初中物理九年级上学期期中复习05：热机的效率
一、燃料的热值
1．（2021九上·长春月考）火箭发射时用液态氢做燃料，因为液态氢的 大，燃烧过程中将燃料的 能转化为 能。
2．（2021·江西模拟）酒精的热值为3.0×107J/kg，用去一半后，剩余酒精的热值为 J/kg；一个成年人参加一次长跑，身体要消耗6.9×106J的能量，这些能量需要完全燃烧 kg的酒精才能获得。
3．（2021·长春模拟）已知汽油的热值为4.6×107J/kg，完全燃烧0.2kg汽油可以获得 J的热量；汽车在行驶过程中，油箱中的汽油慢慢变少，汽油的热值 （选填“增大”、 “减小”或“不变”）。
4．（2021·广元模拟）人们常用水给汽车发动机降温，这是因为水的 较大，在相同条件下水能带走更多的热量；“可燃冰”作为新型能源，有着巨大的开发、使用潜力，同等条件下，“可燃冰”完全燃烧放出的热量达到煤气的数十倍，说明“可燃冰”的 较大。
5．（2021九上·滨州开学考）关于燃料的热值，以下说法中正确的是（ ）
A．燃料不完全燃烧时的热值比完全燃烧时的热值小
B．燃烧1kg某种燃料放出的热量叫这种燃料的热值
C．燃料燃烧时，随着质量减少，它的热值将逐渐减小
D．燃料的热值与燃料的种类有关，与燃料的质量和燃烧状况无关
6．（2021八下·通州期末）下列关于热值的说法正确的是（ ）
A．燃料燃烧时，用的燃料越多，燃料的热值越大
B．燃料燃烧时，放出的热量越多，燃料的热值越大
C．相同质量的不同燃料燃烧时，放出热量较多的燃料，热值较大
D．相同质量的不同燃料完全燃烧时，放出热量较多的燃料，热值较大
7．（2021·邵阳模拟）现代火箭常用液态氢做燃料，氢的热值是1.4×108J/m3，在完全燃烧一样多的燃料时，可以获得更多的能量。因为液态氢具有（ ）
A．较小的密度 B．较低的沸点
C．较大的比热容 D．较高的热值
8．（2021·封开模拟）将一瓶酒精用去三分之一，则剩余酒精的密度、比热容和热值（ ）
A．热值不变，密度、比热容变为原来的三分之二
B．都变为原来的三分之二
C．热值变为原来的三分之二，密度、比热容不变
D．都不变
9．（2021·韩城模拟）2021年3月31日6时45分，中国在酒泉卫星发射中心用长征四号丙运载火箭，成功将高分十二号02星发射升空，卫星顺利进入预定轨道。长征四号丙运载火箭采用液态氢做为燃料，原因是液态氢具有较大的（ ）
A．比热容 B．沸点 C．热值 D．凝固点
10．（2021·松原模拟）学习了燃料的热值后，小王自己设计实验来探究酒精和碎纸片的热值大小。
（1）实验装置如图所示，你认为图中器件的安装顺序是 （由下而上/由上而下）。
（2）为保证实验结论的可靠，以及方便比较，小王同学在实验中应保持 、 、以及两个烧杯都应相同。
（3）实验数据记录如表，根据表中数据，计算出碎纸片的热值是 J/kg。
（4）通过实验得到的燃料热值与实际相比是偏 （大/小），出现这样情况的主要原因是 。（写出一点）
燃料 加热前水温℃ 燃料燃尽时水温℃ 燃料的热值J/kg
酒精 15 35 2.4×106
碎纸片 15 25 ？
二、热机的效率
11．（2021·百色）某燃气热水器将20kg的水从10℃加热到60℃，完全燃烧了0.21m3的燃气。水吸收的热量 J，热水器的效率是 。[已知水的比热容为4.2×103J/（kg·℃），燃气的热值为4×107J/m3]
12．（2021·荆州）使用清洁能源天然气有助于国家提出的2060年前实现碳中和的目标。小明同学用他家的天然气灶将质量为2kg，初温为15℃的水加热到95℃，水吸收的热量是 J：若此过程的热效率为40%，则此过程消耗天然气 m3。（水的比热容为4.2×103J/（kg·℃），天然气热值为4.2×107/m3）
13．（2021八下·桥西期末）天然气的热值为 ，其表示的物理意义是 小明在一次使用天然气热水器烧水的过程中将 的水从10℃加热到60℃，完全燃烧了 的天然气，则水吸收的热量是Q= J，该热水器烧水的效率η= （ ）
14．（2021·岐山模拟）“保护环境，人人有责”，合理分类和利用垃圾可以保护环境，利用先进工艺和科学方法还可以使垃圾变废为宝。若1t垃圾能提炼出70kg燃料油，燃料油的热值为4.5×107J/kg，则这些燃料油完全燃烧时释放出的热量为 J，若燃料油完全燃烧时释放出的热量全部被水吸收，则这些热量可以使 kg的水温度升高25℃。[水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)]
15．（2021·定远模拟）用煤气灶把2kg、初温为20℃的水加热到70℃，消耗了0.02m3天然气，则煤气灶烧水的效率为 。（c水=4.2×103J/（kg·℃），q天然气=4.0×107J/m3）
16．（2021·利辛模拟）某垃圾处理厂处理垃圾时提炼出了200kg燃料油，并用这些燃料油加热体积为30m3的水用来供暖，可使水温升高60℃，根据以往经验可知供暖炉的加热效率为84%，则提炼出的燃料油的热值为 J/kg。（c水=4.2×103J/（kg·℃））
17．（2021·眉山模拟）在1个标准大气压下，用一台热损失 的燃气灶将 初温为 20℃ 的水加热至沸腾，水要吸收 的热量，需要消耗 的天然气。（ ）
18．（2021·寻乌模拟）汽车发动机一般是柴油机或汽油机，它把燃料燃烧放出的 能转化为机械能。一台柴油机的热机效率为25%，用这台柴油机工作时完全燃烧2kg的柴油可做有用功 J。(柴油的热值q=3.3×107J/kg)
19．（2021·东平模拟）有一种节能型燃气炉灶，据介绍，使用该种炉灶比普通炉灶烧开同样一壶水可以节约燃气10%~15%。这是因为，使用这种炉灶可以（ ）
A．增大燃气的热值 B．增大燃气的密度
C．降低水的比热容 D．提高燃气的燃烧效率
20．（2021·武侯模拟）热机效率是热机性能的重要指标，下列措施中，可以提高热机效率的是（ ）
A．尽量增加热机的工作时间 B．尽量增加废气带走的热量
C．尽量使用热值更大的燃料 D．尽量减少热机部件的摩擦
21．（2021·淮南模拟）为了保护环境，我们应大力提倡使用清洁能源。欲使20kg、20℃的水温度升高50℃。[c水＝4.2×103J/（kg ℃），q天然气＝4×107J/m3]
（1）计算水吸收的热量；
（2）如果使用热效率为60%的天然气热水器，需要燃烧多少天然气？
22．（2021九上·孝感月考）水壶里装有3kg、40℃的水，用天然气炉具将其加热至沸腾，烧开这壶水消耗的天然气是0.02m3，已知天然气的热值为8.0×107J/ m3，大气压强为1标准大气压。求：
（1）烧开这壶水，水需要吸收的热量；
（2）天然气完全燃烧放出多少热量？
（3）天然气炉具的效率。
答案解析部分
1．【答案】热值；化学；内
【知识点】燃料的热值；能量的转化或转移
【解析】【解答】液态氢的热值大，所以相同质量的燃料，能放出更多的热量，燃料燃烧，化学能转化为内能。
故答案为：热值；化学；内。
【分析】其他条件一定时，热值越大，放热越多。燃烧时，化学能转化为内能。
2．【答案】3.0×107；0.23
【知识点】燃料的热值
【解析】【解答】热值是燃料的特性，其大小与燃料的种类有关，而与燃料的质量、燃烧程度无关。由题得Q放=6.9×106J，根据Q放=mq可知，需要酒精的质量为
【分析】热值是燃料的特性，和质量无关；利用热量和热值的比值计算燃料的质量。
3．【答案】9.2×106；不变
【知识点】热量的计算；燃料的热值
【解析】【解答】完全燃烧0.2kg汽油可以获得的热量 热值是燃料的属性，与物质的种类有关，与质量无关，故油箱中的汽油慢慢变少，汽油的热值不变。
【分析】结合燃料的质量，利用热值公式求解燃料释放的热量；燃料的热值只与燃料的种类有关，与燃烧是否充分燃烧没有关系。
4．【答案】比热容；热值
【知识点】比热容；燃料的热值
【解析】【解答】由于水的比热容较大，吸热能力较强，相同质量的水和其它物质相比，升高相同温度时能吸收更多的热量，所以人们常用水给汽车发动机降温。由于可燃冰的热值大，相同质量的可燃冰和其它燃料相比，完全燃烧时可燃冰能放出更多的热量。
【分析】水的比热容大，相同质量的水可以吸收更多的热量，冷却效果更好；相同质量的水可以放出更多的热量，取暖效果更好。燃料的热值指的是1千克的燃料完全燃烧释放的热量，燃料的热值越大，单位质量的热量完全燃烧释放的热量多。
5．【答案】D
【知识点】燃料的热值
【解析】【解答】 A、燃料的热值只与燃料的种类有关，与燃料的燃烧程度无关，故A说法错误；
B、完全燃烧1kg某种燃料放出的热量叫这种燃料的热值，故B说法错误；
CD、燃料的热值只与燃料的种类有关，与燃料的质量无关，故C说法错误；D说法正确．
故答案为：D。
【分析】热值描述的是燃料的放热能力，是燃料的一种特性，热值的大小只与燃料的种类有关，与其质量和燃烧状况无关。
6．【答案】D
【知识点】燃料的热值
【解析】【解答】A．燃料的热值指的是1kg的燃料完全燃烧所释放的热量，与质量无关，A不符合题意；
B．不同的燃料燃烧时，必须是完全燃烧，且要限定质量相同，放出的热量越多，燃料的热值才越大，B不符合题意；
C．需要完全燃烧，C不符合题意；
D．相同质量的不同燃料完全燃烧时，放出热量较多的燃料，热值较大是正确的，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】热值是燃料的特性，和燃料的种类有关；质量相同时，热值越大，燃烧放出的热量越多。
7．【答案】D
【知识点】燃料的热值
【解析】【解答】由于液态氢具有较高的热值，则根据Q=Vq可知，完全燃烧一样多的燃料时，可以获得更多的能量。
故答案为：D。
【分析】燃料的热值指的是1千克的燃料完全燃烧释放的热量，燃料的热值越大，单位质量的热量完全燃烧释放的热量多。
8．【答案】D
【知识点】密度及其特性；比热容；燃料的热值
【解析】【解答】将一瓶酒精，用去三分之一后，质量减少，体积减小，但物质的种类和状态没有变化，所以密度、比热和热值都不变。
故答案为：D。
【分析】密度、比热容、热值是特性，与质量无关。
9．【答案】C
【知识点】燃料的热值
【解析】【解答】 与相同质量的其它燃料相比，液态氢完全燃烧释放的热量多，即热值大，所以运载火箭采用液态氢做为燃料。
故答案为：C。
【分析】热值是燃料的特性，不同的燃料热值不同。
10．【答案】（1）由下而上
（2）酒精和碎纸片的质量；水的质量
（3）1.2×106
（4）小；是热量损失或燃料燃烧不完全
【知识点】燃料的热值
【解析】【解答】（1）由于要用酒精灯的外焰加热，且温度计的玻璃泡与被测液体充分接触，不能紧靠容器壁或容器底部，所以，在组装装置甲时，要按“从下往上”的原则；
（2）为了尽量减小各种因素对实验的影响，保证实验结论的可靠，以及方便比较，小王同学在实验中应保持酒精和碎纸片的质量、水的质量以及两个烧杯都应相同。
（3）不计热量损失的情况下，根据表中数据和Q=cm t可知，水从酒精吸收的热量和从碎纸片吸收的热量之比为2∶1，则酒精完全燃烧放出的热量和从碎纸片完全燃烧放出的热量之比为2∶1，由 可知，碎纸片的热值是酒精的热值一半，即为1.2×106J/kg。
（4）通过实验得到的燃料热值与实际相比是偏小，出现这样情况的主要原因是燃料燃烧不完全、热量燃烧放出的热量没有完全被水吸收。
【分析】（1）在组装实验仪器的时候应该按照自下而上的顺序进行组装；
（2）比较不用燃料的热值，需要控制燃料的质量相同即可；通过烧杯内液体温度变化量反映燃料释放热量的多少，故要控制烧杯内的液体质量相同；
（3）结合水的质量和温度的变化量，利用比热容公式求解水吸收的热量，除以燃料的质量即为热值；
（4）燃料释放的热量不能被水完全吸收掉，故计算得到的热值偏小。
11．【答案】4.2×106；50%
【知识点】热量的计算；燃料的热值
【解析】【解答】水吸收的热量Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×20kg×(60℃-10℃)=4.2×106J
燃气完全燃烧放出的热量Q放=Vq天然气=0.21m3×4×107J/m3=8.4×106J
热水器的效率
【分析】根据水的比热容、质量和温度差的乘积，可以计算吸收热量的多少；利用燃料的体积和热值的乘积计算放出热量的多少；根据吸收的热量和总热量的比值计算热效率。
12．【答案】；
【知识点】热量的计算；燃料的热值
【解析】【解答】水吸收的热量是
故水吸收的热量是 。
若此过程的热效率为40%，则天然气的释放的热量为
则天然气的体积为
则天然气的体积为 。
【分析】根据比热容、质量和温度差可以计算吸收的热量；利用热量和热效率可以计算总热大小，利用热量和热值的比值计算燃料的体积。
13．【答案】1kg的天然气完全燃烧时所释放出的热量是 ；；50%
【知识点】热量的计算；燃料的热值；热机的效率
【解析】【解答】天然气的热值为 ，它表示的意思是1kg的天然气完全燃烧时所释放出的热量是 。
水吸收的热量
的天然气完全燃烧放出的热量
该热水器烧水的效率
【分析】热值表示的意思是1kg的燃料完全燃烧时所释放出的热量；利用Q吸=cm△t求出水吸收的热量；利用Q放=qm求消耗的天然气完全燃烧放出的热量；该热水器的效率等于水吸收的热量与天然气完全燃烧放出的热量之比。
14．【答案】3.15×109；3×104
【知识点】热量的计算；燃料的热值
【解析】【解答】完全燃烧70kg这种燃料油放出的热量Q＝m油q油＝70kg×4.5×107J/kg＝3.15×109J
加热水的质量
【分析】根据燃料的质量和热值的乘积计算热量，利用热量和比热容、温度差，可以计算质量大小。
15．【答案】52.5%
【知识点】燃料的热值；热机的效率
【解析】【解答】由 可知，水吸收的热量为
由 知道，天然气完全燃烧放出的热量是
由 可知，燃气灶的效率是
【分析】已知天然气的体积，和热值可以根据公式求出天然气完全燃烧所释放出来的热量。再根据公式求出水所吸收的热量，再根据公式求出效率。
16．【答案】4.5×107
【知识点】热量的计算；燃料的热值
【解析】【解答】水的质量m水=ρ水V=1×103kg/m3×30m3=3×104kg
水吸收的热量Q吸= c水m水Δt==4.2×103J/(kg·℃)×3×104kg×60℃=7.56×109J
燃料油燃烧放出的热量Q放= =9×109J
燃料油的热值 =4.5×107J/kg
【分析】结合水的质量和温度的变化量，利用比热容公式求解水吸收的热量即可；水吸收热量为有用功，除以加热效率为总功，即为燃料释放的热量，除以燃料的热值即为燃料的质量。
17．【答案】；0.032
【知识点】热量的计算；燃料的热值
【解析】【解答】在一个标准大气压下水的沸点为 100℃ ，将 初温为 20℃ 的水加热至沸腾，水吸收的热量为
天然气灶热损失 ，即其热效率为 ，由 可得，天然气燃烧需放出的热量为
由 得，需要消耗天然气的体积为
【分析】根据水的比热容、重力和额温度差的乘积计算吸热多少，结合热效率可以计算总热量；利用热量和燃料的热值的比值计算燃料的体积。
18．【答案】内；1.65×107
【知识点】燃料的热值；有关热机的计算
【解析】【解答】柴油机或汽油机工作时，消耗内能，产生机械能，把燃料燃烧放出的内能转化为机械能。完全燃烧2kg柴油放出的热量Q放＝mq＝2kg×3.3×107J/kg＝6.6×107J
有用功W有＝Q放η＝6.6×107J×25%＝1.65×107J
【分析】内燃机工作时，将内能转化为机械能；根据燃料的热值和质量的乘积计算热量，结合热机效率计算热机的有用功。
19．【答案】D
【知识点】燃料的热值；热机的效率
【解析】【解答】A．热值是燃料的一种特性，与燃料的种类有关，不能增大燃气的热值，A不符合题意；
B．密度是物质的一种特性，与物质的种类有关，不能增大燃气的密度，B不符合题意；
C．比热容是物质的一种特性，与物质的种类有关，不能降低水的比热容，C不符合题意；
D．烧开同样一壶水，水吸收的热量相同，使用节能型燃气炉灶比普通炉灶烧开同样一壶水可以节约燃气10%～15%，说明提高了燃料的利用率，即使用这种炉灶可以提高燃气的燃烧效率，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】所需热量的总量一定时，减少消耗的燃料，可以提高效率。
20．【答案】D
【知识点】热机的效率
【解析】【解答】A．增加热机的工作时间，并不能减少热量的损失，所以不能提高热机的效率，A不符合题意；
B．增加废气带走的热量，热机的能量利用率降低，即热机的效率降低，B不符合题意；
C．使用热值更大的燃料，其能量利用率不一定高，不一定能提高热机的效率，C不符合题意；
D．尽量减少热机部件的摩擦，减少克服摩擦消耗的内能，可以增大有用能量与燃料完全燃烧放出总能量的比值，可以提高热机的效率，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】内燃机是一种把内能转化为机械能的装置，内燃机的效率为机械能与燃料完全燃烧释放的热量的比值，减少能量损耗、使燃料充分燃烧可以提高效率，但效率不会达到100%。
21．【答案】（1）解；水吸收的热量Q吸＝c水mΔt＝4.2×103J/（kg ℃）×20kg×50℃＝4. 2×106J
水吸收的热量为4.2×106J。
答：计算水吸收的热量为4. 2×106J；
（2）解；由η＝ ＝60%得天然气完全燃烧放出的热量Q放＝ ＝ ＝7×106J
由Q放＝Vq天然气得需要天然气的体积V＝ ＝ ＝0.175m3
需要燃烧0.175m3的天然气
答：如果使用热效率为60%的天然气热水器，需要燃烧0.175m3天然气。
【知识点】热量的计算；燃料的热值
【解析】【分析】（1）结合水的质量和温度的变化量，利用比热容公式求解水吸收的热量即可；
（2）水吸收热量为有用功，除以加热效率为总功，即为燃料释放的热量，除以燃料的热值即为燃料的体积。
22．【答案】（1）解：1标准大气压下，水的沸点为100℃，即水的末温为100℃，水吸收的热量Q吸=c水mΔt=4.2×103J/(kg·℃)×3kg×(100℃-40℃)=7.56×105J
答：烧开这壶水，水需要吸收的热量是7.56×105J；
（2）解：天然气完全燃烧释放热量Q放=qV=8.0×107J/m3×0.02m3=1.6×106J
答：天然气完全燃烧放出多少热量是1.6×106J；
（3）解：天然气炉具的效率
答：天然气炉具的效率是47.25%。
【知识点】热量的计算；燃料的热值；热机的效率
【解析】【分析】（1）利用Q吸=c水mΔt求得水吸收的热量。
（2）利用Q放=qV求得天然气完全燃烧释放热量。
（3）利用求得天然气炉具的效率。
1 / 1初中物理九年级上学期期中复习05：热机的效率
一、燃料的热值
1．（2021九上·长春月考）火箭发射时用液态氢做燃料，因为液态氢的 大，燃烧过程中将燃料的 能转化为 能。
【答案】热值；化学；内
【知识点】燃料的热值；能量的转化或转移
【解析】【解答】液态氢的热值大，所以相同质量的燃料，能放出更多的热量，燃料燃烧，化学能转化为内能。
故答案为：热值；化学；内。
【分析】其他条件一定时，热值越大，放热越多。燃烧时，化学能转化为内能。
2．（2021·江西模拟）酒精的热值为3.0×107J/kg，用去一半后，剩余酒精的热值为 J/kg；一个成年人参加一次长跑，身体要消耗6.9×106J的能量，这些能量需要完全燃烧 kg的酒精才能获得。
【答案】3.0×107；0.23
【知识点】燃料的热值
【解析】【解答】热值是燃料的特性，其大小与燃料的种类有关，而与燃料的质量、燃烧程度无关。由题得Q放=6.9×106J，根据Q放=mq可知，需要酒精的质量为
【分析】热值是燃料的特性，和质量无关；利用热量和热值的比值计算燃料的质量。
3．（2021·长春模拟）已知汽油的热值为4.6×107J/kg，完全燃烧0.2kg汽油可以获得 J的热量；汽车在行驶过程中，油箱中的汽油慢慢变少，汽油的热值 （选填“增大”、 “减小”或“不变”）。
【答案】9.2×106；不变
【知识点】热量的计算；燃料的热值
【解析】【解答】完全燃烧0.2kg汽油可以获得的热量 热值是燃料的属性，与物质的种类有关，与质量无关，故油箱中的汽油慢慢变少，汽油的热值不变。
【分析】结合燃料的质量，利用热值公式求解燃料释放的热量；燃料的热值只与燃料的种类有关，与燃烧是否充分燃烧没有关系。
4．（2021·广元模拟）人们常用水给汽车发动机降温，这是因为水的 较大，在相同条件下水能带走更多的热量；“可燃冰”作为新型能源，有着巨大的开发、使用潜力，同等条件下，“可燃冰”完全燃烧放出的热量达到煤气的数十倍，说明“可燃冰”的 较大。
【答案】比热容；热值
【知识点】比热容；燃料的热值
【解析】【解答】由于水的比热容较大，吸热能力较强，相同质量的水和其它物质相比，升高相同温度时能吸收更多的热量，所以人们常用水给汽车发动机降温。由于可燃冰的热值大，相同质量的可燃冰和其它燃料相比，完全燃烧时可燃冰能放出更多的热量。
【分析】水的比热容大，相同质量的水可以吸收更多的热量，冷却效果更好；相同质量的水可以放出更多的热量，取暖效果更好。燃料的热值指的是1千克的燃料完全燃烧释放的热量，燃料的热值越大，单位质量的热量完全燃烧释放的热量多。
5．（2021九上·滨州开学考）关于燃料的热值，以下说法中正确的是（ ）
A．燃料不完全燃烧时的热值比完全燃烧时的热值小
B．燃烧1kg某种燃料放出的热量叫这种燃料的热值
C．燃料燃烧时，随着质量减少，它的热值将逐渐减小
D．燃料的热值与燃料的种类有关，与燃料的质量和燃烧状况无关
【答案】D
【知识点】燃料的热值
【解析】【解答】 A、燃料的热值只与燃料的种类有关，与燃料的燃烧程度无关，故A说法错误；
B、完全燃烧1kg某种燃料放出的热量叫这种燃料的热值，故B说法错误；
CD、燃料的热值只与燃料的种类有关，与燃料的质量无关，故C说法错误；D说法正确．
故答案为：D。
【分析】热值描述的是燃料的放热能力，是燃料的一种特性，热值的大小只与燃料的种类有关，与其质量和燃烧状况无关。
6．（2021八下·通州期末）下列关于热值的说法正确的是（ ）
A．燃料燃烧时，用的燃料越多，燃料的热值越大
B．燃料燃烧时，放出的热量越多，燃料的热值越大
C．相同质量的不同燃料燃烧时，放出热量较多的燃料，热值较大
D．相同质量的不同燃料完全燃烧时，放出热量较多的燃料，热值较大
【答案】D
【知识点】燃料的热值
【解析】【解答】A．燃料的热值指的是1kg的燃料完全燃烧所释放的热量，与质量无关，A不符合题意；
B．不同的燃料燃烧时，必须是完全燃烧，且要限定质量相同，放出的热量越多，燃料的热值才越大，B不符合题意；
C．需要完全燃烧，C不符合题意；
D．相同质量的不同燃料完全燃烧时，放出热量较多的燃料，热值较大是正确的，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】热值是燃料的特性，和燃料的种类有关；质量相同时，热值越大，燃烧放出的热量越多。
7．（2021·邵阳模拟）现代火箭常用液态氢做燃料，氢的热值是1.4×108J/m3，在完全燃烧一样多的燃料时，可以获得更多的能量。因为液态氢具有（ ）
A．较小的密度 B．较低的沸点
C．较大的比热容 D．较高的热值
【答案】D
【知识点】燃料的热值
【解析】【解答】由于液态氢具有较高的热值，则根据Q=Vq可知，完全燃烧一样多的燃料时，可以获得更多的能量。
故答案为：D。
【分析】燃料的热值指的是1千克的燃料完全燃烧释放的热量，燃料的热值越大，单位质量的热量完全燃烧释放的热量多。
8．（2021·封开模拟）将一瓶酒精用去三分之一，则剩余酒精的密度、比热容和热值（ ）
A．热值不变，密度、比热容变为原来的三分之二
B．都变为原来的三分之二
C．热值变为原来的三分之二，密度、比热容不变
D．都不变
【答案】D
【知识点】密度及其特性；比热容；燃料的热值
【解析】【解答】将一瓶酒精，用去三分之一后，质量减少，体积减小，但物质的种类和状态没有变化，所以密度、比热和热值都不变。
故答案为：D。
【分析】密度、比热容、热值是特性，与质量无关。
9．（2021·韩城模拟）2021年3月31日6时45分，中国在酒泉卫星发射中心用长征四号丙运载火箭，成功将高分十二号02星发射升空，卫星顺利进入预定轨道。长征四号丙运载火箭采用液态氢做为燃料，原因是液态氢具有较大的（ ）
A．比热容 B．沸点 C．热值 D．凝固点
【答案】C
【知识点】燃料的热值
【解析】【解答】 与相同质量的其它燃料相比，液态氢完全燃烧释放的热量多，即热值大，所以运载火箭采用液态氢做为燃料。
故答案为：C。
【分析】热值是燃料的特性，不同的燃料热值不同。
10．（2021·松原模拟）学习了燃料的热值后，小王自己设计实验来探究酒精和碎纸片的热值大小。
（1）实验装置如图所示，你认为图中器件的安装顺序是 （由下而上/由上而下）。
（2）为保证实验结论的可靠，以及方便比较，小王同学在实验中应保持 、 、以及两个烧杯都应相同。
（3）实验数据记录如表，根据表中数据，计算出碎纸片的热值是 J/kg。
（4）通过实验得到的燃料热值与实际相比是偏 （大/小），出现这样情况的主要原因是 。（写出一点）
燃料 加热前水温℃ 燃料燃尽时水温℃ 燃料的热值J/kg
酒精 15 35 2.4×106
碎纸片 15 25 ？
【答案】（1）由下而上
（2）酒精和碎纸片的质量；水的质量
（3）1.2×106
（4）小；是热量损失或燃料燃烧不完全
【知识点】燃料的热值
【解析】【解答】（1）由于要用酒精灯的外焰加热，且温度计的玻璃泡与被测液体充分接触，不能紧靠容器壁或容器底部，所以，在组装装置甲时，要按“从下往上”的原则；
（2）为了尽量减小各种因素对实验的影响，保证实验结论的可靠，以及方便比较，小王同学在实验中应保持酒精和碎纸片的质量、水的质量以及两个烧杯都应相同。
（3）不计热量损失的情况下，根据表中数据和Q=cm t可知，水从酒精吸收的热量和从碎纸片吸收的热量之比为2∶1，则酒精完全燃烧放出的热量和从碎纸片完全燃烧放出的热量之比为2∶1，由 可知，碎纸片的热值是酒精的热值一半，即为1.2×106J/kg。
（4）通过实验得到的燃料热值与实际相比是偏小，出现这样情况的主要原因是燃料燃烧不完全、热量燃烧放出的热量没有完全被水吸收。
【分析】（1）在组装实验仪器的时候应该按照自下而上的顺序进行组装；
（2）比较不用燃料的热值，需要控制燃料的质量相同即可；通过烧杯内液体温度变化量反映燃料释放热量的多少，故要控制烧杯内的液体质量相同；
（3）结合水的质量和温度的变化量，利用比热容公式求解水吸收的热量，除以燃料的质量即为热值；
（4）燃料释放的热量不能被水完全吸收掉，故计算得到的热值偏小。
二、热机的效率
11．（2021·百色）某燃气热水器将20kg的水从10℃加热到60℃，完全燃烧了0.21m3的燃气。水吸收的热量 J，热水器的效率是 。[已知水的比热容为4.2×103J/（kg·℃），燃气的热值为4×107J/m3]
【答案】4.2×106；50%
【知识点】热量的计算；燃料的热值
【解析】【解答】水吸收的热量Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×20kg×(60℃-10℃)=4.2×106J
燃气完全燃烧放出的热量Q放=Vq天然气=0.21m3×4×107J/m3=8.4×106J
热水器的效率
【分析】根据水的比热容、质量和温度差的乘积，可以计算吸收热量的多少；利用燃料的体积和热值的乘积计算放出热量的多少；根据吸收的热量和总热量的比值计算热效率。
12．（2021·荆州）使用清洁能源天然气有助于国家提出的2060年前实现碳中和的目标。小明同学用他家的天然气灶将质量为2kg，初温为15℃的水加热到95℃，水吸收的热量是 J：若此过程的热效率为40%，则此过程消耗天然气 m3。（水的比热容为4.2×103J/（kg·℃），天然气热值为4.2×107/m3）
【答案】；
【知识点】热量的计算；燃料的热值
【解析】【解答】水吸收的热量是
故水吸收的热量是 。
若此过程的热效率为40%，则天然气的释放的热量为
则天然气的体积为
则天然气的体积为 。
【分析】根据比热容、质量和温度差可以计算吸收的热量；利用热量和热效率可以计算总热大小，利用热量和热值的比值计算燃料的体积。
13．（2021八下·桥西期末）天然气的热值为 ，其表示的物理意义是 小明在一次使用天然气热水器烧水的过程中将 的水从10℃加热到60℃，完全燃烧了 的天然气，则水吸收的热量是Q= J，该热水器烧水的效率η= （ ）
【答案】1kg的天然气完全燃烧时所释放出的热量是 ；；50%
【知识点】热量的计算；燃料的热值；热机的效率
【解析】【解答】天然气的热值为 ，它表示的意思是1kg的天然气完全燃烧时所释放出的热量是 。
水吸收的热量
的天然气完全燃烧放出的热量
该热水器烧水的效率
【分析】热值表示的意思是1kg的燃料完全燃烧时所释放出的热量；利用Q吸=cm△t求出水吸收的热量；利用Q放=qm求消耗的天然气完全燃烧放出的热量；该热水器的效率等于水吸收的热量与天然气完全燃烧放出的热量之比。
14．（2021·岐山模拟）“保护环境，人人有责”，合理分类和利用垃圾可以保护环境，利用先进工艺和科学方法还可以使垃圾变废为宝。若1t垃圾能提炼出70kg燃料油，燃料油的热值为4.5×107J/kg，则这些燃料油完全燃烧时释放出的热量为 J，若燃料油完全燃烧时释放出的热量全部被水吸收，则这些热量可以使 kg的水温度升高25℃。[水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)]
【答案】3.15×109；3×104
【知识点】热量的计算；燃料的热值
【解析】【解答】完全燃烧70kg这种燃料油放出的热量Q＝m油q油＝70kg×4.5×107J/kg＝3.15×109J
加热水的质量
【分析】根据燃料的质量和热值的乘积计算热量，利用热量和比热容、温度差，可以计算质量大小。
15．（2021·定远模拟）用煤气灶把2kg、初温为20℃的水加热到70℃，消耗了0.02m3天然气，则煤气灶烧水的效率为 。（c水=4.2×103J/（kg·℃），q天然气=4.0×107J/m3）
【答案】52.5%
【知识点】燃料的热值；热机的效率
【解析】【解答】由 可知，水吸收的热量为
由 知道，天然气完全燃烧放出的热量是
由 可知，燃气灶的效率是
【分析】已知天然气的体积，和热值可以根据公式求出天然气完全燃烧所释放出来的热量。再根据公式求出水所吸收的热量，再根据公式求出效率。
16．（2021·利辛模拟）某垃圾处理厂处理垃圾时提炼出了200kg燃料油，并用这些燃料油加热体积为30m3的水用来供暖，可使水温升高60℃，根据以往经验可知供暖炉的加热效率为84%，则提炼出的燃料油的热值为 J/kg。（c水=4.2×103J/（kg·℃））
【答案】4.5×107
【知识点】热量的计算；燃料的热值
【解析】【解答】水的质量m水=ρ水V=1×103kg/m3×30m3=3×104kg
水吸收的热量Q吸= c水m水Δt==4.2×103J/(kg·℃)×3×104kg×60℃=7.56×109J
燃料油燃烧放出的热量Q放= =9×109J
燃料油的热值 =4.5×107J/kg
【分析】结合水的质量和温度的变化量，利用比热容公式求解水吸收的热量即可；水吸收热量为有用功，除以加热效率为总功，即为燃料释放的热量，除以燃料的热值即为燃料的质量。
17．（2021·眉山模拟）在1个标准大气压下，用一台热损失 的燃气灶将 初温为 20℃ 的水加热至沸腾，水要吸收 的热量，需要消耗 的天然气。（ ）
【答案】；0.032
【知识点】热量的计算；燃料的热值
【解析】【解答】在一个标准大气压下水的沸点为 100℃ ，将 初温为 20℃ 的水加热至沸腾，水吸收的热量为
天然气灶热损失 ，即其热效率为 ，由 可得，天然气燃烧需放出的热量为
由 得，需要消耗天然气的体积为
【分析】根据水的比热容、重力和额温度差的乘积计算吸热多少，结合热效率可以计算总热量；利用热量和燃料的热值的比值计算燃料的体积。
18．（2021·寻乌模拟）汽车发动机一般是柴油机或汽油机，它把燃料燃烧放出的 能转化为机械能。一台柴油机的热机效率为25%，用这台柴油机工作时完全燃烧2kg的柴油可做有用功 J。(柴油的热值q=3.3×107J/kg)
【答案】内；1.65×107
【知识点】燃料的热值；有关热机的计算
【解析】【解答】柴油机或汽油机工作时，消耗内能，产生机械能，把燃料燃烧放出的内能转化为机械能。完全燃烧2kg柴油放出的热量Q放＝mq＝2kg×3.3×107J/kg＝6.6×107J
有用功W有＝Q放η＝6.6×107J×25%＝1.65×107J
【分析】内燃机工作时，将内能转化为机械能；根据燃料的热值和质量的乘积计算热量，结合热机效率计算热机的有用功。
19．（2021·东平模拟）有一种节能型燃气炉灶，据介绍，使用该种炉灶比普通炉灶烧开同样一壶水可以节约燃气10%~15%。这是因为，使用这种炉灶可以（ ）
A．增大燃气的热值 B．增大燃气的密度
C．降低水的比热容 D．提高燃气的燃烧效率
【答案】D
【知识点】燃料的热值；热机的效率
【解析】【解答】A．热值是燃料的一种特性，与燃料的种类有关，不能增大燃气的热值，A不符合题意；
B．密度是物质的一种特性，与物质的种类有关，不能增大燃气的密度，B不符合题意；
C．比热容是物质的一种特性，与物质的种类有关，不能降低水的比热容，C不符合题意；
D．烧开同样一壶水，水吸收的热量相同，使用节能型燃气炉灶比普通炉灶烧开同样一壶水可以节约燃气10%～15%，说明提高了燃料的利用率，即使用这种炉灶可以提高燃气的燃烧效率，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】所需热量的总量一定时，减少消耗的燃料，可以提高效率。
20．（2021·武侯模拟）热机效率是热机性能的重要指标，下列措施中，可以提高热机效率的是（ ）
A．尽量增加热机的工作时间 B．尽量增加废气带走的热量
C．尽量使用热值更大的燃料 D．尽量减少热机部件的摩擦
【答案】D
【知识点】热机的效率
【解析】【解答】A．增加热机的工作时间，并不能减少热量的损失，所以不能提高热机的效率，A不符合题意；
B．增加废气带走的热量，热机的能量利用率降低，即热机的效率降低，B不符合题意；
C．使用热值更大的燃料，其能量利用率不一定高，不一定能提高热机的效率，C不符合题意；
D．尽量减少热机部件的摩擦，减少克服摩擦消耗的内能，可以增大有用能量与燃料完全燃烧放出总能量的比值，可以提高热机的效率，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】内燃机是一种把内能转化为机械能的装置，内燃机的效率为机械能与燃料完全燃烧释放的热量的比值，减少能量损耗、使燃料充分燃烧可以提高效率，但效率不会达到100%。
21．（2021·淮南模拟）为了保护环境，我们应大力提倡使用清洁能源。欲使20kg、20℃的水温度升高50℃。[c水＝4.2×103J/（kg ℃），q天然气＝4×107J/m3]
（1）计算水吸收的热量；
（2）如果使用热效率为60%的天然气热水器，需要燃烧多少天然气？
【答案】（1）解；水吸收的热量Q吸＝c水mΔt＝4.2×103J/（kg ℃）×20kg×50℃＝4. 2×106J
水吸收的热量为4.2×106J。
答：计算水吸收的热量为4. 2×106J；
（2）解；由η＝ ＝60%得天然气完全燃烧放出的热量Q放＝ ＝ ＝7×106J
由Q放＝Vq天然气得需要天然气的体积V＝ ＝ ＝0.175m3
需要燃烧0.175m3的天然气
答：如果使用热效率为60%的天然气热水器，需要燃烧0.175m3天然气。
【知识点】热量的计算；燃料的热值
【解析】【分析】（1）结合水的质量和温度的变化量，利用比热容公式求解水吸收的热量即可；
（2）水吸收热量为有用功，除以加热效率为总功，即为燃料释放的热量，除以燃料的热值即为燃料的体积。
22．（2021九上·孝感月考）水壶里装有3kg、40℃的水，用天然气炉具将其加热至沸腾，烧开这壶水消耗的天然气是0.02m3，已知天然气的热值为8.0×107J/ m3，大气压强为1标准大气压。求：
（1）烧开这壶水，水需要吸收的热量；
（2）天然气完全燃烧放出多少热量？
（3）天然气炉具的效率。
【答案】（1）解：1标准大气压下，水的沸点为100℃，即水的末温为100℃，水吸收的热量Q吸=c水mΔt=4.2×103J/(kg·℃)×3kg×(100℃-40℃)=7.56×105J
答：烧开这壶水，水需要吸收的热量是7.56×105J；
（2）解：天然气完全燃烧释放热量Q放=qV=8.0×107J/m3×0.02m3=1.6×106J
答：天然气完全燃烧放出多少热量是1.6×106J；
（3）解：天然气炉具的效率
答：天然气炉具的效率是47.25%。
【知识点】热量的计算；燃料的热值；热机的效率
【解析】【分析】（1）利用Q吸=c水mΔt求得水吸收的热量。
（2）利用Q放=qV求得天然气完全燃烧释放热量。
（3）利用求得天然气炉具的效率。
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