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必考点05 热值及其相关计算(解析版)
※题型一:热值的概念
【例题1】(2021·湖南常德市)2021年5月29日20时55分,货运飞船“天舟二号”在海南文昌发射场成功发射,并在8小时后与“天和核心舱”成功实现自主交会对接。则下列说法中错误的是( )。
A.用氢作燃料,是因为氢的热值大;
B.“天舟二号”打开太阳能帆板后可将太阳能转化为电能;
C.火箭向下喷燃气才能上升,是因为力的作用是相互的;
D.“天舟二号”和“天和核心舱”对接时,两者的动能均为0
【答案】D。
【解析】A.氢相比其它常规燃料,热值更大,较适合做飞船的燃料,故A正确,A不符合题意;
B.太阳能板是一种将太阳能转化为电能的装置,故B正确,B不符合题意;
C.火箭向下喷气,根据力的作用是相互的可知,气会对火箭一个向上的力,故C正确,C不符合题意;
D.“天舟二号”和“天和核心舱”对接时,它们都一直在运动,所以两者都存在动能,故D错误,D符合题意。故选D。
【例题2】(2021·山东东营市)下列说法正确的是( )。
A.热值大的燃料完全燃烧,放出的热量一定多;
B.物体的温度不变,它的内能一定不变;
C.物体的内能增加,可能是从外界吸收了热量;
D.热量总是从内能大的物体向内能小的物体传递
【答案】C。
【解析】A.燃料燃烧放出热量的多少,与燃料的热值、质量和燃烧程度有关,故A错误;
B.晶体熔化时,物体不断吸热,其内能增大,但是温度保持熔点不变,故B错误;
C.物体的内能增加,可能是从外界吸收了热量,也可能外界对物体做了功,故C正确;
D.热量是从高温物体向低温物体传递的,或者从物体的高温部分传向低温部分,内能大的物体温度不一定高,故D错误。故选C。
【解题技巧提炼】
1.热值(q):1kg某种燃料完全燃烧放出的热量,叫热值;热值单位是:J/kg。
(1)燃料燃烧放出热量:Q放 =qm;(Q放 是燃料放出的热量,单位是J;q是热值,单位是J/kg;m 是质量,单位是kg。)
对于热值的概念,要注重理解三个关键词:“1kg”、“某种燃料”、“完全燃烧”。1kg是指燃料的质量,如果燃料的质量不是1kg,那么该燃料完全燃烧放出的热量就不等于热值的数值;某种燃料是指热值与燃料的种类有关;完全燃烧意思是燃料要完全烧尽,否则1kg燃料燃烧过程中,化学能转变成内能就不是该热值所确定的值。
(2)热值反映的是某种物质的一种燃烧特性,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,只与燃料的种类有关,与燃料的形态、质量、体积等均无关。
※题型二:有关热机效率的计算
【例题1】(2021·湖南郴州市)小明用酒精灯将质量为100g、初温为20℃的水加热到90℃(未沸腾),共燃烧了7g酒精[c水=4.2103J/(kg℃,酒精的热值为q=3107J/kg]。则( )。
A.水吸收的热量是2.94×107J,效率为14%;
B.水吸收的热量是2.94×104J,效率为14%;
C.水吸收的热量是2.94×107J,效率为1.4%;
D.水吸收的热量是2.94×104J,效率为1.4%
【答案】B。
【解析】A C.水吸收的热量是
故A错误;C错误;
B D.燃料完全燃烧释放的热量为
效率为
故B正确;D错误。故选B。
【例题2】(2021·贵州中考真题)一辆汽车在平直公路上,以54km/h的速度匀速行驶23km,完全燃烧了3kg汽油;若该汽车发动机的效率为25%,则牵引力为______N,牵引力做功的功率是______W。(q汽油=4.6×107J/kg)
【答案】1500;。
【解析】[1]汽车发动机的效率为
发动机的牵引力为
[2]汽车的速度v=54km/h=15m/s
牵引力做功的功率是。
【解题技巧提炼】
1.热机工作时,不能把燃料释放的能量全部利用。主要原因是机械散发热量造成能量损失、废气排放也损失部分能量、发动机各部分零件相互摩擦消耗部分能量等。所以,热机利用的做有用功的热量只占燃料燃烧放出热量小部分。
2.热机效率:用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的热量之比。由于热损失的原因多,热机效率一般较低。热机是人类使用的主要动力机,尽管它的效率不高,我们仍然离不开它。
3.为了合理利用能量人类一直在努力提高热机效率。提高热机效率的途径:让燃料充分燃烧;减少发动机各部分之间的摩擦。
★题型一:热值的应用
1.(2021·广东深圳市)下列说法正确的是( )。
A.在压缩冲程中,柴油机比汽油机压缩程度高;
B.同一种物体比热容一定相同;
C.物体吸热时,温度不一定升高;
D.燃料的热值越大,热量越多
【答案】AC。
【解析】A.柴油机是压燃式,汽油机是火花塞点火,因此在压缩冲程中,