初中物理第十四章 内能的利用第2节 热机的效率课后练习题

这是一份初中物理第十四章 内能的利用第2节 热机的效率课后练习题，共23页。

一、热值
1、定义：某种燃料完全燃烧放出的热量与的其质量之比，叫做这种燃料的热值。用符号“q”表示。
2、定义式：，燃料完全燃烧放出的热量，气体燃料燃烧常用
3、热值是燃料本身的一种特性，只与燃料的种类有关，与燃料的形态、质量、体积、是否完全燃烧等均无关。
4、燃料燃烧过程：化学能转化为内能。
二、热机效率
1、定义：热机用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧放出的能量之比。
2、公式：，因为热机在工作过程中总是有能量损失，所以。
3、热机的能量流图
4、提高热机效率的主要途径
（1）使燃料尽可能完全燃烧，提高燃料的燃烧效率。
（2）尽量减小各种热散失。
（3）减小各部件间的摩擦，保持良好润滑，以减小因克服摩擦做功而消耗的能量。
（4）充分利用废气带走的能量，从而提高燃料的利用率。
【必刷易错题集】
一、选择题
1．（2022•郑州模拟）关于热机，下列说法错误的是（ ）
A．热机性能好坏的重要标志之一是热机效率
B．在压缩冲程中内燃机将机械能转化为内能
C．柴油机的效率比汽油机的高，这是因为柴油的热值比汽油的大
D．在四冲程内燃机中减少废气带走的大量热量可以大大提高热机效率
2．（2022•咸阳模拟）2022年1月26日，我国在酒泉卫星发射中心采用长征四号丙运载火箭，成功发射陆地探测号01组A星。火箭用液态氢作为燃料，主要是因为液态氢的（ ）
A．温度高B．热值大C．比热容大D．热量多
3．（2022•盐城模拟）在“比较燃料热值大小”的实验中，不需要控制相同或相等的因素是（ ）
A．两种燃料的质量B．两只装水的烧杯
C．烧杯中水的质量D．各自加热的时间
4．（2021•潍坊期末）下列措施可以提高热机效率的是（ ）
A．燃烧更多的燃料B．使用热值更大的燃料
C．使燃料燃烧更充分D．提高热机的功率
5．（2022•西安模拟）某学校每天向学生提供100kg开水，下表所列为几种常见燃料的热值。现将质量为100kg，初温为20℃的水烧开，所需燃料质量最少的是（燃料完全燃烧）（ ）
A．燃料油B．酒精C．无烟煤D．烟煤
6．（2021•娄底期末）如图是某内燃机工作时的能量流向图，该内燃机的热机效率是（ ）
A．25%B．15%C．60%D．35%
7．（2022•十堰模拟）汽油机工作时的热损失情况是：汽缸散热损失30%，废气带走35%。机械摩擦损耗10%，则完全燃烧2g汽油（热值为4.6×107J/kg）获得的机械能是（ ）
A．2.76×104JB．3.22×104JC．2.3×104JD．0.92×104J
8．（2022•广州模拟）做同样的有用功，甲、乙柴油机用时和消耗柴油对比如下，下列说法中正确的是（ ）
A．甲的功率较大，热机效率较低
B．甲的功率较大，热机效率较高
C．乙的功率较大，热机效率较高
D．乙的功率较大，热机效率较低
9．（2021•成都期末）有甲、乙两台柴油机，在相同的时间内，它们所做的有用功之比是5：4，消耗柴油的质量之比是3：2，那么它们的效率之比是（ ）
A．15：8B．5：6C．6：5D．1：1
10．（2021•广州期末）图甲是热机的能量流向图。图乙显示的是甲、乙两热机的参数。甲、乙相比，甲的（ ）
A．有用机械能较大B．损失能量较小
C．燃料的化学能较大D．热机效率较低
11．（2021•北京期末）2022年北京冬奥会和冬残奥会即将开幕，在比赛期间所有冬奥场馆将全部使用“绿电”，（“绿电”是指在发电过程中，二氧化碳排放量为零或趋近于零，比火力发电等其他方式对环境的影响大幅度减小）。这将是奥运史上首次实现全部场馆100%绿色电能供应，预计消耗“绿电”约4×108kW•h，可以节约1.28×108kg标准煤，减排二氧化碳3.2×108kg。若所节约的标准煤完全燃烧，则放出的热量约为（q标准煤约为2.9×107J/kg）（ ）
A．3.7×1015JB．9.3×1015JC．3.7×1016JD．9.3×1016J
12．（2021•成都期末）小明利用图甲装置研究某燃料热值，他取少量燃料置于燃烧皿中，点燃后对100g的热水加热4min，然后立即将其熄灭，测得消耗燃料4.2g，并根据实验数据绘制了水温随时间变化的图像如图乙中a线所示。已知此过程中燃料均匀燃烧放热，所放出热量只有60%被水吸收。水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），整个过程中忽略水的质量变化。下列说法中正确的是（ ）
A．通过图像计算得知4min水吸收到的热量为2520J
B．通过计算得出该燃料的热值为2×106J/kg
C．这种方法计算出的热值比实际的热值偏大
D．若实验装置和热损失比例均不变，利用该燃料加热另一杯水绘出了如图乙中b线所示图像，则这杯水的质量小于上一杯水的质量
二、填空题
13．（2022•无锡模拟）现探明中国南海海底有大量的可燃冰，已知可燃冰的热值比煤气的热值大得多，则完全燃烧相同质量的可燃冰和煤气，燃烧 放出的热量多，1kg的可燃冰，燃烧一半后，剩余可燃冰的热值 。（选填“变大”、“变小”或“不变”）
14．（2022•昆明模拟）如图所示，2022冬奥会主火炬以“微火”取代熊熊燃烧的大火，传递低碳、环保的绿色奥运理念，实现了奥运历史上的一次点火创新。“微火”由清洁氢能源作为燃料供给。氢燃料流量约为1.2立方米/小时。与以往熊熊燃烧的火炬相比，大约能够节省9.9%的能量，充分体现了环保理念。氢气的热值为1.4×108J/kg表示的物理意义是 。若氢气的密度为0.09kg/m3，每小时流过的氢气完全燃烧放出 J的热量。
15．（2021•保定期末）在热机的各种损失中 带走的能量最多，设法利用这些能量，是提高燃料利用率的重要措施；“涡轮增压”是目前在各种汽油机和柴油机中采用的一项节能、提高热机功率的技术。它是利用热机排出的废气带动涡轮旋转，将新鲜空气压缩后送入内燃机的进气口，这样做的好处是 （选填“增大”或“减小”）排出废气所带走的能量， （选填“提高”或“降低”）内燃机的效率。
16．（2022•徐州模拟）小明想测量薯片的热值，他将薯片放入燃烧皿，燃烧后对水加热，如图所示。小明燃烧100g的薯片，使水的内能增加6.8×104J，则薯片的热值为 J/kg，加热过程中是通过 的方式改变水的内能的；小明发现自己测出的结果比包装盒上标准的热量值小很多，请你帮他分析可能的原因是 。（写出一条即可）
17．（2022•怀化模拟）某种国产汽车，当它在某平直公路上以20m/s速度匀速行驶时，每百公里的油耗为6L。当汽车行驶500s，则汽车消耗的汽油是 L．假设汽车在运动过程中受到的平均阻力是495N．则汽油机的效率是 %（已知汽油的热值是3.3×107J/L）。
18．（2021•鄂州中考）合理分类和利用垃圾可以变废为宝，在一定条件下，1kg垃圾能“榨”出0.17kg燃料油，若燃料油的热值为4.0×107J/kg，则这些燃料油完全燃烧释放出的热量为 J，燃烧时燃料油的化学能转化为 能；如果这些热量的42%被水吸收，则可以使 kg的水温度从20℃升高到100℃，这是通过 的方式改变水的内能。
三、实验探究题
19．（2022•扬州模拟）为了比较两种燃料的热值，小明采用如图甲所示的两套完全相同的装置进行实验，烧杯内水的初温和质量相同，实验中忽略热量的损失。
（1）实验前调整铁夹A的位置，其目的是使 （石棉网/温度计）处于适当的高度。
（2）实验中应控制燃料燃烧的 （时间/质量）相同，根据 比较燃料燃烧放出热量的多少。
（3）小明选用了燃料a和燃料b进行实验。当燃料燃尽时，小明记下了各个时刻烧杯中水温，绘制了图乙的图象，则可初步判断燃料 的热值大。
（4）另一组的小华也用图甲的两套完全相同的装置进行实验，比较燃料c和燃料d的热值，并重新在烧杯内加入初温和质量相同的水，在燃料烧完后也画出了水的温度随时间变化的图象如图丙所示。燃料c在6min时水就沸腾了，造成水过早沸腾的原因可能是 。分析图象可知燃料c燃烧10min放出的热量 （大于/等于/小于）燃料d燃烧15min放出的热量。
（5）你认为根据丙图象 （能/不能）比较两种燃料热值的大小。
20．（2022•郑州模拟）小明同学学习了燃料的热值后，考虑到燃料燃烧放出的热量会被水吸收，而水的比热容已知。他自己设计了一个实验来比较煤油和菜籽油的热值的大小关系。他组装了如图所示的装置进行实验，记录结果如表。
（1）为了保证实验结论的可靠，小明同学选择了两套完全相同的装置。在实验中除了控制水的初温相等外，还应控制水的 相等。
（2）安装实验器材时，应按照 （选填“自下而上”或“自上而下”）的顺序安装，实验中燃料燃烧放出的热量，通过 方式使水的内能增大，温度升高；本实验是用 选填（选填“水温升高的多少”或“加热时间的长短”）来表示煤油和菜籽油放出热量的多少。
（3）根据记录结果分析得出：煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是 。
（4）小明同学根据Q吸＝cmΔt计算出水吸收的热量，再根据Q＝mq计算出煤油的热值，发现结果与资料中给出的煤油热值相比 （选填“偏大”或“偏小”），写出一个可能的原因是： 。
（5）小红用同样的装置进行实验，得到的实验结论与小明的正好相反，你认为小红在实验中最有可能遗漏的操作是： （写出一个）。
（6）小亮小组实验时发现两杯水都沸腾了，无法比较煤油和菜籽油两种燃料热值的大小，写出一个可能的原因： 。
四、计算题
21．（2021•宜昌中考）小明学习了燃料的热值后，很想知道家中使用的天然气的热值是多少？但在教材的燃料热值表中没有查阅到。于是，他在家里将装有2kg水的水壶放到天然气灶上去烧，用温度计测量水从20℃加热至80℃的过程中，观察到天然气表的数字变化了0.035m3。他通过上网查阅得知天然气灶的效率约为36%，已知水的比热容c水＝4.2×103J/（kg•℃）。求：
（1）在这个过程中水吸收了多少热量？
（2）请你帮小明算出天然气的热值。
22．（2022•昆明模拟）随着国民经济的发展，汽车已走进家庭。一辆小轿车以某一速度在平直路面上匀速行驶100km，消耗汽油10L．若这些汽油完全燃烧放出的热量有30%用来驱动汽车做有用功，所用汽油的热值为4.6×107J/kg，密度为0.7×103kg/m3，求：
（1）这些汽油完全燃烧放出的热量；
（2）这辆轿车以该速度匀速行驶时受到的阻力。
（3）汽车有很多用途，但也带来很多不利影响，请列举一例，并就如何减小该不利影响提出一条合理化建议。
几种常见燃料的热值/（J•kg﹣1）
燃料油
酒精
无烟煤
烟煤
4.2×107
3.0×107
约3.4×107
约2.9×107
柴油机
完成工作量
时间
消耗柴油
甲
相同
3h
5kg
乙
2h
6kg
燃料
加热前的水温/℃
燃料燃尽后水温/℃
煤油
20
39
菜籽油
20
29
14.2 热机的效率 同步易错题集
【高频考点梳理】
一、热值
1、定义：某种燃料完全燃烧放出的热量与的其质量之比，叫做这种燃料的热值。用符号“q”表示。
2、定义式：，燃料完全燃烧放出的热量，气体燃料燃烧常用
3、热值是燃料本身的一种特性，只与燃料的种类有关，与燃料的形态、质量、体积、是否完全燃烧等均无关。
4、燃料燃烧过程：化学能转化为内能。
二、热机效率
1、定义：热机用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧放出的能量之比。
2、公式：，因为热机在工作过程中总是有能量损失，所以。
3、热机的能量流图
4、提高热机效率的主要途径
（1）使燃料尽可能完全燃烧，提高燃料的燃烧效率。
（2）尽量减小各种热散失。
（3）减小各部件间的摩擦，保持良好润滑，以减小因克服摩擦做功而消耗的能量。
（4）充分利用废气带走的能量，从而提高燃料的利用率。
【必刷易错题集】
一、选择题
1．（2022•郑州模拟）关于热机，下列说法错误的是（ ）
A．热机性能好坏的重要标志之一是热机效率
B．在压缩冲程中内燃机将机械能转化为内能
C．柴油机的效率比汽油机的高，这是因为柴油的热值比汽油的大
D．在四冲程内燃机中减少废气带走的大量热量可以大大提高热机效率
解：A、热机效率是指有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的热量的比值，是反映热机性能好坏的重要标志之一，故A正确；
B、内燃机在压缩冲程中将机械能转化为内能，故B正确；
C、柴油机对燃料的压缩比高于汽油机，因此柴油机的效率比汽油机的高，与热值无关，故C错误；
D、废气的温度很高，带走的热量最多，因此在四冲程内燃机中减少废气带走的大量热量可以大大提高热机效率，故D正确。
答案：C。
2．（2022•咸阳模拟）2022年1月26日，我国在酒泉卫星发射中心采用长征四号丙运载火箭，成功发射陆地探测号01组A星。火箭用液态氢作为燃料，主要是因为液态氢的（ ）
A．温度高B．热值大C．比热容大D．热量多
解：运载火箭采用液态氢作为火箭的燃料，原因是液态氢的热值大，与其它燃料相比，质量相同时，液态氢完全燃烧时，可以释放出更多的热量，故B正确。
答案：B。
3．（2022•盐城模拟）在“比较燃料热值大小”的实验中，不需要控制相同或相等的因素是（ ）
A．两种燃料的质量B．两只装水的烧杯
C．烧杯中水的质量D．各自加热的时间
解：为了比较热值大小要用相同质量的不同燃料，加热同一种液体（水），让液体（水）的质量相同，通过温度计的示数高低得出吸热多少，进而判断热值大小，所以不需要控制的是加热时间，故D符合题意。
答案：D。
4．（2021•潍坊期末）下列措施可以提高热机效率的是（ ）
A．燃烧更多的燃料B．使用热值更大的燃料
C．使燃料燃烧更充分D．提高热机的功率
解：热机效率是指有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的热量的比值，提高燃料利用率和减少热量损失均可以提高热机效率；使燃料燃烧更充分可以提高燃料的利用率，因此可以提高热机效率；但热机效率与燃烧燃料的质量、燃料的热值和热机的功率等因素无关，故A、B、D错误，C正确。
答案：C。
5．（2022•西安模拟）某学校每天向学生提供100kg开水，下表所列为几种常见燃料的热值。现将质量为100kg，初温为20℃的水烧开，所需燃料质量最少的是（燃料完全燃烧）（ ）
A．燃料油B．酒精C．无烟煤D．烟煤
解：由表中数据可知，几种燃料的热值大小关系为：q燃料油＞q无烟煤＞q酒精＞q烟煤，
将质量为100kg，初温为20℃的水烧开需要吸收的热量一定，假如燃料完全燃烧释放的热量全部被水吸收，燃料油的热值最大，所需燃料的质量最少。
答案：A。
6．（2021•娄底期末）如图是某内燃机工作时的能量流向图，该内燃机的热机效率是（ ）
A．25%B．15%C．60%D．35%
解：因热机的效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比，
所以，由内燃机的能量流向图可得，内燃机的热机效率：
η＝1﹣25%﹣40%＝35%，故D正确，ABC错误。
答案：D。
7．（2022•十堰模拟）汽油机工作时的热损失情况是：汽缸散热损失30%，废气带走35%。机械摩擦损耗10%，则完全燃烧2g汽油（热值为4.6×107J/kg）获得的机械能是（ ）
A．2.76×104JB．3.22×104JC．2.3×104JD．0.92×104J
解：汽油机的效率为：η＝100%﹣30%﹣35%﹣10%＝25%，
2g汽油完全燃烧产生的热量为：
Q放＝mq＝2×10﹣3kg×4.6×107J/kg＝9.2×104J，
（3）根据η＝×100%可知，获得的机械能为：
W有用＝ηQ放＝25%×9.2×104J＝2.3×104J。
答案：C。
8．（2022•广州模拟）做同样的有用功，甲、乙柴油机用时和消耗柴油对比如下，下列说法中正确的是（ ）
A．甲的功率较大，热机效率较低
B．甲的功率较大，热机效率较高
C．乙的功率较大，热机效率较高
D．乙的功率较大，热机效率较低
解：由表格数据可知，完成工作量相同，甲所用时间大于乙所用时间，功率是指单位时间内完成的功；则甲的功率较小；
由表格数据可知，完成工作量相同，甲消耗柴油多，乙消耗柴油多，则乙做的额外功多，由η＝可知，乙的热机效率较低，故ABC错误，D正确。
答案：D。
9．（2021•成都期末）有甲、乙两台柴油机，在相同的时间内，它们所做的有用功之比是5：4，消耗柴油的质量之比是3：2，那么它们的效率之比是（ ）
A．15：8B．5：6C．6：5D．1：1
解：它们的效率之比：
＝＝＝＝＝。
答案：B。
10．（2021•广州期末）图甲是热机的能量流向图。图乙显示的是甲、乙两热机的参数。甲、乙相比，甲的（ ）
A．有用机械能较大B．损失能量较小
C．燃料的化学能较大D．热机效率较低
解：A、由图乙可知甲热机的有用机械能是2000J，乙热机的有用机械能是4000J，即甲的有用机械能较小，故A错误；
B、由图乙可知甲损失能量500J，乙损失能量为5000J，则甲损失能量较小，故B正确；
C、燃料的化学能等于有用机械能、损失能量和废气内能之和，由图乙可知，甲的燃料化学能为：500J+2000J+1500J＝4000J，乙的燃料化学能为：3000J+4000J+5000J＝12000J，则甲的燃料化学能较少，故C错误；
D、已知甲燃料完全燃烧放出的热量等于其燃料化学能，即Q甲＝4000J；
乙燃料完全燃烧放出的热量等于其燃料化学能，即Q乙＝12000J；
则甲的热机效率为：η甲＝＝＝50%；
乙的热机效率为：η乙＝＝≈33.3%；
由上述可知甲的热机效率较高，故D错误。
答案：B。
11．（2021•北京期末）2022年北京冬奥会和冬残奥会即将开幕，在比赛期间所有冬奥场馆将全部使用“绿电”，（“绿电”是指在发电过程中，二氧化碳排放量为零或趋近于零，比火力发电等其他方式对环境的影响大幅度减小）。这将是奥运史上首次实现全部场馆100%绿色电能供应，预计消耗“绿电”约4×108kW•h，可以节约1.28×108kg标准煤，减排二氧化碳3.2×108kg。若所节约的标准煤完全燃烧，则放出的热量约为（q标准煤约为2.9×107J/kg）（ ）
A．3.7×1015JB．9.3×1015JC．3.7×1016JD．9.3×1016J
解：节约的标准煤的质量m＝1.28×108kg，标准煤的热值q标准煤＝2.9×107J/kg；
标准煤完全燃烧放出的热量：Q放＝mq标准煤＝1.28×108kg×2.9×107J/kg≈3.7×1015J。
答案：A。
12．（2021•成都期末）小明利用图甲装置研究某燃料热值，他取少量燃料置于燃烧皿中，点燃后对100g的热水加热4min，然后立即将其熄灭，测得消耗燃料4.2g，并根据实验数据绘制了水温随时间变化的图像如图乙中a线所示。已知此过程中燃料均匀燃烧放热，所放出热量只有60%被水吸收。水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），整个过程中忽略水的质量变化。下列说法中正确的是（ ）
A．通过图像计算得知4min水吸收到的热量为2520J
B．通过计算得出该燃料的热值为2×106J/kg
C．这种方法计算出的热值比实际的热值偏大
D．若实验装置和热损失比例均不变，利用该燃料加热另一杯水绘出了如图乙中b线所示图像，则这杯水的质量小于上一杯水的质量
解：A、加热2min，水吸收到的热量是：
Q水＝m水c水Δt＝0.1kg×4.2×103J/（kg•℃）×（99℃﹣93℃）＝2520J，故A错误；
（2）加热4min，水吸收到的热量是：Q吸′＝2Q吸＝5040J，
根据Q吸′＝ηQ放，可得消耗燃料4.2g放出的热量：
Q放＝＝＝8400J，
由Q放＝mq可得该燃料的热值：q＝＝＝2×106J/kg，故B正确；
C、因为燃料燃烧时，有热损失，水吸收的热量小于燃料燃烧放出的热量；所以计算出的燃料的热值比实际的热值偏小，故C错误；
D、由图可知，相同时间，两杯水吸收的热量相同，温度变化相同，根据Q＝cmΔt可知两杯水的质量相等，故D错误。
答案：B。
二、填空题
13．（2022•无锡模拟）现探明中国南海海底有大量的可燃冰，已知可燃冰的热值比煤气的热值大得多，则完全燃烧相同质量的可燃冰和煤气，燃烧 可燃冰 放出的热量多，1kg的可燃冰，燃烧一半后，剩余可燃冰的热值 不变 。（选填“变大”、“变小”或“不变”）
解：已知可燃冰的热值比煤气的热值大得多，则完全燃烧相同质量的可燃冰和煤气，燃烧可燃冰放出的热量多；
因为热值是燃料的一种性质，1kg的可燃冰，燃烧一半后，剩余可燃冰的种类没变，状态没变，故其热值不变。
答案：可燃冰；不变。
14．（2022•昆明模拟）如图所示，2022冬奥会主火炬以“微火”取代熊熊燃烧的大火，传递低碳、环保的绿色奥运理念，实现了奥运历史上的一次点火创新。“微火”由清洁氢能源作为燃料供给。氢燃料流量约为1.2立方米/小时。与以往熊熊燃烧的火炬相比，大约能够节省9.9%的能量，充分体现了环保理念。氢气的热值为1.4×108J/kg表示的物理意义是 1kg氢完全燃烧放出的热量是1.4×108J 。若氢气的密度为0.09kg/m3，每小时流过的氢气完全燃烧放出 1.512×107 J的热量。
解：氢的热值是1.4×108J/kg，表示的物理意义是：1kg氢完全燃烧放出的热量是1.4×108J；
由ρ＝可知，每小时流过的氢气的质量：m＝ρV＝0.09kg/m3×1.2m3＝0.108kg；
氢完全燃烧释放的热量：Q放＝mq＝0.108kg×1.4×108J/kg＝1.512×107J。
答案：1kg氢完全燃烧放出的热量是1.4×108J；1.512×107。
15．（2021•保定期末）在热机的各种损失中 废气 带走的能量最多，设法利用这些能量，是提高燃料利用率的重要措施；“涡轮增压”是目前在各种汽油机和柴油机中采用的一项节能、提高热机功率的技术。它是利用热机排出的废气带动涡轮旋转，将新鲜空气压缩后送入内燃机的进气口，这样做的好处是 减小 （选填“增大”或“减小”）排出废气所带走的能量， 提高 （选填“提高”或“降低”）内燃机的效率。
解：（1）从内燃机的能流图中获知燃气内能的流向，能量损失最多的是废气内能；
（2）在热机的能量损失中，废气带走了大部分的热量，所以“涡轮增压”利用热机排出的废气带动涡轮旋转，充分利用了废气带走的热量，提高了热机的效率。
答案：废气；减小；提高。
16．（2022•徐州模拟）小明想测量薯片的热值，他将薯片放入燃烧皿，燃烧后对水加热，如图所示。小明燃烧100g的薯片，使水的内能增加6.8×104J，则薯片的热值为 6.8×105 J/kg，加热过程中是通过 热传递 的方式改变水的内能的；小明发现自己测出的结果比包装盒上标准的热量值小很多，请你帮他分析可能的原因是 薯片燃烧放出的热量不能完全被水吸收 。（写出一条即可）
解：（1）薯片放出的热量等于水的内能增加，即Q放＝6.8×104J，
薯片的热值：q＝＝＝6.8×105 J/kg；
（2）加热过程中是通过热传递的方式改变水的内能的；
（3）小明测得薯片热值比包装盒上的数据小很多，可能原因是薯片燃烧放出的热量不能完全被水吸收（或薯片燃烧不充分等）。
答案：6.8×105；热传递；薯片燃烧放出的热量不能完全被水吸收（或薯片燃烧不充分）。
17．（2022•怀化模拟）某种国产汽车，当它在某平直公路上以20m/s速度匀速行驶时，每百公里的油耗为6L．当汽车行驶500s，则汽车消耗的汽油是 0.6 L．假设汽车在运动过程中受到的平均阻力是495N．则汽油机的效率是 25 %（已知汽油的热值是3.3×107J/L）。
解：
（1）由v＝得汽车行驶距离：
s＝vt＝20m/s×500s＝10000m＝10km，
因为每百公里的油耗为6L，
所以行驶10km（公里）消耗汽油：
V＝×6L＝0.6L；
（2）汽油完全燃烧放出的热量：
Q放＝Vq＝0.6L×3.3×107J/L＝1.98×107J，
因为汽车匀速行驶，
所以汽车牵引力：
F＝f＝495N，
牵引力做功：
W＝Fs＝495N×10000m＝4.95×106J，
汽油机的效率：
η＝＝×100%＝25%。
答案：0.6；25。
18．（2021•鄂州中考）合理分类和利用垃圾可以变废为宝，在一定条件下，1kg垃圾能“榨”出0.17kg燃料油，若燃料油的热值为4.0×107J/kg，则这些燃料油完全燃烧释放出的热量为 6.8×106 J，燃烧时燃料油的化学能转化为 内 能；如果这些热量的42%被水吸收，则可以使 8.5 kg的水温度从20℃升高到100℃，这是通过 热传递 的方式改变水的内能。
解：（1）燃料油完全燃烧释放出的热量：Q放＝mq＝0.17kg×4.0×107J/kg＝6.8×106J；燃料油燃烧过程中，将燃料油的化学能转化为内能；
（2）水吸收的热量：Q吸＝Q放×42%＝6.8×106J×42%＝2.856×106J；
因为Q吸＝cm水△t，
所以水的质量质量为：m水＝＝＝8.5kg；
水吸收热量，是通过热传递的方式改变水的内能的。
答案：6.8×106；内；8.5；热传递。
三、实验探究题
19．（2022•扬州模拟）为了比较两种燃料的热值，小明采用如图甲所示的两套完全相同的装置进行实验，烧杯内水的初温和质量相同，实验中忽略热量的损失。
（1）实验前调整铁夹A的位置，其目的是使 石棉网 （石棉网/温度计）处于适当的高度。
（2）实验中应控制燃料燃烧的 质量 （时间/质量）相同，根据 温度计上升的示数 比较燃料燃烧放出热量的多少。
（3）小明选用了燃料a和燃料b进行实验。当燃料燃尽时，小明记下了各个时刻烧杯中水温，绘制了图乙的图象，则可初步判断燃料 b 的热值大。
（4）另一组的小华也用图甲的两套完全相同的装置进行实验，比较燃料c和燃料d的热值，并重新在烧杯内加入初温和质量相同的水，在燃料烧完后也画出了水的温度随时间变化的图象如图丙所示。燃料c在6min时水就沸腾了，造成水过早沸腾的原因可能是 燃料c的燃烧过程比较快 。分析图象可知燃料c燃烧10min放出的热量 大于 （大于/等于/小于）燃料d燃烧15min放出的热量。
（5）你认为根据丙图象 能 （能/不能）比较两种燃料热值的大小。
解：（1）实验时要用火焰的外焰加热；调整铁夹A的位置，其目的是使石棉网处于适当的高度，方便用外焰加热；
（2）实验中应控制燃料燃烧的质量相同，通过比较温度计上升的示数来比较燃料燃烧放出热量的多少；
（3）由图乙知，当燃料燃尽时，图线b的温度变化大，说明相同质量的a、b燃料完全燃烧时b放出的热量多，则b的热值大；
（4）燃料c在6min时水就沸腾了，说明水吸收的热量多，造成水过早沸腾的原因可能是燃料c的燃烧过程比较快；由图丙可知，燃料c燃烧10min放出的热量已经使水沸腾，燃料d燃烧15min放出的热量没有使水沸腾，表明c放出的热量多；
（5）由图丙可知，两种燃料全部燃尽时，c燃料使水升高的温度更大，则c的热值大，故能比较热值的大小。
答案：（1）石棉网；（2）质量；温度计上升的示数；（3）b；（4）燃料c的燃烧过程比较快；大于；（5）能。
20．（2022•郑州模拟）小明同学学习了燃料的热值后，考虑到燃料燃烧放出的热量会被水吸收，而水的比热容已知。他自己设计了一个实验来比较煤油和菜籽油的热值的大小关系。他组装了如图所示的装置进行实验，记录结果如表。
（1）为了保证实验结论的可靠，小明同学选择了两套完全相同的装置。在实验中除了控制水的初温相等外，还应控制水的 质量 相等。
（2）安装实验器材时，应按照 自下而上 （选填“自下而上”或“自上而下”）的顺序安装，实验中燃料燃烧放出的热量，通过 热传递 方式使水的内能增大，温度升高；本实验是用 水温升高的多少 选填（选填“水温升高的多少”或“加热时间的长短”）来表示煤油和菜籽油放出热量的多少。
（3）根据记录结果分析得出：煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是 煤油 。
（4）小明同学根据Q吸＝cmΔt计算出水吸收的热量，再根据Q＝mq计算出煤油的热值，发现结果与资料中给出的煤油热值相比 偏小 （选填“偏大”或“偏小”），写出一个可能的原因是： 燃料燃烧放出的热量未被水完全吸收 。
（5）小红用同样的装置进行实验，得到的实验结论与小明的正好相反，你认为小红在实验中最有可能遗漏的操作是： 用天平测量燃料的质量，使燃料的质量相等 （写出一个）。
（6）小亮小组实验时发现两杯水都沸腾了，无法比较煤油和菜籽油两种燃料热值的大小，写出一个可能的原因： 水的质量较少 。
解：（1）为比较煤油和菜籽油热值的大小，实验过程中应采用控制变量法，需要控制煤油和菜籽油的质量相同。
（2）为保证用火焰的外焰加热，且温度计的玻璃泡不能接触容器底和容器壁，所以先安装下面器材，再安装上面器材，便于调节器材间的距离。
燃料燃烧放出的热量，水吸收热量，通过热传递方式使水的内能增大，温度升高。
质量相同的水，温度变化越大，说明吸收热量越多，所以实验中通过水温升高的多少来表示煤油和菜籽油放出热量的多少。
（3）用相同质量的煤油和菜籽油燃烧后加热相同的水，由表中数据可知，用煤油加热的水温度升的高，则说明煤油燃烧放出的热量多，煤油的热值大；
（4）由于热量的直接散失、烧杯未加盖等，所以煤油燃烧放出的热量部分未被水吸收或煤油燃烧不充分等，则由Q＝cm△t知道，计算出水吸收的热量偏小，由Q放＝mq知道，计算出的煤油的热值偏小。
（5）根据m燃料q＝c水m水Δt，实验过程中要用天平测量酒精和菜籽油的质量相等，测量水的质量相等，用温度计测量水的初温和末温，其中用天平测量酒精和碎纸片的质量相等，测量水的质量相等，实验过程中容易遗漏。
（6）两杯水都沸腾了，水的温度升高较快，根据Q＝cmΔt可知，吸收的热量不变，可能的原因是水的质量较少或水的初温较高。
答案：（1）质量； （2）自下而上；热传递；水温升高的多少；（3）煤油；（4）偏小；燃料燃烧放出的热量未被水完全吸收；（5）用天平测量燃料的质量，使燃料的质量相等；（6）水的质量较少。
四、计算题
21．（2021•宜昌中考）小明学习了燃料的热值后，很想知道家中使用的天然气的热值是多少？但在教材的燃料热值表中没有查阅到。于是，他在家里将装有2kg水的水壶放到天然气灶上去烧，用温度计测量水从20℃加热至80℃的过程中，观察到天然气表的数字变化了0.035m3。他通过上网查阅得知天然气灶的效率约为36%，已知水的比热容c水＝4.2×103J/（kg•℃）。求：
（1）在这个过程中水吸收了多少热量？
（2）请你帮小明算出天然气的热值。
解：（1）在这个过程中水吸收的热量Q吸＝c水m水（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×2kg×（80℃﹣20℃）＝5.04×105J；
（2）天然气完全燃烧放出的热量Q放＝＝＝1.4×106J，
天然气的热值q天然气＝＝＝4×107J/m3
答：（1）在这个过程中水吸收了5.04×105J的热量；
（2）天然气的热值为4×107J/m3。
22．（2022•昆明模拟）随着国民经济的发展，汽车已走进家庭。一辆小轿车以某一速度在平直路面上匀速行驶100km，消耗汽油10L．若这些汽油完全燃烧放出的热量有30%用来驱动汽车做有用功，所用汽油的热值为4.6×107J/kg，密度为0.7×103kg/m3，求：
（1）这些汽油完全燃烧放出的热量；
（2）这辆轿车以该速度匀速行驶时受到的阻力。
（3）汽车有很多用途，但也带来很多不利影响，请列举一例，并就如何减小该不利影响提出一条合理化建议。
解：
（1）汽油的体积V＝10L＝10×10﹣3m3，
由ρ＝得，
汽油的质量：m＝ρV＝0.7×103kg/m3×10×10﹣3m3＝7kg，
汽油完全燃烧放出的热量：Q放＝mq＝7kg×4.6×107J/kg＝3.22×108J；
（2）由题知，用来驱动汽车做的有用功：
W有＝Q放×30%＝3.22×108J×30%＝9.66×107J，
由W有＝Fs得轿车牵引力：
F＝＝＝966N；
又因为轿车匀速行驶，所以轿车受到的阻力：f＝F＝966N；
（3）使用汽车时会有用发动机工作造成噪声污染，建议：城区内禁止汽车鸣笛；不可避免的发生交通事故，建议：驾驶员和行人遵守交通规则；大气污染，建议：提高汽车的制造工艺，减少有害气体的排放或者使用新型环保汽车
答：
（1）这些汽油完全燃烧放出的热量为3.22×108J；
（2）这辆轿车以该速度匀速行驶时受到的阻力为966N；
（3）使用汽车会造成噪声污染；可在城区内禁止汽车鸣笛。
几种常见燃料的热值/（J•kg﹣1）
燃料油
酒精
无烟煤
烟煤
4.2×107
3.0×107
约3.4×107
约2.9×107
柴油机
完成工作量
时间
消耗柴油
甲
相同
3h
5kg
乙
2h
6kg
燃料
加热前的水温/℃
燃料燃尽后水温/℃
煤油
20
39
菜籽油
20
29