内容正文:
姓名_________ 日期______ 等第_____
第十四章 内能的利用
第3节 热机的效率
【知识梳理】
1. 我们把某种燃料______燃烧放出的热量与其______之比,叫作这种燃料的热值。热值的单位是____________,气体燃料热值的单位是____________。
2. 燃料完全燃烧放热的计算公式:Q放=______。
3. 热机工作时,用来做_________的那部分能量与燃料完全燃烧放出的______之比,叫作热机的效率。热机的效率的计算公式是η=____________。
4. 在设计和制造热机时,要不断改革和创新,以减小各种能量_________。在热机的能量损失中,______带走的能量最多。
【课时检测】
一、 选择题(每小题5分,共30分)
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1kg焦炭能放出3.0×107J的热量
2. 2023年5月30日,长征二号F遥十六运载火箭搭载神舟十六号载人飞船成功发射。火箭使用一种叫作偏二甲肼的液体燃料,是因为该燃料具有较大的( )
A. 热值 B. 比热容 C. 密度 D. 体积
3. 下列关于热机的说法,正确的是( )
A. 热机的效率为100% B. 柴油机的效率一般比汽油机高
C. 好的热机工作时不排放废气 D. 热机的能量损耗中,废气带走的最少
4. 某学校物理小组设计实验,探究“酒精、煤油、汽油的热值”(如图),甲、乙、丙装置完全相同,水的质量和初温及待测燃料的质量也相同。通过测量等质量的燃料全部充分燃烧后水的末温(均未达到沸点)t甲<t乙=t丙,可以粗略知道它们的热值q的大小关系为( )
A. q甲>q乙>q丙 B. q甲>q乙=q丙
C. q甲<q乙=q丙 D. q甲<q乙<q丙
5. 如图所示为某内燃机工作时的能量流向图,该内燃机的热机效率是( )
A. 25% B. 35% C. 40% D. 75%
6. 为了节约能源,需要提高热机的效率,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,使燃料燃烧得比较充分
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
二、 填空题(每空5分,共50分)
7. 在标准大气压下,使用煤气灶将2kg的水从20℃加热到100℃,水吸收的热量是____________J,若不计热量损失,则此过程需要完全燃烧________kg的煤气,这是通过____________的方式增加了水的内能。未使用完的煤气的热值________(填“变大”“变小”或“不变”)。[水的比热容c水=4.2×103J/(kg·℃),煤气的热值q煤气=4.2×107J/kg]
8. 如图所示为A、B两种燃料完全燃烧时释放的热量Q与其质量m的关系图,从图中可看出A燃料的热值________B燃料的热值。同等质量的A、B燃料完全燃烧,B放出的热量________A放出的热量。(填“大于”“小于”或“等于”)
9. 某燃气热水器使用天然气作为燃料,若使用中消耗掉0.02m3的天然气,则这些天然气完全燃烧放出的热量为____________J。若这些热量完全被水(未沸腾)吸收,则水的内能________(填“增大”“减小”或“不变”)。(q天然气=3.2×107J/m3)
10. 随着经济的发展,汽车已进入普通百姓的家庭。在挑选汽车时,发动机(汽油机)效率的高低是区分汽车优劣的重要指标之一。有经验的司机可以通过闻尾气的气味进行初步的判断。输出功率相同时,汽油味越淡,汽车发动机效率越________(填“高”或“低”),原因是___________________________________。
三、 计算题(共20分)
11. (10分)某建筑工地上,起重机在10s内将质量为2.15t的重物沿竖直方向匀速提升6m,此过程起重机消耗柴油0.01kg。柴油的热值q=4.3×107J/kg,g取10N/kg。
(1) 求重物上升的速度。
(2) 求起重机提升重物的功率。
(3) 若将起重机提升重物做的功与消耗的柴油完全燃烧释放的热量之比定义为其提升效率,用字母η表示,求起重机的提升效率。
12. (10分)如图所示为我国自行设计研制的AG600水陆两栖飞机。若该飞机以270km/h的速度匀速直线航行20min,消耗航空燃油1.35t,飞机发动机的功率为2.25×107W,则:(航空燃油的热值为4×107J/kg)
(1) 消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量是多少?
(2) 这段时间飞机发动机做的功是多少?
(3) 发动机的效率是多少?
参考答案
【知识梳理】
1、完全;质量;焦每千克(J/kg);焦每立方米(J/m3);2、mq;3、有用功;能量;W/Q×100%;4、损失;废气;【课时检测】
1、D;2、A;3、B;4、C;5、B;6、D;7、6.72×105;0.016;热传递;不变;8、小于;大于;9、6.4×105;增大;10、高;汽油在气缸里得到了充分燃烧;11、(1)0.6m/s;(2)1.29×104W;(3)30;12、(1) 5.4×1010J;(2)2.7×1010J;(3)50%;
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