内容正文:
14.2热机的效率
解题要点梳理:
1. 热值的理解
①热值是燃料本身的一种特性,它只与燃料的种类有关,与燃料的质量、体积、燃烧情况等均无关。
②各种燃料的热值是一定的,不能根据公式q=Q/m (Q/V)错误地认为:q与Q成正比,与m(V )成反比。
2.热机效率类问题的解题思路
①燃料完全燃烧放热:Q放=mq(或Vq)
②热机类型的效率:匀速直线行驶(F=f),如已知阻力f和行驶速度v,可根据牵引力功率P=Fv,牵引力所做的有用功:W有=FS等,代入公式:×100%,求得热机效率。
③炉子烧水类型的效率:可根据牵Q吸=cmΔt,代入公式:×100% ,求得效率。
基础巩固
1.(2022·全国·九年级)关于燃料的热值,以下说法中正确的是( )
A.燃料的热值与燃料的种类有关系,与燃料的质量或体积无关
B.燃烧1千克某种燃料放出的热量叫做这种燃料的热值
C.燃料燃烧时,质量越大,热值越大
D.燃料不完全燃烧时的热值比完全燃烧时的热值小
2.(2022·全国·九年级课时练习)干木柴、焦炭、无烟煤的热值如图所示,以下说法不正确的是( )
A.都是完全燃烧的情况下,无烟煤放出的热量最多
B.都完全燃烧1kg,干木柴放出的热量最少
C.焦炭的热值是3×107J/kg,完全燃烧2kg焦炭放出的热量是6×107J
D.焦炭的热值是3×107J/kg,0.5kg焦炭热值也为3×107J/kg
3.(2022·全国·九年级课时练习)甲、乙两台热机,甲的效率比乙的低,其含义是( )
A.甲热机消耗的燃料多
B.甲热机比乙热机做功少
C.做相同的有用功,甲损失的能量比乙损失的多
D.甲热机的功率比乙热机的小
4.(2022·全国·九年级课时练习)下列说法正确的是( )
A.以天然气为燃料,汽车发动机的效率可以达到100%
B.尽量增大热机的功率,可以提高热机的效率
C.燃料燃烧放出的热量越多,它的热值就越大
D.热值在数值上等于1 kg某种燃料完全燃烧后放出的热量
5.(2022·全国·九年级课时练习)有一种节能型燃气炉灶,据介绍,使用该种炉灶比普通炉灶烧开同样一壶水可以节约燃气10%~15%。这是因为,使用这种炉灶可以( )
A.增大燃气的热值
B.增大燃气的密度
C.降低水的比热容
D.提高燃气的燃烧效率
6.(2022·全国·九年级课时练习)为全面推进“乡村振兴”工程,加快农业农村绿色发展,荆州市大部分农村地区已经使用上了煤气烧水煮饭。小王同学用他家的煤气将体积为2L,初温为20℃的水加热到100℃,水吸收的热量是_________J;若此过程的热效率为40%,则消耗煤气_________m3。[水的密度为1.0×103kg/m3,水的比热容为4.2×103J/(kg•℃),煤气热值为4.0×107J/m3]
7.(2022·全国·九年级课时练习)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99.9%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______。微火炬燃烧,火炬碳纤维外壳温度升高,外壳的内能______(选填“增大”、“减少”或“不变”)。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。
8.(2022·全国·九年级课时练习)如图所示,甲、乙、丙三个实验装置完金相同,燃料a、b种类不同但质量都为10g,烧杯内液体a、b种类不同但质量都为100g。当燃料完全燃烧后,甲、乙、丙装置中温度计升高的示数分别为20℃、30℃、35℃。
(1)实验中燃料燃烧放出的热量,通过______(选填“做功”或“热传递”)的方式使液体的内能增大;在组三套装实验装置时,应该按照______的顺序;(填“自下而上”或“自上而下”)
(2)若要研究不同物质的吸热能力,应该选择______两图;实验中给两物质加热相同时间,最终可通过______来比较两液体的吸热能力;根据题干所给数据可知,液体______。(选填“a”或“b”)的吸热能力更强;
(3)已知液体a的比热容为2.1×103J/(kg·℃),则甲实验过程中,液体a吸收的热量为______J;根据,用上述热量除以燃料a的质量可求得燃料a的热值,根据此方法求得a的热值______。(填“偏大”“偏小”或“准确”)
能力提升
9.(2022·山东枣庄·九年级期末)利用一燃气热水器对、20℃的水进行加热时,完全燃烧了的煤气。已知水的比热容为4.2×103J/kg.℃,煤气的热值为,该热水器烧水