内容正文:
第3节 热机的效率
燃料的热值
1.(江苏连云港中考)运载火箭采用液态氢作为火箭的燃料,原因是液态氢具有(A)
A.较大的热值 B.较低的沸点
C.较大的比热容 D.较高的凝固点
2.[物理观念]关于燃料的热值,下列说法正确的是(D)
A.热值大的燃料燃烧放出的热量一定多
B.燃料燃烧越充分,其热值越大
C.1 kg的汽油用去一半,其热值变为原来的一半
D.热值是燃料本身的一种特性,与燃料的质量无关
3.有些火箭以液态氢为燃料,随着燃烧,液态氢的质量变小,其热值不变(选填“增大”“减小”或“不变”);火箭携带的5×105 kg液态氢燃料完全燃烧能释放7×1013J的热量。(液态氢的热值取1.4×108 J/kg)
热机效率
4.(吉林长春期末)在一次车辆保养中,维修师傅通过电脑检测并生成了一份当前发动机的能量流向分析报告,报告以扇形统计图的形式呈现,如图所示。可知其热机效率是(C)
4题图
A.8% B.29% C.30% D.33%
易错点 不理解热机效率与做功的关系
5.[易错题]两台热机,甲的效率比乙的低,其含义是(D)
A.甲热机比乙热机做的有用功多
B.甲热机比乙热机消耗的燃料少
C.在消耗燃料相同的情况下,甲做的有用功多
D.在做有用功相同的条件下,甲损失的能量多
6.(山东聊城期末)甲、乙两台汽油机,甲的效率比乙高,则(B)
A.甲消耗的汽油比乙消耗的汽油少
B.消耗同样多的汽油,甲做的有用功比乙做的有用功多
C.甲每秒钟做的功比乙每秒钟做的功多
D.做同样多的有用功,甲消耗的汽油比乙消耗的汽油多
7.(江西中考)用燃气灶给一定质量的水加热,完全燃烧体积为V的燃气(燃气的热值为q),水吸收的热量为Q,则此燃烧过程中燃气放出的热量为qV,该燃气灶的热效率为×100%。(本小题用题中字母表示)
8.一台四冲程汽油机,完全燃烧2 kg的汽油可以转化为2.3×107 J的机械能,那么完全燃烧2 kg汽油放出的热量是多少?该汽油机的热机效率是多少?(已知汽油的热值为4.6×107 J/kg)
解:完全燃烧2 kg汽油放出的热量
Q放=mq=2 kg×4.6×107 J/kg=9.2×107 J;
该汽油机的效率
η=×100%=×100%=25%。
环境保护
9.下列关于热机和环境保护的说法,正确的是(C)
A.所有的热机都用汽油作燃料
B.汽车排出的尾气都是有毒气体
C.热机的大量使用会造成环境污染
D.热机所产生的噪声,可以被热机上的消声器完全消除
1.(甘肃白银校级期中)一桶煤油用掉一半,剩下的煤油(D)
A.密度、热值不变,比热容变为原来的一半
B.比热容、密度不变,热值变为原来的一半
C.热值、比热容不变,密度变为原来的一半
D.密度、比热容、热值都不变
2.如图所示依次为甲、乙、丙三台汽油机燃料完全燃烧释放的内能和汽油机输出机械能的二维柱状图。根据图中信息,下列选项正确的是(D)
2题图
A.丙输出的机械能比甲少,所以丙的效率比甲低
B.三台汽油机中,丙的效率最高
C.在消耗质量相同的燃料时,乙输出的机械能比甲少
D.输出相同的机械能,乙比丙消耗更少燃料
3.(安徽安庆期中)下列关于燃料的热值和热机效率的说法正确的是(C)
A.把煤磨成煤粉燃烧可以提高煤的热值
B.1 kg某种燃料燃烧放出的热量越少,其热值一定越小
C.做相同的有用功,效率高的热机损失的能量少
D.新能源汽车实现了“零排放”,其效率达到了100%
4.汽油机在做功冲程中将内能转化为机械能。若某汽车的汽油机在一段时间内所做的有用功为2.3×107 J,效率为25%,则该汽油机在这段时间内消耗2kg的汽油(汽油的热值取4.6×107 J/kg)。
5.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,但在教材的燃料热值表中没有查阅到。于是,他在家里将装有2 kg水的水壶放到天然气灶上去烧,如图所示,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%,已知水的比热容c水=4.2×103 J/(kg·℃)。
(1)在这个过程中水吸收了多少热量?
(2)请你帮小明算出天然气的热值。
5题图
解:(1)在这个过程中水吸收的热量
Q吸=c水m水(t-t0)=4.2×103 J/(kg·℃)
×2 kg×(80 ℃-20 ℃)=5.04×105 J;
(2)天然气完全燃烧放出的热量
Q放= = =1.4×106 J,
天然气的热值q天然气= = =4×107 J/m3。
6.[科学探究]小明想比较生活中常见物质的热值大小,找来了酒精、纸片各5 g,组装了如图所示的实验装置。
6题图
(1)小明在两烧杯中装入质量相同(选填“相同”或“不同”)的水,用温度计记录下此时水的温度,同时点燃酒精和纸片对烧杯进行加热,在加热过程中要使用玻璃棒进行搅拌,其目的是使水受热均匀,加热结束后记录水的温度。
(2)实验中记录的数据如表所示,由表中数据可知酒精的热值更大,原因是燃烧相同质量的酒精和纸片,用酒精作为燃料使水的温度升高更多。
燃料
加热前的水温/℃
加热后的水温/℃
5 g酒精
10
27
5 g纸片
21
31
(3)实验结束后,同学小红认为小明没有控制加热前水的温度相同,所以无法比较酒精与纸片的热值。你认为小红的看法正确吗?不正确,理由是:实验中是通过比较水温的变化量来判断酒精和纸片的热值大小的。
(4)另一同学小亮觉得将水替换为沙子更好,老师却说用沙子也有一定的弊端,请你思考用沙子的好处与弊端分别是什么?
好处:沙子的比热容较小,温度变化量更明显(或稳定性高,沙子不像水那样容易蒸发,因此在长时间加热过程中,沙子的质量变化较小);
弊端:沙子是固体,流动性较差,用玻璃棒搅拌不方便,容易导致受热不均匀(或实验完成后,沙子容易散落,清理起来相对麻烦)。
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