第3节 热机的效率（高效培优讲义）物理人教版2024九年级全一册

第3节 热机的效率 【题型导航】 【重难题型讲解】 1 题型1 燃料的热值 1 题型2 热机的效率 4 【能力培优练】 9 【链接中考】 14 【重难题型讲解】 题型1 燃料的热值 1、燃料 （1）燃料的种类：燃料是指可燃烧的物质，根据不同标准，燃料可分为不同的种类，最常见的是按其物理状态分类。 （2）燃料燃烧时能量转化：燃料在燃烧时将化学能转化为内能。 2、燃料的热值：1kg某种燃料完全燃烧放出的热量，叫做这种燃料的热值，符号时q。 （1）对于气体燃料而言，热值的定义是1m3的某种燃料完全燃烧时放出的热量。 （2）热值是燃料的一种属性。 （3）热值单位：焦/千克（J/kg），读作焦每千克。 （4）公式：Q=mq：其中M——燃料的质量——单位千克（kg）；q——燃料的热值——单位焦/千克（J/kg）。 Q——燃烧放出的热量——单位焦耳（J）。 （5）热值的物理意义：热值表示一定质量的燃料在完全燃烧时所放出的热量的多少；如木炭的热值为3.40×107J/kg，表示完全燃烧1kg的木炭，放出的热量是3.40×107J。 ★特别提醒 （1）“完全燃烧”的含义是烧完、烧尽。1 kg的某种燃料，只有在完全燃烧时放出热量的大小，在数值上才等于这种燃料的热值。如果没有完全燃烧，放出的热量比按热值计算出的热量要小。 （2）热值是燃料本身的一种性质,它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、放出热量的多少均没有关系，同种燃料的热值相同，不同种燃料的热值不同。 【归纳总结】1kg某种燃料完全燃烧放出的热量，叫做这种燃料的热值，它的大小只与燃料的种类有关。 4、比较不同燃料的热值大小 （1）准备实验器材：‌需要准备铁架台、‌石棉网、‌烧杯、‌温度计各两只，‌以及适量的水和两种不同的燃料（‌如酒精和汽油）‌。‌ （2）设置实验装置：‌按照实验装置图依次将燃料盒、‌石棉网、‌烧杯、‌温度计自下而上固定好。‌ （3）控制变量：‌确保两种燃料的质量相同，‌燃烧的时间相同，‌加热相同质量的同种液体。‌ （4）进行实验：‌在两个烧杯中倒入质量相同、‌初温相同的水；‌在燃料盒中倒入质量相等的适量酒精和汽油；‌分别点燃酒精和汽油，‌加热烧杯内的水，‌直到燃料燃尽。‌记录数据：‌燃料燃尽后，‌记录两烧杯内水升高的温度△t。‌ （5）分析结果：‌比较两装置中烧杯内水升高的温度△t，‌升高的温度越高，‌表明水吸收的热量越多，‌进而表明燃料的放热能力越强。‌ 【典例1-1】汽车油箱中的柴油用去了一半，则剩下的柴油（    ） A．比热容和热值均变为原来的一半 B．热值为原来的一半，比热容不变 C．比热容为原来的一半，热值不变 D．比热容和热值均不变 【典例1-2】火星探测器“天问一号”的成功发射，是我国综合国力和创新能力提升的重要标志。若该火箭发射时携带了液态氢燃料，这些燃料完全燃烧放出的热量是 J，可以将 kg初温为20℃的水加热至沸腾。[，，当地大气压为1标准大气压，不计热量损失］ 【典例1-3】如图所示的“自嗨锅”是当下一种时尚快餐，很受年轻人喜爱。现用它里面的发热包将500g水从20℃加热至100℃，已知c水=4.2×103 J/（kg·℃），q酒精=3×107 J/kg； (1)求水吸收的热量是多少J？ (2)不考虑热损失，这些热量由燃烧酒精提供，则至少需要多少kg的酒精？ 跟踪训练1下列关于燃料的热值，说法正确的是（　　） A．燃料燃烧越充分，其热值越大 B．燃料的热值越小，完全燃烧放出的热量越少 C．一瓶酒精用去三分之一，剩余酒精的热值将减小 D．焦炭的热值是3.0×107J/kg，完全燃烧2kg焦炭能放出6.0×107J的热量 跟踪训练2 如图，装配“洛阳造”氢燃料电池发动机的重卡交付使用。用液氢作为燃料的主要优点是它的 大且环保。3kg液氢完全燃烧放出的热量是 J，若这些热量全部被水吸收，能使 kg水从20℃升高到100℃。 跟踪训练3 在福清地区，每逢端午、春节等传统节日，家家户户都会蒸“起家粿”，寓意起家致富和日子红火。小明用加热效率为8%的柴火灶将2kg的水加热到沸腾，水温升高了80℃，利用水沸腾产生的蒸气来蒸“起家粿”。求此过程：[已知，] (1)水吸收的热量； (2)干木柴完全燃烧放出的热量； (3)所需干木柴的质量。 题型2 热机的效率 1、燃料的有效利用：用煤气灶、锅炉、煤炉等烧水时，燃料不能完全燃烧利用，具体原因是多样的。例如，燃料不能完全燃烧而损失了一部分能量，装水的容器吸收了一部分能量、灶体本身也会吸收一部分能量，高温的烟气带走了一部分能量，还有一部分能量直接散失掉了，水吸收的热量只占燃料燃烧放出热量的一部分，只有水吸收的热量才是有效利用的部分。 2、锅炉的效率 （1）锅炉是利用燃料或其他热源把水加热成热水或蒸汽的设备。锅炉包括锅和炉两部分，锅是指盛水的容器，炉是燃料燃烧的装置； （2）提高锅炉燃料利用率的途径：一、让燃料尽可能充分燃烧，如将煤研磨成粉状，加大进风量等；二、减少热量损失，如加大有效受热面积等。 3、热机效率 （1）定义：用来做有用功的热量与燃料完全燃烧放出的热量的比值。 （2）计算公式： 对热机而言，其中用来做有用功的能量Q有用等于热机对外的有用功W有用，故热机的效率公式又可写成：。 （3）物理意义：热机的效率表示使用热机时对燃料的利用率的高低，因此热机的效率是热机性能的一个重要指标。 （4）常见热机效率：蒸汽机6%-15%，汽油机20%-30%，柴油机30%-45%。 ★特别提醒 对于热机效率可与机械效率进行对比理解，热机效率是衡量热机性能好坏的一个重要参数，要提高热机的效率就是要提高热机用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比，由于热机在工作过程中总有能量损失，所以热机的效率总小于1。 4、提高热机效率的主要途径 （1）改善燃烧的条件，使燃料尽可能充分燃烧（将煤磨成煤粉，用空气吹进炉膛，使之更充分燃烧）。 （2）减少各种热量损失（I. 加大受热面积，以减少烟尘废气带走的热量；II. 使用较好的保温材料，减少热损失）。 （3）在热机设计和制造上，采用先进的技术。 （4）保障良好的润滑，减少机械摩擦。 【归纳总结】提高热机效率的方法：尽量让燃料充分燃烧；设法利用废气的能量；减少能量损失；保证良好的润滑。 【典例2-1】关于热机和锅炉的效率，下列说法中正确的是（　　） A．热机做的有用功越多，效率一定越高 B．热机和锅炉使用的燃料的热值越大，它们的效率越高 C．向锅炉内多加些煤，加大火力可以提高锅炉的效率 D．热机做一定的有用功，消耗的燃料越少，效率一定越高 【典例2-2】如图所示是某辆汽车汽油机的能量流向图，由图可知该汽油机的热机效率为 ，汽油机工作消耗0.5kg的汽油可以输出 J的有用功，若汽油燃烧不充分，汽油的热值将 （选填“变大”“变小”或“不变”）。根据汽油机的能量流向图，提出一条提高该汽油机效率的措施： 。（汽油的热值为 ） 【典例2-3】百公里油耗指的是汽车在道路上行驶时每百公里平均燃料消耗量，是汽车耗油量的一个指标。由于多数车辆在90km/h接近经济车速，因此大多对外公布的理论油耗通常为90km/h的百公里匀速油耗。经出厂测试，某品牌汽车百公里理论油耗为7.5L，汽车发动机的输出功率为23kw（已知汽油的密度为，热值为）．试求： (1)15L汽油完全燃烧放出的热量； (2)百公里测试时间内发动机所做的功； (3)该品牌汽车发动机的热机效率。 跟踪训练1汽车发动机一般是汽油机，汽油的热值为4.5×107J/kg。某内燃机的能量流向如图所示，下列说法正确的是（　　） A．该汽油机的效率为35% B．1kg的汽油燃烧能够释放4.5×107J/kg的能量 C．换用热值较大的燃料，热机效率会提高 D．如果改进技术，汽油机的效率就可以达到100% 跟踪训练2妈妈开车带小明去南湖公园游玩，到达南湖公园后，油箱里的汽油没有发生变化的是 （选填序号“①质量；②密度；③热值”）。若完全燃烧10kg汽油对外做功1.61×108J，则效率为 。（q汽油=4.6×107J/kg） 跟踪训练3某物理兴趣小组的同学，用碳炉给水加热，同时他们绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变化的图线。若在内完全燃烧了的木炭，水的比热容为，木炭的热值约为（水的密度为）求： (1)木炭完全燃烧产生的热量； (2)经过时间加热，水所吸收的热量； (3)煤炉烧水时的热效率。 【能力培优练】 1．如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同。燃料的质量相同，烧杯内的液体质量也相同。下列说法正确的是（　　）    A．比较不同燃料燃烧放出热量，可以选择甲、乙两图 B．比较不同燃料燃烧放出热量，可以选择甲、丙两图 C．比较不同液体吸热升温现象，可以选择甲、乙两图 D．比较不同液体吸热升温现象，可以选择乙、丙两图 2．某内燃机的能量流向图如图所示。该内燃机的效率为（　　） A．34% B．28% C．31% D．7% 3．《齐民要术》中对醋的制作工艺有记载：“作大豆千岁苦酒（醋）法：用大豆一斗，熟汰之，渍令泽炊。暴极燥，以酒醅灌之。任性多少，以此为率。”蒸煮是酿醋过程中的一个重要工序。如图所示是将大豆进行蒸煮的过程，则（　　） A．煮大豆是通过做功的方式增加内能 B．用火种引燃木柴是通过做功的方式改变内能 C．灶里木柴燃烧的过程，将化学能转化成了内能 D．将木柴架空一些，火能燃烧更旺，可以提高木柴的热值 4．小明家新买了一辆汽车，下列说法错误的是（   ） A．汽车长时间行驶轮胎会发热，这是通过做功改变内能 B．汽车启动时，小明闻到了汽油味说明了分子在不停地做无规则运动 C．汽车内燃机工作时，在做功冲程获得动力 D．小明认为，随着科技的发展，内燃机的效率可以达到100% 5．2024年4月25日，搭载着神舟十八号载人飞船的长征二号F遥十八运载火箭（如图）在酒泉卫星发射中心成功发射。下列说法正确的是（　　） A．火箭的燃料燃烧得越充分，热值越大 B．火箭用液态氢做燃料，是因为液态氢热值大 C．火箭“体内”的液氢燃料温度低至，内能为零 D．火箭发动机工作过程中的热机效率是100% 6．2024年4月20日，我国研制的全球首款本体热效率达53.09%的柴油机正式亮相世界内燃机大会，刷新了柴油机热效率的世界纪录。与普通柴油机平均45%~46%的热效率水平相比，下列关于该款柴油机说法正确的是（　　） A．消耗1kg柴油，该柴油机内能转化为的机械能更多 B．消耗1kg柴油，该柴油机释放的热量更多 C．该柴油机工作时消耗的燃料一定更少 D．消耗1kg柴油，该柴油机由于摩擦损失的能量一定更少 7．下图是汽油机的能量流向图，一段时间燃料完全燃烧放出的热量，损失能量共。下列说法错误的是（   ） A．汽油机的效率为40% B．图中 C．随着科技进步，可以实现能量零损失 D．在损失能量中，最多 8．有两台柴油机，已知甲的功率是乙的2倍，甲的效率是30%， 乙的效率是20%， 那么甲与乙每小时消耗的油量之比为（　　） A．3∶2 B．4∶3 C．12∶1 D．3∶1 9．下列关于热学和热机的相关知识说法正确的是（　　） A．一般情况下汽油机的效率比柴油机的高 B．燃料完全燃烧时热值较大，不完全燃烧时热值较小 C．冰熔化成水，它的质量不变，比热容变大 D．沿海地区的昼夜温差比内陆地区要小，是因为水的比热容比较小 10．现在农村很多家庭都装上了天然气热水器（如图），小洛同学家里就装了一台能记录烧水质量的燃气热水器，于是小洛就想测量一下这台燃气热水器的效率。当家人洗澡时（此时家里只有热水器使用燃气），他发现把50kg的水从20℃加热到54℃，天然气表的示数由，变成。求：此过程消耗的天然气完全燃烧放出的热量是 ，该热水器的效率是 。[，] 11．如图是燃气灶烧水的情境和该燃气灶灶头的示意图，在1个标准大气压下，小明用天然气灶将质量2kg的水，从20℃加热到沸腾，水吸收的热量是 J，他家天然气完全燃烧放出的热量有40%被水吸收，需要完全燃烧 m3天然气，天然气的热值，水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)。 12．青少年在安静思考问题的时候，心脏推动血液流动的功率基本保持不变，若你在本场考试的内，心脏推动血液流动做功约为，则心脏的功率约为 W；食物的营养成分在人体细胞里与氧结合可以提供能量，一盒牛奶标有“能量：”，其中“能量”的含义跟 （选填“比热容”或“热值”）相似。你在考试的内心脏做功消耗的能量大约需要 该牛奶补充。（假设能量全部转化且没有损失） 13．某燃气热水器将20kg的水从20℃加热到70℃，完全燃烧了的煤气。水吸收的热量是 J，煤气放出的热量是 J，该燃气热水器烧水的效率是 。［已知水的比热容为，煤气的热值为］ 14．2024年9月25日，我国成功发射了一枚洲际弹道导弹。导弹从地面向上发射过程中，其外壳与大气摩擦后温度升高，内能 ，导弹主要使用液态氢作为燃料，主要是因为该燃料具有较大的 。 15．如图所示，为比较1、2两种液体的比热容及A、B两种燃料的热值，甲、乙、丙三图中的装置相同，燃料的质量均为10g，烧杯内的液体初温相同，t0=22℃，三组实验均至燃料燃尽时的液体温度变化如图所示。 （1）在实验中，三个烧杯中液体1和液体2的质量必须相同； （2）本次实验中用 比较两种液体吸收热量的多少（填“升高的温度”或“加热时间”）；液体1的比热容c1与液体2的比热容c2相比，c1 c2；（选填“＞”、“＝”、“＜”）； （3）比较A、B两种燃料的热值，应选择乙丙两图进行实验，不计热量损失，燃料A和B的热值之比为 ； （4）在甲装置中，若燃料为酒精，烧杯内的液体为水，测出水的质量和燃料烧尽时水升高的温度，再结合燃料的质量这一数据，计算出燃料的热值，通过实验算出的热值与实际相比 （选填“偏大”、“不变”或“偏小”）。 16．下图是某太阳能热水器，向其中注入50kg的水，阳光照射一段时间后，水温从 10℃升高到50℃。求: (1)这段时间该热水器中的水吸收的热量是多少？[c水=4.2×103J/（kg•℃）] (2)如果这段时间该太阳能热水器的效率是30%，则这段时间热水器接收到太阳辐射的热量是多少? (3)若用煤燃烧来提供太阳辐射的热量，需完全燃烧多少千克煤? [q煤=3.5×107J/kg] 17．上汽大通FCV80是国内第一款运用全新标准燃料电池轻客车型，它用氢气代替石油作为燃料，用燃料电池代替发动机为客车提供动力，其功率可达75 kW，续航里程可达500 km，已知车载储氢罐存储满氢气完全燃烧可放出热量8.4×108 J。（氢气的热值取1.4×108 J/kg） (1)储氢罐能存储多少千克氢气？ (2)若该车以最大功率匀速行驶时，速度可达108 km/h，此时该车所受的阻力是多大？ (3)该车在某次测试时以最大功率行驶，每消耗一罐氢气可行驶1.4 h，则该款氢燃料车的效率是多少？ 18．用酒精灯给质量为0.8kg的水加热，当水的温度升高50℃时，消耗了10g酒精。[水的比热容为，酒精的热值为] (1)0.8kg的水温度升高50℃，需要吸收多少J热量? (2)10g酒精完全燃烧放出多少J的热量? (3)此酒精的加热效率是多少? 【链接中考】 1．（2024·青海·中考真题）与固体燃料相比，液体燃料火箭无需人工雕刻火药。甲烷是天然气的主要成分。液态甲烷作为火箭发射的燃料之一，其密度约为0.42×103kg/m3，热值为5.0×107J/kg。酒精的密度为0.8×103kg/m3，热值为3.0×107J/kg，下列关于液态甲烷和酒精的叙述正确的是（　　） A．酒精的密度比液态甲烷的密度小 B．液态甲烷燃烧时，内能转化为化学能 C．相同体积的液态甲烷和酒精，液态甲烷的质量更大 D．10kg的液态甲烷完全燃烧，放出的热量为5.0×108J 2．（2024·四川巴中·中考真题）如图所示，青瓦是古建筑常用的建筑材料，制瓦工艺有上千年的历史。制瓦工艺分为成坯、晒制、高温烧制等诸多流程。下列说法正确的是（   ） A．晒制泥坯时，泥坯温度越高含有热量越多 B．高温烧制时，通过热传递的方式改变瓦片的内能 C．烧制青瓦时，燃料燃烧越充分其热值越大 D．在质地均匀的瓦上定型切割，瓦的密度变小 3．（2024·四川巴中·中考真题）小丽去郊游，上车时闻到汽油味，这是 现象。通过交流得知该车的发动机为汽油机，若某单缸四冲程汽油机的转速为1200r/min，在1s内汽油机对外做了 次功。如果汽油机在某段时间内消耗了500g汽油，这些汽油完全燃烧可释放的热量为 J（q汽油=4.6×107J/kg）。 4．（2024·山东日照·中考真题）有一种小型单缸四冲程汽油机，每个工作循环做功500J，曲轴的转速是300r/min，每分钟消耗汽油5g。则该内燃机的功率是 W，机械效率是 。（） 5．（2024·陕西·中考真题）氢能因其低碳、高热值、来源广泛等特点，在新能源领域备受青睐．某款氢内燃机汽车的总质量为1.8t，车轮与地面的总接触面积为。某次测试中，该车匀速直线行驶6km用时5min，牵引力做功的功率恒为36kW，发动机的效率为。（g取，氢燃料的热值为，假设氢燃料完全燃烧） (1)该车静止在水平地面上时，对地面的压强是多少？ (2)本次测试中，该车行驶的速度是多少？受到的牵引力是多少？ (3)本次测试中，消耗氢燃料的质量是多少？（计算结果保留两位小数） / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第3节 热机的效率 【题型导航】 【重难题型讲解】 1 题型1 燃料的热值 1 题型2 热机的效率 5 【能力培优练】 10 【链接中考】 21 【重难题型讲解】 题型1 燃料的热值 1、燃料 （1）燃料的种类：燃料是指可燃烧的物质，根据不同标准，燃料可分为不同的种类，最常见的是按其物理状态分类。 （2）燃料燃烧时能量转化：燃料在燃烧时将化学能转化为内能。 2、燃料的热值：1kg某种燃料完全燃烧放出的热量，叫做这种燃料的热值，符号时q。 （1）对于气体燃料而言，热值的定义是1m3的某种燃料完全燃烧时放出的热量。 （2）热值是燃料的一种属性。 （3）热值单位：焦/千克（J/kg），读作焦每千克。 （4）公式：Q=mq：其中M——燃料的质量——单位千克（kg）；q——燃料的热值——单位焦/千克（J/kg）。 Q——燃烧放出的热量——单位焦耳（J）。 （5）热值的物理意义：热值表示一定质量的燃料在完全燃烧时所放出的热量的多少；如木炭的热值为3.40×107J/kg，表示完全燃烧1kg的木炭，放出的热量是3.40×107J。 ★特别提醒 （1）“完全燃烧”的含义是烧完、烧尽。1 kg的某种燃料，只有在完全燃烧时放出热量的大小，在数值上才等于这种燃料的热值。如果没有完全燃烧，放出的热量比按热值计算出的热量要小。 （2）热值是燃料本身的一种性质,它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、放出热量的多少均没有关系，同种燃料的热值相同，不同种燃料的热值不同。 【归纳总结】1kg某种燃料完全燃烧放出的热量，叫做这种燃料的热值，它的大小只与燃料的种类有关。 4、比较不同燃料的热值大小 （1）准备实验器材：‌需要准备铁架台、‌石棉网、‌烧杯、‌温度计各两只，‌以及适量的水和两种不同的燃料（‌如酒精和汽油）‌。‌ （2）设置实验装置：‌按照实验装置图依次将燃料盒、‌石棉网、‌烧杯、‌温度计自下而上固定好。‌ （3）控制变量：‌确保两种燃料的质量相同，‌燃烧的时间相同，‌加热相同质量的同种液体。‌ （4）进行实验：‌在两个烧杯中倒入质量相同、‌初温相同的水；‌在燃料盒中倒入质量相等的适量酒精和汽油；‌分别点燃酒精和汽油，‌加热烧杯内的水，‌直到燃料燃尽。‌记录数据：‌燃料燃尽后，‌记录两烧杯内水升高的温度△t。‌ （5）分析结果：‌比较两装置中烧杯内水升高的温度△t，‌升高的温度越高，‌表明水吸收的热量越多，‌进而表明燃料的放热能力越强。‌ 【典例1-1】汽车油箱中的柴油用去了一半，则剩下的柴油（    ） A．比热容和热值均变为原来的一半 B．热值为原来的一半，比热容不变 C．比热容为原来的一半，热值不变 D．比热容和热值均不变 【答案】D 【详解】柴油用去了一半，质量和体积均减小一半，而比热容、热值都是物质的一种特性，不随质量和体积的变化而变化，故剩下的柴油热值与比热容都不变。 故选D。 【典例1-2】火星探测器“天问一号”的成功发射，是我国综合国力和创新能力提升的重要标志。若该火箭发射时携带了液态氢燃料，这些燃料完全燃烧放出的热量是 J，可以将 kg初温为20℃的水加热至沸腾。[，，当地大气压为1标准大气压，不计热量损失］ 【答案】 【详解】[1]液态氢燃料完全燃烧放出的热量是 [2]在一标准大气压下，这些热量全部用来给水加热，使水由20℃加热至沸腾。水的质量为 【典例1-3】如图所示的“自嗨锅”是当下一种时尚快餐，很受年轻人喜爱。现用它里面的发热包将500g水从20℃加热至100℃，已知c水=4.2×103 J/（kg·℃），q酒精=3×107 J/kg； (1)求水吸收的热量是多少J？ (2)不考虑热损失，这些热量由燃烧酒精提供，则至少需要多少kg的酒精？ 【答案】(1)1.68×105 (2)5.6×10-3 【详解】（1）将500g水从20℃加热至100℃，水吸收的热量 （2）不考虑热损失，这些热量由燃烧酒精提供，则需要燃烧酒精质量 跟踪训练1下列关于燃料的热值，说法正确的是（　　） A．燃料燃烧越充分，其热值越大 B．燃料的热值越小，完全燃烧放出的热量越少 C．一瓶酒精用去三分之一，剩余酒精的热值将减小 D．焦炭的热值是3.0×107J/kg，完全燃烧2kg焦炭能放出6.0×107J的热量 【答案】D 【详解】A．燃料的热值与燃料的种类有关，与燃料的燃烧程度无关，故A错误； B．根据Q=mq可知，燃料完全燃烧放出的热量与热值、质量有关，燃料的热值越小，质量未知，则完全燃烧放出的热量无法比较，故B错误； C．一瓶酒精用去三分之一后，剩余酒精的质量减小，热值不变，故C错误； D．焦炭的热值是3.0×107J/kg，根据Q=mq可知，完全燃烧2kg焦炭放出的热量为 故D正确。 故选D。 跟踪训练2 如图，装配“洛阳造”氢燃料电池发动机的重卡交付使用。用液氢作为燃料的主要优点是它的 大且环保。3kg液氢完全燃烧放出的热量是 J，若这些热量全部被水吸收，能使 kg水从20℃升高到100℃。 【答案】 热值 1250 【详解】[1]用液氢作燃料，是因为液氢的热值大，在质量一定时，燃料的热值越大，燃料完全燃烧放出的热量就越多。 [2]3kg液氢完全燃烧放出的热量为 [3]根据题意可知，水吸收的热量 则水的质量为 跟踪训练3 在福清地区，每逢端午、春节等传统节日，家家户户都会蒸“起家粿”，寓意起家致富和日子红火。小明用加热效率为8%的柴火灶将2kg的水加热到沸腾，水温升高了80℃，利用水沸腾产生的蒸气来蒸“起家粿”。求此过程：[已知，] (1)水吸收的热量； (2)干木柴完全燃烧放出的热量； (3)所需干木柴的质量。 【答案】(1)6.72×105J (2)8.4×106J (3)0.7kg 【详解】（1）水吸收的热量 （2）已知柴火灶的加热效率为8%，则干木柴完全燃烧放出的热量为 （3）根据可得，所需干木柴的质量为 题型2 热机的效率 1、燃料的有效利用：用煤气灶、锅炉、煤炉等烧水时，燃料不能完全燃烧利用，具体原因是多样的。例如，燃料不能完全燃烧而损失了一部分能量，装水的容器吸收了一部分能量、灶体本身也会吸收一部分能量，高温的烟气带走了一部分能量，还有一部分能量直接散失掉了，水吸收的热量只占燃料燃烧放出热量的一部分，只有水吸收的热量才是有效利用的部分。 2、锅炉的效率 （1）锅炉是利用燃料或其他热源把水加热成热水或蒸汽的设备。锅炉包括锅和炉两部分，锅是指盛水的容器，炉是燃料燃烧的装置。 （2）提高锅炉燃料利用率的途径：一、让燃料尽可能充分燃烧，如将煤研磨成粉状，加大进风量等；二、减少热量损失，如加大有效受热面积等。 3、热机效率 （1）定义：用来做有用功的热量与燃料完全燃烧放出的热量的比值。 （2）计算公式： 对热机而言，其中用来做有用功的能量Q有用等于热机对外的有用功W有用，故热机的效率公式又可写成：。 （3）物理意义：热机的效率表示使用热机时对燃料的利用率的高低，因此热机的效率是热机性能的一个重要指标。 （4）常见热机效率：蒸汽机6%-15%，汽油机20%-30%，柴油机30%-45%。 ★特别提醒 对于热机效率可与机械效率进行对比理解，热机效率是衡量热机性能好坏的一个重要参数，要提高热机的效率就是要提高热机用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比，由于热机在工作过程中总有能量损失，所以热机的效率总小于1。 4、提高热机效率的主要途径 （1）改善燃烧的条件，使燃料尽可能充分燃烧（将煤磨成煤粉，用空气吹进炉膛，使之更充分燃烧）。 （2）减少各种热量损失（I. 加大受热面积，以减少烟尘废气带走的热量；II. 使用较好的保温材料，减少热损失）。 （3）在热机设计和制造上，采用先进的技术。 （4）保障良好的润滑，减少机械摩擦。 【归纳总结】提高热机效率的方法：尽量让燃料充分燃烧；设法利用废气的能量；减少能量损失；保证良好的润滑。 【典例2-1】关于热机和锅炉的效率，下列说法中正确的是（　　） A．热机做的有用功越多，效率一定越高 B．热机和锅炉使用的燃料的热值越大，它们的效率越高 C．向锅炉内多加些煤，加大火力可以提高锅炉的效率 D．热机做一定的有用功，消耗的燃料越少，效率一定越高 【答案】D 【详解】A．热机的效率不仅取决于有用功的多少，还与燃料完全燃烧放出的能量有关。仅有用功多，若燃料燃烧放出的能量更多，效率不一定高，故A错误。 B．热机和锅炉的效率与燃料的热值大小无关，热值是燃料本身的属性，效率取决于有用功和燃料燃烧放出的热量的比值，故B错误。 C．向锅炉内多加煤，加大火力，不能保证燃料完全燃烧，也不能保证有效利用的热量增加，效率不一定提高，故C错误。 D．热机做一定的有用功，消耗的燃料越少，即燃料完全燃烧放出的能量越少，根据效率公式，效率一定越高，故D正确。 故选D。 【典例2-2】如图所示是某辆汽车汽油机的能量流向图，由图可知该汽油机的热机效率为 ，汽油机工作消耗0.5kg的汽油可以输出 J的有用功，若汽油燃烧不充分，汽油的热值将 （选填“变大”“变小”或“不变”）。根据汽油机的能量流向图，提出一条提高该汽油机效率的措施： 。（汽油的热值为 ） 【答案】 30% 不变 加润滑油，减小摩擦 【详解】[1]如图为某汽油机工作时的能量流向图，可得汽油机的效率为 [2]0.5kg汽油完全燃烧放出的热量是 该汽油机消耗0.5kg汽油可输出有用功 [3]热值是燃料的属性，与燃料的种类有关，与燃料的质量关、燃料是否完全燃烧无关，所以当汽油燃烧不充分时，汽油的热值仍然不变。 [4]由能量流向图可知，机械各部分之间的摩擦损失部分能量，可以针对此提出提高热机效率的措施：加润滑油，减小摩擦。 【典例2-3】百公里油耗指的是汽车在道路上行驶时每百公里平均燃料消耗量，是汽车耗油量的一个指标。由于多数车辆在90km/h接近经济车速，因此大多对外公布的理论油耗通常为90km/h的百公里匀速油耗。经出厂测试，某品牌汽车百公里理论油耗为7.5L，汽车发动机的输出功率为23kw（已知汽油的密度为，热值为）．试求： (1)15L汽油完全燃烧放出的热量； (2)百公里测试时间内发动机所做的功； (3)该品牌汽车发动机的热机效率。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）汽油的体积 由得，汽油的质量 汽油完全燃烧放出的热量 （2）汽车的速度 由得，在一百公里内发动机做的功为 （3）汽油完全燃烧放出的热量为 发动机的效率为 跟踪训练1汽车发动机一般是汽油机，汽油的热值为4.5×107J/kg。某内燃机的能量流向如图所示，下列说法正确的是（　　） A．该汽油机的效率为35% B．1kg的汽油燃烧能够释放4.5×107J/kg的能量 C．换用热值较大的燃料，热机效率会提高 D．如果改进技术，汽油机的效率就可以达到100% 【答案】A 【详解】A．根据内燃机的能量流向图可知，该汽油机的效率为 η=100%-25%-40%=35% 故A正确； B．由题意可知，汽油的热值为4.5×107J/kg，则1kg的汽油完全燃烧能够释放的能量为 Q放=mq=1kg×4.5×107J/kg=4.5×107J 故B错误； C．热值大只是代表在充分燃烧的情况下其放出的热量多，与提高热机效率无关，故C错误； D．汽油机工作时要克服机械间的摩擦做额外功，同时存在热散失，并且废气带走大部分能量，所以热机的效率不能达到100%，故D错误。 故选A。 跟踪训练2妈妈开车带小明去南湖公园游玩，到达南湖公园后，油箱里的汽油没有发生变化的是 （选填序号“①质量；②密度；③热值”）。若完全燃烧10kg汽油对外做功1.61×108J，则效率为 。（q汽油=4.6×107J/kg） 【答案】 ②③ 35% 【详解】[1]汽油机工作一段时间后，油箱里的汽油的多少发生了变化，所以汽油的质量变小了，但是汽油这种物质的种类没有发生变化，所以汽油的密度和热值都没有发生变化，故选②③。 [2]完全燃烧10kg汽油放出热量为 汽油机效率为 跟踪训练3某物理兴趣小组的同学，用碳炉给水加热，同时他们绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变化的图线。若在内完全燃烧了的木炭，水的比热容为，木炭的热值约为（水的密度为）求： (1)木炭完全燃烧产生的热量； (2)经过时间加热，水所吸收的热量； (3)煤炉烧水时的热效率。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）完全燃烧了的木炭，放出的热量为 （2）经过时间加热，水升高的温度为 水的质量为 水所吸收的热量为 （3）煤炉烧水时的热效率 【能力培优练】 1．如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同。燃料的质量相同，烧杯内的液体质量也相同。下列说法正确的是（　　）    A．比较不同燃料燃烧放出热量，可以选择甲、乙两图 B．比较不同燃料燃烧放出热量，可以选择甲、丙两图 C．比较不同液体吸热升温现象，可以选择甲、乙两图 D．比较不同液体吸热升温现象，可以选择乙、丙两图 【答案】A 【详解】AB．比较不同燃料热值大小要控制加热的液体种类、液体质量，改变燃料的种类，根据温度计的示数高低得出吸热多少，从而判断热值大小，因此选择甲、乙两图进行实验，故A正确，B错误； CD．比较两种液体的比热容，必须控制燃料的种类相同，改变液体的种类，控制液体的质量相同，根据温度计的示数高低得出吸热多少，从而判断两种比热容的大小关系，应选择甲、丙两图进行实验；故CD错误。 故选A。 2．某内燃机的能量流向图如图所示。该内燃机的效率为（　　） A．34% B．28% C．31% D．7% 【答案】A 【详解】由图得，该内燃机的效率为 故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 3．《齐民要术》中对醋的制作工艺有记载：“作大豆千岁苦酒（醋）法：用大豆一斗，熟汰之，渍令泽炊。暴极燥，以酒醅灌之。任性多少，以此为率。”蒸煮是酿醋过程中的一个重要工序。如图所示是将大豆进行蒸煮的过程，则（　　） A．煮大豆是通过做功的方式增加内能 B．用火种引燃木柴是通过做功的方式改变内能 C．灶里木柴燃烧的过程，将化学能转化成了内能 D．将木柴架空一些，火能燃烧更旺，可以提高木柴的热值 【答案】C 【详解】A．煮大豆时大豆从外界吸热，是通过热传递的方式增加内能，故A不符合题意； B．用火种引燃木柴，木柴从火种吸热达到燃点，是通过热传递的方式改变内能，故B不符合题意； C．灶里木柴燃烧的过程，发生化学反应，将化学能转化成了内能，故C符合题意； D．热值是燃料的一种特性，只与燃料种类有关，将木柴架空一些，火能燃烧更旺，不能提高木柴的热值，故D不符合题意。 故选C。 4．小明家新买了一辆汽车，下列说法错误的是（   ） A．汽车长时间行驶轮胎会发热，这是通过做功改变内能 B．汽车启动时，小明闻到了汽油味说明了分子在不停地做无规则运动 C．汽车内燃机工作时，在做功冲程获得动力 D．小明认为，随着科技的发展，内燃机的效率可以达到100% 【答案】D 【详解】A．汽车长时间行驶轮胎会克服摩擦做功，将机械能转化为内能，通过做功的方式改变物体的内能，故A正确，不符合题意； B．汽车启动时，小明闻到了汽油味是扩散现象，说明构成物质的分子不停地做无规则运动，故B正确，不符合题意； C．汽车内燃机工作时，做功冲程将内能转化为机械能对外做功，是提供动力的冲程，故C正确，不符合题意； D．即使科技在不停的发展，但内燃机做工作过程中存在能量的损失而且不可避免，因此内燃机的效率不可能达到100%，故D错误，符合题意。 故选D。 5．2024年4月25日，搭载着神舟十八号载人飞船的长征二号F遥十八运载火箭（如图）在酒泉卫星发射中心成功发射。下列说法正确的是（　　） A．火箭的燃料燃烧得越充分，热值越大 B．火箭用液态氢做燃料，是因为液态氢热值大 C．火箭“体内”的液氢燃料温度低至，内能为零 D．火箭发动机工作过程中的热机效率是100% 【答案】B 【详解】A．热值是燃料的特性，与燃烧情况无关，所以火箭的燃料燃烧得越充分，热值不变，故A错误； B．火箭使用液态氢作燃料，是因为液态氢热值较大，与质量相同的其它燃料相比，液态氢完全燃烧时放出的热量较多，故B正确； C．一切物体在任何情况下都具有内能，所以火箭“体内”的液氢燃料温度低至-253℃，内能不为零，故C错误； D．火箭发动机在工作过程中，其热机效率并不能达到100%，这是因为火箭发动机在工作时，由于排出尾气等原因不可避免地会产生一些能量损失，故D错误。 故选B。 6．2024年4月20日，我国研制的全球首款本体热效率达53.09%的柴油机正式亮相世界内燃机大会，刷新了柴油机热效率的世界纪录。与普通柴油机平均45%~46%的热效率水平相比，下列关于该款柴油机说法正确的是（　　） A．消耗1kg柴油，该柴油机内能转化为的机械能更多 B．消耗1kg柴油，该柴油机释放的热量更多 C．该柴油机工作时消耗的燃料一定更少 D．消耗1kg柴油，该柴油机由于摩擦损失的能量一定更少 【答案】A 【详解】A．消耗1kg柴油，该柴油机的效率比较高，该柴油机内能转化为的机械能更多，故A正确； B．消耗1kg柴油，该柴油机释放的热量差不多相同，内能转化为机械能占比不同，故B错误； C．由于有用功未知，故该柴油机工作时消耗的燃料不一定相同，故C错误； D．消耗1kg柴油，内能转化为机械能占比不同，该柴油机由于摩擦损失的能量不一定少，故D错误。 故选A。 7．下图是汽油机的能量流向图，一段时间燃料完全燃烧放出的热量，损失能量共。下列说法错误的是（   ） A．汽油机的效率为40% B．图中 C．随着科技进步，可以实现能量零损失 D．在损失能量中，最多 【答案】C 【详解】A．汽油机的效率为 故A正确，不符合题意； B．图中E7是有用的机械能 故B正确，不符合题意； C．由于汽油机运转时各部分之间存在摩擦，汽油燃烧产生的热量散失一部分，不可能实现能量零损失，有用功小于总功，故C错误，符合题意； D．在损失能量中，废弃带走的能量最大，即E6最多，故D正确，不符合题意。 故选C。 8．有两台柴油机，已知甲的功率是乙的2倍，甲的效率是30%， 乙的效率是20%， 那么甲与乙每小时消耗的油量之比为（　　） A．3∶2 B．4∶3 C．12∶1 D．3∶1 【答案】B 【详解】设甲的功率为P甲，乙的功率为P乙，甲效率为，乙效率为，汽油的热值为q，做功时间为t，甲在时间t内做的有用功 乙在时间t内做的有用功 则由题意知， 甲在时间t内消耗的总能量 甲在时间t内的耗油量 同理可以得到乙在时间t内的耗油量的表达式 甲、乙两汽油机在相同时间内的耗油量之比 故选B。 9．下列关于热学和热机的相关知识说法正确的是（　　） A．一般情况下汽油机的效率比柴油机的高 B．燃料完全燃烧时热值较大，不完全燃烧时热值较小 C．冰熔化成水，它的质量不变，比热容变大 D．沿海地区的昼夜温差比内陆地区要小，是因为水的比热容比较小 【答案】C 【详解】A．通常情况下，柴油机的效率高于汽油机，故A错误； B．热值是燃料的一种特性，其大小只与燃料的种类有关，与燃料是否充分燃烧无关，故B错误； C．冰熔化成水，它的质量不变，水和冰的比热容由于状态不同，它们的比热容也不同，水的比热容大于冰的比热容，故C正确； D．沿海地区和内陆地区相比，沿海地区水多，水的比热容较大；相同质量的水和砂石相比，在吸收相同热量时，水的温度变化小，所以沿海地区的昼夜温差比内陆地区要小，故D错误。 故选C。 10．现在农村很多家庭都装上了天然气热水器（如图），小洛同学家里就装了一台能记录烧水质量的燃气热水器，于是小洛就想测量一下这台燃气热水器的效率。当家人洗澡时（此时家里只有热水器使用燃气），他发现把50kg的水从20℃加热到54℃，天然气表的示数由，变成。求：此过程消耗的天然气完全燃烧放出的热量是 ，该热水器的效率是 。[，] 【答案】 85％ 【详解】[1]此过程中消耗天然气的体积为 天然气完全燃烧放出的热量为 [2]水吸收的热量为 热水器的效率为 11．如图是燃气灶烧水的情境和该燃气灶灶头的示意图，在1个标准大气压下，小明用天然气灶将质量2kg的水，从20℃加热到沸腾，水吸收的热量是 J，他家天然气完全燃烧放出的热量有40%被水吸收，需要完全燃烧 m3天然气，天然气的热值，水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)。 【答案】 6.72×105 0.04 【详解】[1]在1个标准大气压下，水的沸点为100℃，质量2kg的水，从20℃加热到沸腾，水吸收的热量是 [2]他家天然气完全燃烧放出的热量有40%被水吸收，由得，天然气释放的热量为 由得，需要完全燃烧的天然气为 12．青少年在安静思考问题的时候，心脏推动血液流动的功率基本保持不变，若你在本场考试的内，心脏推动血液流动做功约为，则心脏的功率约为 W；食物的营养成分在人体细胞里与氧结合可以提供能量，一盒牛奶标有“能量：”，其中“能量”的含义跟 （选填“比热容”或“热值”）相似。你在考试的内心脏做功消耗的能量大约需要 该牛奶补充。（假设能量全部转化且没有损失） 【答案】 1.5 热值 2.25 【详解】[1]心脏的功率约为 [2]“能量”的含义为完全吸收100mL该种牛奶可以获得360kJ的热量，“热值”的含义为每千克燃料完全燃烧放出的热量，“比热容”的含义为每千克物质温度升高1℃吸收的热量，所以“能量”的含义与热值相似。 [3]考试的内心脏做功消耗的能量大约需要该牛奶的体积为 13．某燃气热水器将20kg的水从20℃加热到70℃，完全燃烧了的煤气。水吸收的热量是 J，煤气放出的热量是 J，该燃气热水器烧水的效率是 。［已知水的比热容为，煤气的热值为］ 【答案】 50% 【详解】[1]水吸收的热量 Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×20kg×(70℃-20℃)=4.2×106J [2]这些煤气完全燃烧放出的热量 Q放=qV=4×107J/m3×0.21m3=8.4×106J [3]该燃气热水器烧水的效率 14．2024年9月25日，我国成功发射了一枚洲际弹道导弹。导弹从地面向上发射过程中，其外壳与大气摩擦后温度升高，内能 ，导弹主要使用液态氢作为燃料，主要是因为该燃料具有较大的 。 【答案】 增大（变大） 热值 【详解】[1]导弹从地面向上发射过程中，其外壳克服摩擦做功产生大量的热量，使外壳温度升高，内能增大。 [2]导弹主要使用液态氢作为燃料，主要是因为该燃料具有较大的热值，和其它燃料相比较，完全燃烧同质量的液态氢放出的热量更多，为导弹飞行提供更多的能量。 15．如图所示，为比较1、2两种液体的比热容及A、B两种燃料的热值，甲、乙、丙三图中的装置相同，燃料的质量均为10g，烧杯内的液体初温相同，t0=22℃，三组实验均至燃料燃尽时的液体温度变化如图所示。 （1）在实验中，三个烧杯中液体1和液体2的质量必须相同； （2）本次实验中用 比较两种液体吸收热量的多少（填“升高的温度”或“加热时间”）；液体1的比热容c1与液体2的比热容c2相比，c1 c2；（选填“＞”、“＝”、“＜”）； （3）比较A、B两种燃料的热值，应选择乙丙两图进行实验，不计热量损失，燃料A和B的热值之比为 ； （4）在甲装置中，若燃料为酒精，烧杯内的液体为水，测出水的质量和燃料烧尽时水升高的温度，再结合燃料的质量这一数据，计算出燃料的热值，通过实验算出的热值与实际相比 （选填“偏大”、“不变”或“偏小”）。 【答案】 加热时间 ＞ 5∶4 偏小 【详解】（2）[1]比较1、2两种液体的比热容，需要使用相同的加热装置，液体吸收热量的多少不易观察，相同的加热装置，在加热时间相同时，燃料放出的热量相同，所以实验时通过加热时间的长短来比较两种液体吸收热量的多少，采用了转换法。 [2]比较1、2两种液体的比热容，需要使用相同的加热装置，所以应比较甲实验和丙实验，由图可知，加热相同的时间，即吸收相同的热量，甲中的液体1温度变化量较小，说明液体1的吸热能力更强，即c1＞c2。 （3）[3]比较A、B两种燃料的热值时，要控制液体种类相同，所以应选择乙、丙两组实验进行探究，由图可知，图乙中液体温度从22℃升高至30℃，不计热量损失，则 同理，图丙中液体温度从22℃升高至32℃，则 因为燃料质量相同，所以 （4）[4]酒精在燃烧时放出的热量没有完全被水吸收，根据，所以根据实验测得的酒精的热值偏小。 16．下图是某太阳能热水器，向其中注入50kg的水，阳光照射一段时间后，水温从 10℃升高到50℃。求: (1)这段时间该热水器中的水吸收的热量是多少？[c水=4.2×103J/（kg•℃）] (2)如果这段时间该太阳能热水器的效率是30%，则这段时间热水器接收到太阳辐射的热量是多少? (3)若用煤燃烧来提供太阳辐射的热量，需完全燃烧多少千克煤? [q煤=3.5×107J/kg] 【答案】(1) (2) (3)0.8kg 【详解】（1）水吸收的热量 （2）由知道，这段时间热水器接收到太阳辐射的热量 （3）由知道，完全燃烧煤的质量 17．上汽大通FCV80是国内第一款运用全新标准燃料电池轻客车型，它用氢气代替石油作为燃料，用燃料电池代替发动机为客车提供动力，其功率可达75 kW，续航里程可达500 km，已知车载储氢罐存储满氢气完全燃烧可放出热量8.4×108 J。（氢气的热值取1.4×108 J/kg） (1)储氢罐能存储多少千克氢气？ (2)若该车以最大功率匀速行驶时，速度可达108 km/h，此时该车所受的阻力是多大？ (3)该车在某次测试时以最大功率行驶，每消耗一罐氢气可行驶1.4 h，则该款氢燃料车的效率是多少？ 【答案】(1)6kg (2)2500N (3)45% 【详解】（1）储氢罐能存储氢气的质量为 （2）若该车以最大功率匀速行驶时，受力平衡，则阻力为 （3）牵引力做功为 则该款氢燃料车的效率为 18．用酒精灯给质量为0.8kg的水加热，当水的温度升高50℃时，消耗了10g酒精。[水的比热容为，酒精的热值为] (1)0.8kg的水温度升高50℃，需要吸收多少J热量? (2)10g酒精完全燃烧放出多少J的热量? (3)此酒精的加热效率是多少? 【答案】(1) (2) (3)56% 【详解】（1）0.8kg的水温度升高50℃，需要吸收的热量 （2）10g酒精完全燃烧放出的热量 （3）此酒精的加热效率 【链接中考】 1．（2024·青海·中考真题）与固体燃料相比，液体燃料火箭无需人工雕刻火药。甲烷是天然气的主要成分。液态甲烷作为火箭发射的燃料之一，其密度约为0.42×103kg/m3，热值为5.0×107J/kg。酒精的密度为0.8×103kg/m3，热值为3.0×107J/kg，下列关于液态甲烷和酒精的叙述正确的是（　　） A．酒精的密度比液态甲烷的密度小 B．液态甲烷燃烧时，内能转化为化学能 C．相同体积的液态甲烷和酒精，液态甲烷的质量更大 D．10kg的液态甲烷完全燃烧，放出的热量为5.0×108J 【答案】D 【详解】A．液态甲烷密度约为0.42×103kg/m3，酒精的密度为0.8×103kg/m3，酒精的密度比液态甲烷的密度大，故A错误； B．液态甲烷燃烧时，化学能转化为内能，故B错误； C．酒精的密度比液态甲烷的密度大，根据，相同体积的液态甲烷和酒精，液态甲烷的质量较小，故C错误； D．10kg的液态甲烷完全燃烧，放出的热量为 故D正确。 故选D。 2．（2024·四川巴中·中考真题）如图所示，青瓦是古建筑常用的建筑材料，制瓦工艺有上千年的历史。制瓦工艺分为成坯、晒制、高温烧制等诸多流程。下列说法正确的是（   ） A．晒制泥坯时，泥坯温度越高含有热量越多 B．高温烧制时，通过热传递的方式改变瓦片的内能 C．烧制青瓦时，燃料燃烧越充分其热值越大 D．在质地均匀的瓦上定型切割，瓦的密度变小 【答案】B 【详解】A．热量是一个过程量，只能说吸收（或者放出）了多少热量，不能说某物体含有多少热量，故A错误； B．高温烧制时，通过热传递的方法增加瓦片的内能，故B正确； C．燃料的热值仅与燃料的种类有关，而与燃料是否充分燃烧、质量都无关，故C错误； D．若在质地均匀的砖上雕刻花纹，砖的质量变小，体积变小，但砖的密度不会变化，故D错误。 故选B。 3．（2024·四川巴中·中考真题）小丽去郊游，上车时闻到汽油味，这是 现象。通过交流得知该车的发动机为汽油机，若某单缸四冲程汽油机的转速为1200r/min，在1s内汽油机对外做了 次功。如果汽油机在某段时间内消耗了500g汽油，这些汽油完全燃烧可释放的热量为 J（q汽油=4.6×107J/kg）。 【答案】 扩散 10 2.3×107 【详解】[1]当小丽上车时，她能够闻到汽油的味道，这是因为汽油分子在不停地做无规则运动，这是扩散现象。 [2]四冲程汽油机飞轮的转速 因为完成四个冲程是一个工作循环，飞轮转2r，对外做功一次。所以1s内飞轮转20r，对外做功10次。 [3]根据公式知道，汽油放出的热量 4．（2024·山东日照·中考真题）有一种小型单缸四冲程汽油机，每个工作循环做功500J，曲轴的转速是300r/min，每分钟消耗汽油5g。则该内燃机的功率是 W，机械效率是 。（） 【答案】 1250 32.6% 【详解】[1]因单缸四冲程汽油机满负荷工作时，一个工作循环飞轮转2圈，完成4个冲程，做功一次，已知飞轮的转速是300r/min，所以，每分钟共有150个工作循环，对外做功150次，则单缸四冲程汽油机满负荷工作1min做的功 该汽油机的功率 [2]每分钟消耗5g汽油，5g汽油完全燃烧释放的热量 满负荷工作时这种汽油机把内能转化为机械能的效率 5．（2024·陕西·中考真题）氢能因其低碳、高热值、来源广泛等特点，在新能源领域备受青睐．某款氢内燃机汽车的总质量为1.8t，车轮与地面的总接触面积为。某次测试中，该车匀速直线行驶6km用时5min，牵引力做功的功率恒为36kW，发动机的效率为。（g取，氢燃料的热值为，假设氢燃料完全燃烧） (1)该车静止在水平地面上时，对地面的压强是多少？ (2)本次测试中，该车行驶的速度是多少？受到的牵引力是多少？ (3)本次测试中，消耗氢燃料的质量是多少？（计算结果保留两位小数） 【答案】(1) (2)20m/s，1800N (3)0.13kg 【详解】（1）该车静止在水平地面上时，对地面的压力和自身的重力相等， 即 受力面积为0.1m2，则对地面的压强 （2）该车行驶的行驶的速度 由可得，受到的牵引力 （3）牵引力做的功 由可得，氢燃料完全燃烧释放的热量 由可得，消耗氢燃料的质量 / 学科网（北京）股份有限公司 $$