内容正文:
课时分层训练(九) 热机效率和环境保护
知识点一 燃料的热值
1.2022年11月29日,“长征二号”F遥十五运载火箭在酒泉卫星发射中心点火升空,随后将“神舟十五号”载人飞船送入预定轨道,发射取得圆满成功。为获得强大的推动力,发射卫星的火箭选用的燃料应该具备下列哪一种特点?( A )
A.热值大 B.质量大
C.密度大 D.比热容大
2.关于燃料的热值,下列说法正确的是( D )
A.汽油的热值为4.6×107 J/kg,表示每燃烧1 kg的汽油可以获得4.6×107 J的热量
B.燃料的热值越大,燃烧时放出的热量越多
C.燃料不燃烧时,热值为0
D.燃料的热值与燃料燃烧时放出的热量和质量无关
3.砖的制作工艺流传数千年,从晒制到烧制,从青砖到红砖,小小的砖块见证了人类迈向文明的历程。下列说法正确的是( B )
A.晒制泥坯时,泥坯温度越高含有的热量越多
B.高温烧制时,通过热传递的方式改变砖块的内能
C.烧制红砖时,燃料燃烧越充分,其热值越大
D.在质地均匀的砖上雕刻花纹,砖的密度变小
解析:热量是一个过程量,只能说吸收(或放出)了多少热量,不能说某物体含有多少热量,故A错误;高温烧制时,通过热传递的方式增加砖块的内能,故B正确;燃料的热值仅与燃料的种类有关,而与燃料的燃烧程度、质量无关,故C错误;若在质地均匀的砖上雕刻花纹,砖的质量变小,砖的密度不会变化,故D错误。
4.完全燃烧50 g酒精放出的热量是 1.5×106 J。如果完全燃烧100 g酒精,则酒精的热值将 不变 (选填“变大”“变小”或“不变”)。(q酒精=3×107 J/kg)
知识点二 热机效率
5.关于热机效率,下列说法正确的是( C )
A.热机效率越高,热机做的有用功越多
B.燃料的热值越大,热机效率越高
C.要提高热机效率,就要尽量减少各种能量损失,并且要保证良好的润滑
D.提高热机效率,与节能减排无关
6.聪聪同学学习了燃料的热值后,自己设计了一个实验探究煤油和食用菜籽油的热值大小关系,他实验时组装了如图所示的两套规格完全相同的装置,记录结果见表所示。
燃料
加热前的水温/℃
燃料燃尽后的水温/℃
菜籽油
20
31
煤油
20
43
第6题图
(1)在安装实验器材时,合理的顺序是(图甲中) 应先调整固定 B (选填“A”或“B”)的位置。
(2)为了保证实验结论的可靠性,聪聪同学选择了两套相同的装置,在实验中应控制煤油和菜籽油的 质量 及烧杯中水的 质量、初温 相同。
(3)实验时,可以通过比较 水升高的温度 (选填“加热时间”或“水升高的温度”)来比较两种燃料放出热量的多少。
(4)通过表中记录的数据,你认为煤油和菜籽油两种燃料中热值较大的是 煤油 。
(5)聪聪查热值表发现,煤油的热值为4.6×107 J/kg,通过实验得到的煤油的热值 小于 (选填“大于”“小于”或“等于”)煤油的真实热值,两者之间存在差异的原因有可能是 给水加热时有热损失 (答出一个即可)。
7.小明学习了燃料的热值后,很想知道家中使用的天然气的热值是多少。于是,他在家里将装有2 L水的水壶放到天然气灶上去烧。用温度计测量水从20 ℃加热至80 ℃的过程中,观察到天然气表的数字变化了0.035 m3。他通过上网查阅得知天然气灶的效率约为36%。[水的密度ρ=1×103 kg/m3,比热容c水=4.2×103 J/(kg·℃)]求:
(1)水壶里水的质量;
(2)在这个过程中水吸收的热量;
(3)天然气的热值。
解:(1)水的体积V=2 L=2 dm3=2×10-3 m3,由ρ=可知,水的质量
m=ρV=1×103 kg/m3×2×10-3 m3=2 kg。
(2)水吸收的热量
Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103 J/(kg·℃)×2 kg×(80 ℃-20 ℃)=5.04×105 J。
(3)已知天然气灶的效率约为36%,由η=可知,天然气完全燃烧放出的热量
Q放===1.4×106 J,
由Q放=q V′可知,天然气的热值
q===4×107 J/m3。
【创新运用】
8.将谷物倒入锅中熬制酒料。灶台下木柴燃烧的过程中,剩余木柴的热值 不变 (选填“变大”“变小”或“不变”)。制酒料的过程中是通过 热传递 的方式改变酒料的内能。随着酒料温度的上升,散发出的酒香更加浓郁,这是因为分子热运动的剧烈程度和 温度 有关。
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