《14.2热机的效率》专题练习题
知识点回顾：
1、燃料的热值
①定义：某种燃料 放出的 与的其 之比，叫做这种燃料的热值。用符号“ ”表示。
②定义式：q= （q为热值） （ 若燃料是气体燃料 q= ） ③单位： ，读作：焦耳每千克 ； 读作：焦耳每立方米 ④关于热值的理解：
热值反映的是某种物质的一种燃烧 ，同时反映出不同燃料燃烧过程中，化学能转变成内能的本领大小，也就是说，它是燃料本身的一种特性，只与燃料的 有关，与燃料的形态、质量、体积等均无关。 2、热机的效率： (1)热机的能量流图：
真正能转变为对外做的 功的能量只是燃料燃烧时所释放能量的一部分。
(2)定义：热机工作时,用来 ，与燃料 之比叫做热机的效率。 (3)公式：η= ×100%。
式中，Q有为做有用功的能量；Q总为燃料完全燃烧释放的能量。 (4)提高热机效率的主要途径
①改善燃烧环境，使燃料尽可能 ，提高燃料的燃烧效率。 ②尽量减小各种 。
③减小各部件间的 以减小因克服 做功而消耗的能量。 ④充分利用 带走的能量，从而提高燃料的利用率。
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专题练习： 一、 填空题
1、小明在家中用煤气灶把3 kg,初温为30 ℃的水烧到 80 ℃,消耗了30 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 %。
2.“可燃冰”作为新型能源, 完全燃烧放出的热量达到煤气的数十倍,这一点说明“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80 ℃。[c水=4.2×103 J/(kg·℃),q煤气=4.2×107 J/kg] 3.小华家新安装了一台太阳能热水器，每天能使600 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· ℃)]
4.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: 燃料的质量/g 100 200 2.6×106 6.0×106 6.8×106 400 5.2×106 12.0×106 13.6×106 Q木柴/J 燃料完全燃烧放出的热量 燃料的质量/g 1.3×106 3.0×106 3.4×106 300 3.9×106 9.0×106 10.2×106 Q焦炭/J Q木炭/J Q木柴/J 燃料完全燃烧放出的热量 Q焦炭/J Q木炭/J
(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,质量越小,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。 5.完全燃烧0.1 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.有经验的司机可以通过闻尾气的气味作出初步的判断.输出功率相同时,汽油味越浓,汽车发动机效率越 (填“高”或“低”),原因是 .
7. 从热学角度分析,天然气与煤相比,突出的优点是 ,从环保角度分析,突出的优点是 。
8. 已知天然气的热值为4.0×107 J/m3,完全燃烧4.2m3的天然气可以获得 J的热量,不计热量损失,这些热量可以使500 kg的水,温度升高 ℃.[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]. 9. 一个成年人参加一次长跑,身体消耗的能量为13.2×106 J,这些能量要完全燃烧1.1kg的干木柴才能得到,则干木柴的热值为 ;如果用掉一半,干木柴的热值将变为 .
10. 一台单缸四冲程柴油机,飞轮转速为3 600转/分,该柴油机活塞10 s对外做功
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次。若其效率为40%,消耗10kg的柴油转化成的机械能是 J。(q7
柴油=4.3×10 J/kg)
11.小红家用煤炉给水壶中的水加热，5kg的无烟煤完全燃烧产生的热量是 J。水壶里的水吸热后，水的内能 （选填“增加”“不变”或“减少”）。当水沸腾后，水壶内的水蒸气将壶盖顶起，这一现象表明，水蒸气的内能转化成了壶盖的 能（无烟煤的热值为3.2×107J/kg）。 12. 焦炭热值为3.0×107J/kg，140g焦炭完全燃烧时放出的热量为 J，这些热量若被100kg的某液体完全吸收，其温度由28℃升高到38℃，则此液体比热容为 。
二、 选择题
1. 一瓶煤油用掉一半,剩下的煤油的质量、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.发射卫星的火箭常使用液态氢作为燃料,主要是因为液态氢具有( ) A.较小的密度 B.较大的比热容 C.较低的沸点 D.较高的热值 3.右图为某汽油机的能流图,则汽油机的效率可表示为 ( ) A.η=B.η=×100% C.η=×100%
×100%
D.η=×100%
4.下列措施不能提高热机效率的是( )
A.让燃料与空气混合充分,使燃料燃烧得比较完全
B.在设计与制造热机时要不断改进与创新,以减少能量的损失 C.尽量减少热机内部各部件间的摩擦 D.尽量增加热机的工作时间
5.利用如图所示的装置,通过观察现象即可比较酒精和碎纸热值的大小,为完成实验,要求我们控制( )
A.酒精和碎纸的质量相同,两只烧杯内水的质量相同 B.酒精和碎纸的质量不同,两只烧杯内水的质量不同 C.酒精和碎纸的质量相同,两只烧杯内水的质量不同 D.酒精和碎纸的质量不同,两只烧杯内水的质量相同 6. 下列关于燃料的热值的说法中不正确的是( )
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A. 燃料的热值与燃料的燃烧情况无关 B. 容易燃烧的燃料的热值可能大
C. 煤的热值比干木柴的大,煤燃烧放出的热量一定比干木柴放出的热量多 D. 0.5 kg煤油和1.5 kg煤油的热值一样大
7. 实验室有一桶酒精，烧掉一半以后,剩下的酒精 ( )
A. 热值与比热容都减半 B. 热值减半,比热容不变 C. 热值不变,比热容减半 D. 热值与比热容都不变
8.辨别煤中是否掺杂黑色石块的最恰当的方法是检测下面哪一个物理量( ) A. 质量 B. 温度 C. 比热容 D. 热值 9.煤的热值大于干木柴的热值,是指( ) A. 煤比干木柴含有的内能多
B. 烧煤比烧干木柴产生的温度高一些 C. 烧煤比烧干木柴产生的热量多一些
D. 在完全燃烧的情况下,要使它们放出相同的热量,烧煤用的质量较少 10. 下图中能正确表示煤炭的热值q与煤炭所放出的热量Q关系的是( )
A. B. C. D.
11. 做同样多的功,甲柴油机用2 h,消耗了3 kg柴油;乙柴油机用3h,消耗了2 kg柴油,下列说法中正确的是( )
A. 甲功率大,效率高 B. 甲功率大,效率低 C. 乙功率大,效率高 D. 乙功率大,效率低 12. 能够提高热机的效率的方法是 ( ) A. 尽量使燃料充分燃烧 B. 尽量减少各种热损失
C. 尽量减少因克服摩擦力而额外消耗的能量 D.尽量增加燃料的燃烧质量
13. 下列关于热值和热机效率的描述不正确的是 ( ) A. 使燃料燃烧更充分,可以提高热机效率 B. 减少热散失,可以提高热机效率
C. 燃料燃烧释放的热量越大,热值越大 D. 热值是定值,与外界条件无关
14.小明发现分别使10g的酒精和10 g的碎纸片充分燃烧后,被它们加热的各200 g、25 ℃的水的温度分别上升到80 ℃和45 ℃。这说明 ( ) A. 燃烧酒精总比燃烧碎纸片放出的热量多 B. 酒精含有的热量比碎纸片大得多 C. 酒精的内能比碎纸片的内能大得多 D. 酒精的热值比碎纸片的热值大
15. 物理实验室内有两台汽油机,若甲汽油机的效率低于乙汽油机,则( ) A. 甲汽油机消耗的汽油多于乙汽油机消耗的汽油 B. 甲汽油机的功率小于乙汽油机的功率
C. 在功率相同的情况下,甲汽油机消耗的汽油多于乙汽油机消耗的汽油 D. 在输出功相同的情况下,甲汽油机消耗的汽油多于乙汽油机消耗的汽油
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16. 柴油机的效率往往比汽油机高，这说明（ A. 柴油机的功率比汽油机大 B. 柴油机做的功比汽油机多 C. D.
三、 计算题
1. 某登山队在海拔3000多米高山上宿营时,使用铝锅烧水,他们发现把体积为4 L的水从10 ℃加热到85 ℃时,共消耗了10 kg的干木柴,已知水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃),干木柴的热值为1.2×107 J/kg.求:
(1)10 kg干木柴完全燃烧放出的热量. (2)水吸收的热量. (3)铝锅烧水的效率.
四、 实验探究题
1. 学校物理兴趣小组的同学通过实际调查和网上查询,绘制了某辆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)
2. 学校物理兴趣小组的同学们设计了一个实验来探究煤油和菜籽油的热值大小关系。他实验时组装了如图所示的两套完全相同的装置,并每隔1分钟记录了杯中水的温度(见下表)。 加热的时间/min 甲杯水温/℃ 乙杯水温/℃
0 25 25 1 27 26 2 29 27 3 32 28 4 34 29 5 36 30 6 38 31 新甫中学八年级物理
(1)在安装、调整实验器材时,应先调整固定 的位置,再调整固定 的位置。(均填“A”或“B”)
(2)本实验还需要的测量工具有 和 。
(3)为保证实验结论的可靠,实验时应控制两套装置中相同的量有加热时间和水的 、 。
(4)实验结论：煤油和菜籽油两种燃料中,热值较大的是 。
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