14.4　跨学科：热机效率和环境保护 - 2025-2026学年物理沪科版（2024）九年级全一册

第四节 跨学科:热机效率和环境保护 1 燃料的热值 定 义:人们把某种燃料_燃烧释放的_与所用燃料的_之比,叫做这种燃料的热值,用字母_表示。 单 位:在国际单位制中,热值的单位是_;对于气体燃料而言,还经常用_来表示热值的单位。 热量计算公式:对于固体、液体燃料,Q=_;对于气体燃料,Q=_。 完全 热量 质量 q J/kg J/m3 mq Vq 热机效率 定 义:热机运转中,做_与燃料_所释放能量的_称为热机效率。 提高热机效率的主要途径:减少热机工作中的_。首先要减少燃烧过程中的_;其次要尽量_,并选用优良的润滑材料_。 有用功 完全燃烧 比值 各种能量损失 热量损失 简化机械传动部分 减小摩擦 燃料的热值 1.关于燃料及其热值,下列说法中正确的是 ( ) A.没有燃烧的燃料,热值等于零 B.燃料完全燃烧时,它的热值最大 C.燃料的热值与质量和燃烧状态无关 D.燃料燃烧时温度越高,放出的热量越多 C 2. 艾灸是中华医学的瑰宝。如图,某次艾灸过程中所使用的艾条的热值为1.8 107 J/kg,它表示的物理意义是_J。若本次艾灸过程完全燃烧了一根质量为0.1 kg的艾条,则放出的热量是_J。 1 kg的艾条完全燃烧放出的热量为1.8 107 1.8 106 3.完全燃烧0.1 m3的天然气,放出的热量为_J。若小明家一年使用的天然气完全燃烧放出的热量为4.2 1010 J,则小明家一年使用的天然气的体积为_m3。(q天然气=4.2 107 J/m3) 4.2 106 1 000 热机效率 4.(多选)对于热机效率的理解,下列说法正确的是 ( ) A.在做功同样多的情况下,热机的效率越高,消耗的燃料越少 B.一般情况下,柴油机的效率比汽油机的高 C.热机的效率越高,说明做功越快 D.热机损失的能量中,废气带走的能量较少,主要是由于机械摩擦损失的 AB 5.如图是某内燃机能量流向图,该内燃机的热机效率是 ( ) A.25% B.40% C.75% D.35% D 6.下列措施中不能提高热机效率的是 ( ) A.尽量使燃料充分燃烧 B.减少烟气带走的热量 C.减小摩擦,合理保养 D.增加热机的工作时间 7.一台汽油机完全燃烧1 kg汽油放出的热量中损失的热量为3.68 107 J,则汽油机获得的有用机械能为_J,汽油机的效率为_。(q汽油=4.6 107 J/kg) D 9.2 106 20% 环境保护 8.(贵阳期末)随着科技的不断进步,新能源汽车逐渐代替了传统的燃油汽车,这是因为新能源汽车 ( ) A.噪声大 B.效率低 C.污染小 D.能耗大 C 热值和热量的综合计算易错 9.完全燃烧140 g焦炭所放出的热量有60%被初始温度为10 、质量为10 kg的水吸收,则水吸收的热量为_J,水温将升高到_ 。[q焦炭=3.0 107 J/kg,c水=4.2 103 J/(kg ),在1个标准大气压下] 2.52 106 70 10.有经验的柴油机维修师傅,不用任何仪器,只是靠近柴油机排气管口观察和用鼻子闻一下,并将手伸到排气管口附近感觉一下尾气的温度,就能初步判断这台柴油机的节能效果。在同样负荷的情况下,关于柴油机的节能效果,下列判断正确的是 ( ) A.尾气的温度越高,柴油机越节能 B.尾气的温度越低,柴油机越节能 C.尾气的柴油味越浓,柴油机越节能 D.尾气的颜色越黑,柴油机越节能 B 11.燃气热水器将质量为30 kg、温度为15 的水加热到65 ,消耗天然气0.18 m3,在此过程中水吸收的热量是_J,热水器烧水时的效率是_。[c水=4.2 103 J/(kg ),q天然气=4 107 J/m3] [变式题](遵义一模)在探究水的沸腾特点时,小明用酒精灯给初温为20 、质量为200 g的水加热至80 ,若酒精灯的加热效率为30%,则此过程中会消耗酒精_g。[q酒精=3.0 107 J/kg,c水=4.2 103 J/(kg )] 6.3 106 87.5% 5.6 12.为了“比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量”,小华设计如图甲、乙所示的实验:在两个燃烧皿中放入质量相同的两种燃料,分别加热质量_(选填“相等”或“不相等”)的两杯水,燃料全部燃烧后,通过比较_来比较两种燃料放出热量的多少。实验结束后画出水的温度随时间变化的关系图像如图丙所示,则燃料_(选填“1”或“2”)的热值较大。 相等 水的温度变化量 1 13.(2024 贵阳段考)某型号汽车发动机的能量流向图如图所示,该汽车的效率为_。该发动机完全燃烧0.2 kg的汽油能够释放的能量中可以获得_J的有用功。(q汽油=4.6 107 J/kg) 30% 2.76 106 14.明明爸爸驾驶汽车在平直的公路上以恒定功率匀速行驶一段距离后,消耗汽油0.6 kg。已知该汽车汽油机的热机效率为30%,汽车行驶时汽油机提供的动力恒为1 200 N,汽油的热值为q=4.6 107 J/kg。求: (1)0.6 kg汽油完全燃烧放出的热量。 (2)明明爸爸驾驶该汽车在平直公路上匀速行驶的距离。 解:(1)汽油完全燃烧放出的热量:Q放=mq=0.6 kg 4.6 107 J/kg=2.76 107 J; 15.两台汽油机,甲做的有用功是乙的1.5倍,甲的效率是25%,乙的效率是30%,那么甲与乙消耗的汽油的质量之比是 ( ) A.9∶5 B.5∶6 C.5∶9 D.6∶5 A (2)由 = 100%可知,汽车所做的有用功:W有= Q放=30% 2.76 107 J=8.28 106 J,根据W=Fs可知,该汽车在平直公路上匀速行驶的距离:s===6 900 m。 $$