。