人教版九年级物理14.2热机的效率

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科目 物理
更新时间 2020-08-08 10:20:30

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人教版九年级物理14.2热机的效率
一、单选题
1.(2019九上·湛江月考)2017年4月20日,搭载着中国首艘太空货运飞船“天舟一号”的“长征七号遥二”运载火箭,在中国文昌航天发射场准时点火升空.“长征七号遥二”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. 较大的比热容 B.较低的沸点
C.较大的热值 D.较高的凝固点
2.(2019九上·京山期中)关于热机的效率,下列说法正确的是(  )
A.一般情况下柴油机的效率比汽油机的高
B.热机的效率高,在做功同样的情况下消耗的能量越多
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
3.(2019九上·奉节期中)一杯煤油倒出一半后,则剩下的煤油(  )
A.比热容不变;热值减为一半 B.比热、热值都不变
C.比热容、热值都减为一半 D.比热容减为一半,热值不变
4.(2019九上·武邑期中)对于燃料的热值,下列说法中,属于正确理解的是(  )
A.热值是一个确定的值,跟燃料的质量及燃料燃烧放出的热量无关
B.燃料的热值跟燃料的质量成正比
C.燃料的热值跟燃料燃烧时放出的热量成正比
D.热值是一个确定的值,跟燃料的种类及燃料燃烧的充分程度有关
5.(2019九上·泰安期中)寒假,《流浪地球》影片大热,激起了同学们对航天科技的浓厚兴趣,选择某种物质作为火箭燃料的首要依据是(  )
A.比热容大 B.热值大 C.密度小 D.电阻小
6.(2019九上·广州期中)下列有关热机效率的说法中,正确的是(  )
A.热机所用燃料的热值越大,效率越高
B.热机的内能转化为热机的机械能越多,效率越高
C.如果改进技术,汽油机的效率可以达到100%
D.蒸汽机、汽油机和柴油机的热机效率分别是η1、η2和η3,则三者效率一样
7.(2019九上·广州期中)某小组的同学做“比较不同燃料的热值”的实验,他们使用了如图所示的装置,假设燃料燃烧放出的热量被液体完全吸收。在设计实验方案时,你认为其中没必要的操作是(  )
A.控制两种燃料的质量相同 B.尽量使燃料充分燃烧
C.盛放两杯液体的容器相同 D.两杯液体的初温相同
8.(2019九上·深圳期中)随着人们的生活水平的提高,汽车走进千家万户。关于小汽车涉及的知识说法正确的是(  )
A.用水做发动机的冷却剂是因为水蒸发吸热
B.小汽车使用汽油作为燃料
C.精心保养可使发电机的效率达到 100%
D.排出的尾气对环境没有任何污染
9.(2019九上·宜昌期中)当煤价上涨时,有些不法商贩将煤矿石破碎后掺在优质煤中高价出售,客户为了不上当,最恰当的方法是检测下列哪个物理量(  )
A.质量 B.温度 C.比热容 D.热值
10.(2019九上·尤溪期中)“可燃冰”作为新型能源有巨大的开发潜力。同等条件下,“可燃冰”完全燃烧放出的热量达到煤气的十倍,这表示“可燃冰”的(  )
A.沸点高 B.热值大 C.比热容大 D.密度大
二、多选题
11.(2019九上·府谷月考)为了节约能源,需提高热机的效率,下列措施中,提高效率的是(  )
A.尽最使燃料充分燃烧 B.尽量减少热机部件间的摩擦
C.尽量减少废气带走的热量 D.尽量增加热机的工作时间
12.(2019九上·岳阳月考)双燃料汽车以天然气或汽油作为燃料,以下说法正确的是(  )
A.燃料的热值越大,燃烧时放出的热量越多
B.以天然气为燃料,汽车发动机的效率可以达到100%
C.在压缩冲程中,燃料混合物的温度升高,内能增大
D.汽油与天然气相比,燃烧时汽油对环境的污染较大
13.(2019九上·海淀月考)如果要提高热机的效率,必须(  )
A.用热值大的燃料 B.减少各种热损失
C.保证良好的润滑 D.提高热机的功率
三、填空题
14.(2020·和平模拟)我国家用轿车常用汽油机驱动,汽油机在做功冲程将   能转化为机械能。汽车行驶过程中,油箱内的汽油越来越少,汽油的热值   (选填“减小”、“不变”或“增大”)。
15.(2020·赤峰模拟)木炭燃烧时,将   能转化为内能;想得到6.8×105J的热量,至少需要燃烧   kg的木炭(木炭热值为3.4×107J/kg)。
16.(2020·黑龙江模拟)用天然气烧水,水烧开后,壶盖不断向上跳动,此过程中能量转化与四冲程汽油机的   冲程的能量转化相同;若天然气完全燃烧放出的热量有50%被水吸收,在标准大气压下把5kg的水从20℃加热至沸腾,需完全燃烧   m3天然气。(c水=4.2×103J/(kg ℃),q天然气=4×107J/m3)
17.(2020·南宁模拟)在探究水的沸腾实验中,某同学用酒精灯对水进行加热,实验中完全燃烧了4.2g酒精,则放出了   J的热量;[已知酒精的热值为3.0×107J/ g]
18.(2020·香坊模拟)天然气的使用,大大改善了我们的生活环境。在一个标准大气压下,把质量为100kg,温度为20℃的水烧开,水吸收的热量为   J,若天然气燃烧放出的热量只有50%被水吸收,则需要完全燃烧   m3的天然气。[ , ]
19.(2020九上·二道区期末)老师在讲台上打开装有酒精的瓶子后,后排的同学很快闻到了酒精的气味,这是   现象。完全燃烧相同质量的酒精和汽油时,汽油放出的热量比酒精多一些,这是因为汽油的   比酒精大一些。
20.(2020·河北模拟)把100kg的水从10℃加热到70℃,水需要吸收   J的热量,燃气热水器需要消耗1m 天然气,已知燃气热水器的效率约为80%,天然气的热值为   J/m3。[水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)]
四、计算题
21.(2020·德州)国家提倡节能减排,各地“煤改气”正在积极进行,某同学计算他家天然气烧水的热效率将 的水倒入烧水壶中,并测出水温为 。在一个标准大气压下,把水刚加热到 时,测出消耗天然气 。已知水的比热容 ,天然气热值约为 。求:
(1)将这些水烧开,需吸收多少热量;
(2)在这种情况下,燃烧的天然气放出了多少热量;
(3)他家天然气灶的效率。
22.(2020·聊城)小华家使用的是天然气热水器,他尝试估测该热水器的效率,以核对铭牌上的数值是否准确。当只有该热水器使用天然气时。把50kg的水从20℃加热到54℃,天然气表的示数由1365.05m3变为1365.17m3,已知水的比热容c=4.2×103J/(kg·℃),天然气的热值q=7.0×107J/m3。求:
(1)水吸收的热量;
(2)消耗的天然气完全燃烧故出的热量;
(3)该热水器的效率。
23.(2020·大连模拟)某考察队在标准大气压下,把 1kg 的水从 50℃加热至沸腾,共消耗了 0.5kg 的干木柴,已知水的比热容为 4.2×103J/(kg·℃),干木柴的热值为 1.2×107J/kg。求:
(1)干木柴完全燃烧放出的热量;
(2)水吸收的热量;
(3)他们烧水的效率。
24.(2020九上·九龙坡期末)如图所示,重庆网红“木桶鱼是在木桶里放入高温的鹅卵石,再加入质量为2kg、初温为60℃的鱼汤,鹅卵石放热能使鱼汤沸腾(在一标准大气压下,鱼汤的比热容视为水的比热容c水=4.2×103J(kg℃)求:
(1)鱼汤所吸收的热量为多少?
(2)若鹅卵石放出热量的80%被鱼汤吸收,若鹅卵石放出的这些热量由天然气提供,天然气完全燃烧,则需要多少m3天然气?(q天然气=3.5×107J/m3)
五、实验探究题
25.(2019九上·新泰月考)小明同学学习了燃料的热值后,考虑到燃料燃烧放出的热量会被水吸收,而水的比热已知。(注:燃料完全燃烧放热用Q放=mq计算,某燃料的热值用q表示:其质量用m表示)。自己设计一个实验来探究煤油和菜籽油的热值的大小关系。他组装了图所示的装置进行实验,记录结果见下表:
燃料 加热前的水温/℃ 燃料燃尽后水温/℃
煤油 25 44
菜籽油 25 34
(1)为了保证实验结论的可靠,小明同学选择了两套相同装置,在实验中还应控制煤油和菜籽油的   相同、及   相同。
(2)分析得出:煤油和菜籽油两种燃料中,热值较大的是   。
(3)小明同学还想利用这种实验方案计算出煤油和菜籽油的热值,那么小明还需要补充的实验仪器是:   。利用此实验方法计算出的热值将比真实值   (偏大/偏小)。说说你的看法   。
26.(2020·抚顺模拟)如图1所示,甲、乙、丙三图中的装置完全相同燃料的质量都是10g,烧杯内的液体质量和初温也相同。
(1)为了研究不同物质的吸热能力选用图1中   两幅图进行实验根据记录的数据做出了两种液体的温度随时间变化关系如图2所示。
①不同物质吸热的多少是通过   (选填“温度计示数”或“加热时间”)来反映的;
②由图2可以看出,   液体的温度升高得较快,   液体的比热容较大;
③若b液体的比热容是1.8×103J/(kg ℃),则a液体的比热容是   J/(kg ℃)
(2)为了研究不同燃料的热值选用其中   两幅图进行实验。在实验前用天平测出了烧杯中液体的质量及燃料的质量,并记录数据利用公式Q吸=cm(t﹣t0)(若a、b液体的比热容已知)计算出了液体吸收的热量,通过这些数据计算出某种燃料的热值。你认为这样的计算结果与实际燃料的热值相比会   (填“偏大”或“偏小”)。
答案解析部分
1.【答案】C
【知识点】沸腾及沸腾条件;燃料的热值
【解析】【解答】运载火箭升空时,利用液态氢做燃料,因为液态氢的热值大,相同质量燃烧时放出的热量多,C符合题意。
故答案为:C.
【分析】不同的燃料的热值不同,氢的热值较大。
2.【答案】A
【知识点】热机的效率
【解析】【解答】A.一般情况下,柴油机的机械效率比汽油机高,A符合题意;
B.热机效率越高,做相同的有用功,消耗的燃料少,B不符合题意;
C.热机效率和做功快慢无关,C不符合题意;
D.热机工作时,废气带走的能量较多,摩擦损失较少,D不符合题意。
故答案为:A.
【分析】热机效率是热机工作时,有用功和总功的比值,与做功快慢无关。
3.【答案】B
【知识点】比热容;燃料的热值
【解析】【解答】解:把一杯煤油倒掉一半,质量和体积均减小一半。而比热容、热值、密度,是物质的一种特性,不随物体的多少而变化。
故答案为:B
【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,燃料的热值只与燃料的种类有关,比热容是描述物体吸放热能力的一个物理量,相同质量的物体上升或下降相同的温度,比热容大的物体吸收或放出的热量多。
4.【答案】A
【知识点】燃料的热值
【解析】【解答】燃料的热值是燃料的一种特性,只决定于燃料的种类,与质量和燃烧情况等无关,则BCD不符合题意,A符合题意。
故答案为:A
【分析】热值是燃料的一种特性,它代表燃料性能的优劣,热值的大小与燃料的种类有关,与燃烧程度、质量的多少以及是否燃烧等均无关。
5.【答案】B
【知识点】燃料的热值
【解析】【解答】解:作为火箭燃料,需要选择热值大的,原因是完全燃烧相同质量的燃料时,热值大,可以释放出更多的热量,B符合题意。
故答案为:B
【分析】火箭的燃料,最大的特点是热值大,相同质量时放出的热量多。
6.【答案】B
【知识点】热机的效率
【解析】【解答】A.热机的效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比;用热值大的燃料,燃烧相同燃料可以放出更多的热量,但用来做有用功的能量不一定多,所以,热机效率不一定得到提高,A不符合题意;
B.热机所用燃料的内能转化成热机的机械能越多,即热机用来做有用功越多,效率越高,B符合题意;
C.热机在工作时不可避免的要克服机械部件间的摩擦做额外功,机械效率不可能达到100%,C不符合题意;
D.汽油机和柴油机是内燃机,由热机的特点知道,汽油机的效率低于柴油机的效率,由于蒸汽机的燃料是在机器的外部燃烧,热损失最多,效率最低,D不符合题意。
故答案为:B
【分析】有用功除以总功即为机械效率,当总功一定时,有用功越多,机械效率越大。
7.【答案】D
【知识点】燃料的热值
【解析】【解答】A B.燃燃料的热值是燃料完全燃烧放出的热量,所以,比较不同燃料的热值时,必须控制两种燃料的质量相同,且燃料充分燃烧,AB操作是必要的;
CD.根据题意知道,该设计实验方案中,是通过燃烧相同质量燃料时,容器及水吸收的热量多少反映燃料的燃烧值,由 知道,盛放两杯液体的容器需要相同,但两杯液体的初温可以不同,D选项操作没有必要,符合题意,
故答案为:D。
【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,进而比较燃料燃烧释放的热量。
8.【答案】B
【知识点】比热容;热机;热机的效率
【解析】【解答】A.用水作发动机的冷却剂,因为水的比热容较大,吸热能力强,A不符合题意;
B.小汽车利用汽油做燃料,B符合题意;
C.汽车发动机工作时,一定有能力损失,效率不能到100%,C不符合题意;
D.汽车排斥的尾气对环境有污染,D不符合题意。
故答案为:B.
【分析】水可以作发动机的冷却剂因为比热容较大,汽车以汽油做燃料,汽车的效率不能到达100%。
9.【答案】D
【知识点】燃料的热值
【解析】【解答】热值是燃料的一种特性,是指1kg某种燃料完全燃烧放出的热量;
热值越大的燃料在完全燃烧相同质量的燃料时放出的热量越多,掺假后煤的热值降低,所以可以用热值来区分。而从比热容、质量、温度无法区分,D符合题意。
故答案为:D
【分析】热值的大小只取决于燃料的种类,与燃料的质量和是否完全燃烧均无关,掺假后煤的热值降低,所以可以用热值来区分.
10.【答案】B
【知识点】燃料的热值
【解析】【解答】在同等条件下,包含质量相同,“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”的热值很大,B符合题意。
故答案为:B
【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,燃料的热值只与燃料的种类有关,与燃烧是否充分燃烧没有关系。
11.【答案】A,B,C
【知识点】热机的效率
【解析】【解答】A.尽量使燃料充分燃烧,可使能有效利用的能量增加,可以提高热机的效率,A符合题意;
B.尽量减小热机部件间的摩擦,减少额外功,可使有用的能量占总能量的比值增加,可提高热机的效率,B符合题意;
C.尽量减少废气带走的热量,可使有用的能量占总能量的比值增加,可提高热机的效率,C符合题意;
D.尽量增加热机的工作时间,不能提高用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量的比值,此方法不能提高热机的效率,D不合题意。
故答案为:ABC
【分析】提高热机的效率的措施有:尽量使燃料充分燃烧;尽量减小热机部件间的摩擦,减少额外功;尽量减少废气带走的热量.
12.【答案】C,D
【知识点】燃料的热值;热机的效率
【解析】【解答】解:A、在质量相同的情况下,燃料的热值越大,燃烧时放出的热量越多,A不符合题意;
B、以天然气为燃料时,仍有热散失、仍需克服摩擦做额外功,其机械效率不能达到100%,B不符合题意;
C、在压缩冲程中,压缩燃料的混合物做功,将机械能转化为内能,温度升高、内能增加,C符合题意;
D、以汽油为燃料的汽车尾气含有一氧化碳、氮氧化物等大气污染物,烧天然气排放少,污染小,D符合题意。
故答案为:CD
【分析】燃料燃烧放出的热量和热值、质量有关,内燃机的效率不能达到100%,汽油机工作时,压缩冲程把机械能转化为内能,内能增大,汽油燃烧时,放出的有害气体多,对空气污染大。
13.【答案】B,C
【知识点】热机的效率
【解析】【解答】A.由热机效率的定义可知 ,所以用热值大的燃料,其利用率不一定高,A不符合题意。
BC.减小各种热损失,保证良好润滑,减小摩擦,可以减小机械摩擦损失的能量,提高热机效率,BC符合题意。
D.提高热机的功率,增大了热机在单位时间内所做的功,但其效率不一定提高,D不符合题意。
故答案为:BC
【分析】提高热机的效率可以减少热量损失、减小机械间的摩擦等。
14.【答案】内能;不变
【知识点】燃料的热值;内燃机的四个冲程
【解析】【解答】汽油机的做功冲程,气缸内燃料产生爆发性燃烧,将燃料释放的内能转化为机械能。热值是燃料的一种属性,只与燃料的种类有关,所以汽车行驶过程中,油箱内的汽油越来越少,汽油的热值不变。
【分析】汽油机的做功冲程将内能转化为机械能,热值是燃料的特性,一般不变。
15.【答案】化学;0.02
【知识点】燃料的热值
【解析】【解答】木炭燃烧的时候,是将木炭的化学能转化成内能。根据放热公式的变形可得
所以至少需要燃烧0.02kg的木炭。
【分析】燃料燃烧将化学能转化为内能,利用燃料的质量和热值的乘积计算燃烧放出的热量。
16.【答案】做功;0.084
【知识点】热量的计算;燃料的热值;内燃机的四个冲程
【解析】【解答】解:(1)水烧开以后,水蒸气膨胀对壶盖做功,把壶盖顶起来,将水蒸气的内能转化为壶盖的机械能。这与汽油机的做功冲程的能量转化相同,在汽油机的做功冲程中,是将燃气的内能转化为活塞的机械能;(2)在标准大气压下水的沸点为100℃,即水的末温为100℃,水吸收的热量为:Q吸=c水m水△t=4.2×103J/(kg ℃)×5kg×(100℃﹣20℃)=1.68×106J。
由η= =50%得天然气完全燃烧放出的热量:Q放= = =3.36×106J,
由Q放=Vq得天然气的体积:V气= = =0.084m3。
故答案为:做功;0.084。
【分析】内燃机的压缩冲程是把机械能转化成气体的内能,内燃机的做功冲程是把气体的内能转化成机械能;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,结合燃料的热值和释放的热量求解燃料的质量即可。
17.【答案】1.26×105
【知识点】燃料的热值
【解析】【解答】解:完全燃烧4.2g酒精放出的热量:
Q放=m酒精q=4.2×10﹣3kg×3.0×107J/kg=1.26×105J。
故答案为:1.26×105。
【分析】根据燃料的热值和质量的乘积计算燃料放出的热量。
18.【答案】;2.24
【知识点】热量的计算;燃料的热值
【解析】【解答】水吸收热量为
天然气燃烧放出的热量只有50%被水吸收,则天然气燃烧释放热量为
则需要完全燃烧天然气为
【分析】结合水的质量和温度变化量,利用比热容公式求求解水吸收的热量;结合天然气的体积,利用热值公式求解天然气释放的热量。
19.【答案】扩散;热值
【知识点】燃料的热值;分子热运动
【解析】【解答】 老师在讲台上打开装有酒精的瓶子后,后排的同学很快闻到了酒精的气味,这是酒精分子不停地向四周扩散,使人可以闻到酒精的气味,所以这扩散现象;燃料燃烧放出的热量为 完全燃烧相同质量的酒精和汽油时,汽油放出的热量比酒精多一些,可见这是因为汽油的热值q比酒精的大一些。
【分析】分子的无规则运动形成扩散现象,不同燃料的热值不同。
20.【答案】2.52×107;3.15×107
【知识点】热量的计算;燃料的热值
【解析】【解答】根据水的比热容、质量和温度差计算吸收的热量为Q吸=cm△t=4.2×103J/kg·℃×100kg×(70℃-10℃)=2.52×107J,根据热效率计算燃料放出的热量为,热值为。
故答案为:2.52×107;3.15×107。
【分析】根据水的比热容、质量和温度差计算吸收的热量,根据热效率计算燃料放出的热量和热值。
21.【答案】(1)解:将这些水烧开需吸收的热量
答:将这些水烧开,需吸收 热量;
(2)解:燃烧的天然气,放出的热量为
答:在这种情况下,燃烧的天然气放出了 热量;
(3)解:他家天然气灶的效率是
答:他家天然气灶的效率是35%。
【知识点】热量的计算;燃料的热值
【解析】【分析】(1)根据比热容、质量和温度差的乘积,计算吸收热量的多少;(2)利用燃料的体积和热值的乘积计算燃料放出的热量;(3)利用吸收的热量和燃料放出的总热量的比值计算热效率。
22.【答案】(1)解:水吸收的热量
答:水吸收的热量是7.14×106J
(2)解:消耗的天然气体积V=1365.17m3-1365.05m3=0.12m3
消耗的天然气完全燃烧放出的热量
答:消耗的天然气完全燃烧故出的热量是8.4×106J
(3)解:该热水器的效率
答:该热水器的效率是85%。
【知识点】热量的计算;燃料的热值
【解析】【分析】(1)根据比热容、质量和温度差,计算物体吸收热量的多少;(2)根据燃料的体积和热值的乘积计算燃烧放出的热量;(3)根据吸收的热量和放出的总热量的比值计算热效率。
23.【答案】(1)解:干木柴完全燃烧放出的热量Q放=qm=1.2×107J/kg×0.5kg=6×106J
干木柴完全燃烧放出的热量为6×106J。
答:干木柴完全燃烧放出的热量为6×106J;
(2)解:标准大气压下,水的沸点是100℃,水吸收的热量Q吸=cm′(t2 t1)=4.2×103J/(kg ℃)×1kg×(100℃ 50℃)=2.1×105J
水吸收的热量为2.1×105J。
答:水吸收的热量为2.1×105J;
(3)解:烧水的效率η= ×100%= ×100%=3.5%.
他们烧水的效率是3.5%。
答:他们烧水的效率是3.5%。
【知识点】热量的计算;燃料的热值
【解析】【分析】(1)利用燃料的热值和质量的乘积计算放出的热量;(2)根据水的比热容、质量和温度差计算吸收的热量;(3)利用水吸收的热量和燃料放出的热量的比值计算热效率。
24.【答案】(1)解:Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×2kgx(100℃-60℃)=3.36×105J
(2)解:由Q放= =4.2×105J
需要天然气体积:v= =0.012m3
【知识点】热量的计算;燃料的热值
【解析】【分析】(1)已知物质的比热容、质量和升高的温度,根据公式Q吸=cm(t-t0)计算吸收的热量;
(2)首先根据 计算出天然气放出的热量,再根据 计算需要天然气的体积。
25.【答案】(1)质量;水的质量
(2)煤油
(3)天平;偏小;燃料并不可能完全燃烧
【知识点】燃料的热值
【解析】【解答】(1)探究煤油和菜籽油的热值大小时,选择油的质量相同,加热的水的质量相同;
(2)实验中,煤油加热的水温度变化更大,煤油的热值更大;
(3)若通过实验计算热值的大小,还需要测量水和煤油的质量,需要天平,通过计算的数据分析,热值比真实值偏小,因为煤油放出的热量不可能完全被吸收。
【分析】(1)探究不同燃料的热值时,需要探究的燃料的质量相同,加热的水质量相同;
(2)燃烧相同质量的燃料,放出热量越多的燃料,热值越大;
(3)利用水吸收的热量和燃料的质量计算热值,结果偏小,因为燃料放出的热量有损失。
26.【答案】(1)甲、丙;加热时间;a;b;0.9×103
(2)甲、乙;偏小
【知识点】热量的计算;燃料的热值;比较不同物质吸热的情况实验
【解析】【解答】解:(1)为了研究不同物质的吸热能力,根据控制变量法应控制燃料的种类相同,利用其中甲、丙幅图进行实验,根据记录的数据做出了两种液体的温度随时间变化关系如图2所示:①不同物质吸热的多少是通过加热时间来反映的;②由图可知,加热相同时间,a升温要快一些;
由图示图象可知,a和b升高相同的温度,如温度都升到60℃,a需要的是时间是10min,b需要的时间是20min,b需要更长的加热时间,这也就说明了b的吸热能力强一些,a的吸热能力弱,所以b液体的比热容较大;③由图可知,两种物质都升高60℃,a的加热时间为10min,b的加热时间为20min,则b吸收的热量为a吸收热量的2倍;
据Q吸=cm△t可知,在液体的质量相同、升高相同的温度时,比热容与吸收的热量成正比,b吸收的热量为a吸收热量的2倍,则b的比热容为a的比热容的2倍,即
a的比热容:ca= ×1.8×103J/(kg ℃)=0.9×103J/(kg ℃)。(2)比较不同燃料的热值,应控制被加热液体的种类相同而燃料不同;故应选择甲、乙两图进行实验。
在实验前用天平测出了烧杯中液体的质量及燃料的质量,并记录数据,利用公式Q吸=cm(t﹣t0)(若a、b液体的比热容已知)计算出了液体吸收的热量,通过这些数据计算出某种燃料的热值。计算结果不可靠,因为燃料燃烧产生的热量不能完全被水吸收、存在热损失,所以直接计算得出的热值比实际值要小,因此这样的计算结果不可靠。
故答案为:(1)甲、丙;①加热时间;②a;b;③0.9×103;(2)甲、乙;偏小。
【分析】(1)为了研究不同物质的吸热能力,根据控制变量法应控制燃料的种类相同,不同物质吸热的多少是通过加热时间来反映的,在液体的质量相同、升高相同的温度时,比热容与吸收的热量有关;(2)比较不同燃料的热值,应控制被加热液体的种类相同而燃料不同,燃料燃烧产生的热量不能完全被水吸收、存在热损失。
1 / 1人教版九年级物理14.2热机的效率
一、单选题
1.(2019九上·湛江月考)2017年4月20日,搭载着中国首艘太空货运飞船“天舟一号”的“长征七号遥二”运载火箭,在中国文昌航天发射场准时点火升空.“长征七号遥二”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. 较大的比热容 B.较低的沸点
C.较大的热值 D.较高的凝固点
【答案】C
【知识点】沸腾及沸腾条件;燃料的热值
【解析】【解答】运载火箭升空时,利用液态氢做燃料,因为液态氢的热值大,相同质量燃烧时放出的热量多,C符合题意。
故答案为:C.
【分析】不同的燃料的热值不同,氢的热值较大。
2.(2019九上·京山期中)关于热机的效率,下列说法正确的是(  )
A.一般情况下柴油机的效率比汽油机的高
B.热机的效率高,在做功同样的情况下消耗的能量越多
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
【答案】A
【知识点】热机的效率
【解析】【解答】A.一般情况下,柴油机的机械效率比汽油机高,A符合题意;
B.热机效率越高,做相同的有用功,消耗的燃料少,B不符合题意;
C.热机效率和做功快慢无关,C不符合题意;
D.热机工作时,废气带走的能量较多,摩擦损失较少,D不符合题意。
故答案为:A.
【分析】热机效率是热机工作时,有用功和总功的比值,与做功快慢无关。
3.(2019九上·奉节期中)一杯煤油倒出一半后,则剩下的煤油(  )
A.比热容不变;热值减为一半 B.比热、热值都不变
C.比热容、热值都减为一半 D.比热容减为一半,热值不变
【答案】B
【知识点】比热容;燃料的热值
【解析】【解答】解:把一杯煤油倒掉一半,质量和体积均减小一半。而比热容、热值、密度,是物质的一种特性,不随物体的多少而变化。
故答案为:B
【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,燃料的热值只与燃料的种类有关,比热容是描述物体吸放热能力的一个物理量,相同质量的物体上升或下降相同的温度,比热容大的物体吸收或放出的热量多。
4.(2019九上·武邑期中)对于燃料的热值,下列说法中,属于正确理解的是(  )
A.热值是一个确定的值,跟燃料的质量及燃料燃烧放出的热量无关
B.燃料的热值跟燃料的质量成正比
C.燃料的热值跟燃料燃烧时放出的热量成正比
D.热值是一个确定的值,跟燃料的种类及燃料燃烧的充分程度有关
【答案】A
【知识点】燃料的热值
【解析】【解答】燃料的热值是燃料的一种特性,只决定于燃料的种类,与质量和燃烧情况等无关,则BCD不符合题意,A符合题意。
故答案为:A
【分析】热值是燃料的一种特性,它代表燃料性能的优劣,热值的大小与燃料的种类有关,与燃烧程度、质量的多少以及是否燃烧等均无关。
5.(2019九上·泰安期中)寒假,《流浪地球》影片大热,激起了同学们对航天科技的浓厚兴趣,选择某种物质作为火箭燃料的首要依据是(  )
A.比热容大 B.热值大 C.密度小 D.电阻小
【答案】B
【知识点】燃料的热值
【解析】【解答】解:作为火箭燃料,需要选择热值大的,原因是完全燃烧相同质量的燃料时,热值大,可以释放出更多的热量,B符合题意。
故答案为:B
【分析】火箭的燃料,最大的特点是热值大,相同质量时放出的热量多。
6.(2019九上·广州期中)下列有关热机效率的说法中,正确的是(  )
A.热机所用燃料的热值越大,效率越高
B.热机的内能转化为热机的机械能越多,效率越高
C.如果改进技术,汽油机的效率可以达到100%
D.蒸汽机、汽油机和柴油机的热机效率分别是η1、η2和η3,则三者效率一样
【答案】B
【知识点】热机的效率
【解析】【解答】A.热机的效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比;用热值大的燃料,燃烧相同燃料可以放出更多的热量,但用来做有用功的能量不一定多,所以,热机效率不一定得到提高,A不符合题意;
B.热机所用燃料的内能转化成热机的机械能越多,即热机用来做有用功越多,效率越高,B符合题意;
C.热机在工作时不可避免的要克服机械部件间的摩擦做额外功,机械效率不可能达到100%,C不符合题意;
D.汽油机和柴油机是内燃机,由热机的特点知道,汽油机的效率低于柴油机的效率,由于蒸汽机的燃料是在机器的外部燃烧,热损失最多,效率最低,D不符合题意。
故答案为:B
【分析】有用功除以总功即为机械效率,当总功一定时,有用功越多,机械效率越大。
7.(2019九上·广州期中)某小组的同学做“比较不同燃料的热值”的实验,他们使用了如图所示的装置,假设燃料燃烧放出的热量被液体完全吸收。在设计实验方案时,你认为其中没必要的操作是(  )
A.控制两种燃料的质量相同 B.尽量使燃料充分燃烧
C.盛放两杯液体的容器相同 D.两杯液体的初温相同
【答案】D
【知识点】燃料的热值
【解析】【解答】A B.燃燃料的热值是燃料完全燃烧放出的热量,所以,比较不同燃料的热值时,必须控制两种燃料的质量相同,且燃料充分燃烧,AB操作是必要的;
CD.根据题意知道,该设计实验方案中,是通过燃烧相同质量燃料时,容器及水吸收的热量多少反映燃料的燃烧值,由 知道,盛放两杯液体的容器需要相同,但两杯液体的初温可以不同,D选项操作没有必要,符合题意,
故答案为:D。
【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,进而比较燃料燃烧释放的热量。
8.(2019九上·深圳期中)随着人们的生活水平的提高,汽车走进千家万户。关于小汽车涉及的知识说法正确的是(  )
A.用水做发动机的冷却剂是因为水蒸发吸热
B.小汽车使用汽油作为燃料
C.精心保养可使发电机的效率达到 100%
D.排出的尾气对环境没有任何污染
【答案】B
【知识点】比热容;热机;热机的效率
【解析】【解答】A.用水作发动机的冷却剂,因为水的比热容较大,吸热能力强,A不符合题意;
B.小汽车利用汽油做燃料,B符合题意;
C.汽车发动机工作时,一定有能力损失,效率不能到100%,C不符合题意;
D.汽车排斥的尾气对环境有污染,D不符合题意。
故答案为:B.
【分析】水可以作发动机的冷却剂因为比热容较大,汽车以汽油做燃料,汽车的效率不能到达100%。
9.(2019九上·宜昌期中)当煤价上涨时,有些不法商贩将煤矿石破碎后掺在优质煤中高价出售,客户为了不上当,最恰当的方法是检测下列哪个物理量(  )
A.质量 B.温度 C.比热容 D.热值
【答案】D
【知识点】燃料的热值
【解析】【解答】热值是燃料的一种特性,是指1kg某种燃料完全燃烧放出的热量;
热值越大的燃料在完全燃烧相同质量的燃料时放出的热量越多,掺假后煤的热值降低,所以可以用热值来区分。而从比热容、质量、温度无法区分,D符合题意。
故答案为:D
【分析】热值的大小只取决于燃料的种类,与燃料的质量和是否完全燃烧均无关,掺假后煤的热值降低,所以可以用热值来区分.
10.(2019九上·尤溪期中)“可燃冰”作为新型能源有巨大的开发潜力。同等条件下,“可燃冰”完全燃烧放出的热量达到煤气的十倍,这表示“可燃冰”的(  )
A.沸点高 B.热值大 C.比热容大 D.密度大
【答案】B
【知识点】燃料的热值
【解析】【解答】在同等条件下,包含质量相同,“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”的热值很大,B符合题意。
故答案为:B
【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,燃料的热值只与燃料的种类有关,与燃烧是否充分燃烧没有关系。
二、多选题
11.(2019九上·府谷月考)为了节约能源,需提高热机的效率,下列措施中,提高效率的是(  )
A.尽最使燃料充分燃烧 B.尽量减少热机部件间的摩擦
C.尽量减少废气带走的热量 D.尽量增加热机的工作时间
【答案】A,B,C
【知识点】热机的效率
【解析】【解答】A.尽量使燃料充分燃烧,可使能有效利用的能量增加,可以提高热机的效率,A符合题意;
B.尽量减小热机部件间的摩擦,减少额外功,可使有用的能量占总能量的比值增加,可提高热机的效率,B符合题意;
C.尽量减少废气带走的热量,可使有用的能量占总能量的比值增加,可提高热机的效率,C符合题意;
D.尽量增加热机的工作时间,不能提高用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量的比值,此方法不能提高热机的效率,D不合题意。
故答案为:ABC
【分析】提高热机的效率的措施有:尽量使燃料充分燃烧;尽量减小热机部件间的摩擦,减少额外功;尽量减少废气带走的热量.
12.(2019九上·岳阳月考)双燃料汽车以天然气或汽油作为燃料,以下说法正确的是(  )
A.燃料的热值越大,燃烧时放出的热量越多
B.以天然气为燃料,汽车发动机的效率可以达到100%
C.在压缩冲程中,燃料混合物的温度升高,内能增大
D.汽油与天然气相比,燃烧时汽油对环境的污染较大
【答案】C,D
【知识点】燃料的热值;热机的效率
【解析】【解答】解:A、在质量相同的情况下,燃料的热值越大,燃烧时放出的热量越多,A不符合题意;
B、以天然气为燃料时,仍有热散失、仍需克服摩擦做额外功,其机械效率不能达到100%,B不符合题意;
C、在压缩冲程中,压缩燃料的混合物做功,将机械能转化为内能,温度升高、内能增加,C符合题意;
D、以汽油为燃料的汽车尾气含有一氧化碳、氮氧化物等大气污染物,烧天然气排放少,污染小,D符合题意。
故答案为:CD
【分析】燃料燃烧放出的热量和热值、质量有关,内燃机的效率不能达到100%,汽油机工作时,压缩冲程把机械能转化为内能,内能增大,汽油燃烧时,放出的有害气体多,对空气污染大。
13.(2019九上·海淀月考)如果要提高热机的效率,必须(  )
A.用热值大的燃料 B.减少各种热损失
C.保证良好的润滑 D.提高热机的功率
【答案】B,C
【知识点】热机的效率
【解析】【解答】A.由热机效率的定义可知 ,所以用热值大的燃料,其利用率不一定高,A不符合题意。
BC.减小各种热损失,保证良好润滑,减小摩擦,可以减小机械摩擦损失的能量,提高热机效率,BC符合题意。
D.提高热机的功率,增大了热机在单位时间内所做的功,但其效率不一定提高,D不符合题意。
故答案为:BC
【分析】提高热机的效率可以减少热量损失、减小机械间的摩擦等。
三、填空题
14.(2020·和平模拟)我国家用轿车常用汽油机驱动,汽油机在做功冲程将   能转化为机械能。汽车行驶过程中,油箱内的汽油越来越少,汽油的热值   (选填“减小”、“不变”或“增大”)。
【答案】内能;不变
【知识点】燃料的热值;内燃机的四个冲程
【解析】【解答】汽油机的做功冲程,气缸内燃料产生爆发性燃烧,将燃料释放的内能转化为机械能。热值是燃料的一种属性,只与燃料的种类有关,所以汽车行驶过程中,油箱内的汽油越来越少,汽油的热值不变。
【分析】汽油机的做功冲程将内能转化为机械能,热值是燃料的特性,一般不变。
15.(2020·赤峰模拟)木炭燃烧时,将   能转化为内能;想得到6.8×105J的热量,至少需要燃烧   kg的木炭(木炭热值为3.4×107J/kg)。
【答案】化学;0.02
【知识点】燃料的热值
【解析】【解答】木炭燃烧的时候,是将木炭的化学能转化成内能。根据放热公式的变形可得
所以至少需要燃烧0.02kg的木炭。
【分析】燃料燃烧将化学能转化为内能,利用燃料的质量和热值的乘积计算燃烧放出的热量。
16.(2020·黑龙江模拟)用天然气烧水,水烧开后,壶盖不断向上跳动,此过程中能量转化与四冲程汽油机的   冲程的能量转化相同;若天然气完全燃烧放出的热量有50%被水吸收,在标准大气压下把5kg的水从20℃加热至沸腾,需完全燃烧   m3天然气。(c水=4.2×103J/(kg ℃),q天然气=4×107J/m3)
【答案】做功;0.084
【知识点】热量的计算;燃料的热值;内燃机的四个冲程
【解析】【解答】解:(1)水烧开以后,水蒸气膨胀对壶盖做功,把壶盖顶起来,将水蒸气的内能转化为壶盖的机械能。这与汽油机的做功冲程的能量转化相同,在汽油机的做功冲程中,是将燃气的内能转化为活塞的机械能;(2)在标准大气压下水的沸点为100℃,即水的末温为100℃,水吸收的热量为:Q吸=c水m水△t=4.2×103J/(kg ℃)×5kg×(100℃﹣20℃)=1.68×106J。
由η= =50%得天然气完全燃烧放出的热量:Q放= = =3.36×106J,
由Q放=Vq得天然气的体积:V气= = =0.084m3。
故答案为:做功;0.084。
【分析】内燃机的压缩冲程是把机械能转化成气体的内能,内燃机的做功冲程是把气体的内能转化成机械能;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,结合燃料的热值和释放的热量求解燃料的质量即可。
17.(2020·南宁模拟)在探究水的沸腾实验中,某同学用酒精灯对水进行加热,实验中完全燃烧了4.2g酒精,则放出了   J的热量;[已知酒精的热值为3.0×107J/ g]
【答案】1.26×105
【知识点】燃料的热值
【解析】【解答】解:完全燃烧4.2g酒精放出的热量:
Q放=m酒精q=4.2×10﹣3kg×3.0×107J/kg=1.26×105J。
故答案为:1.26×105。
【分析】根据燃料的热值和质量的乘积计算燃料放出的热量。
18.(2020·香坊模拟)天然气的使用,大大改善了我们的生活环境。在一个标准大气压下,把质量为100kg,温度为20℃的水烧开,水吸收的热量为   J,若天然气燃烧放出的热量只有50%被水吸收,则需要完全燃烧   m3的天然气。[ , ]
【答案】;2.24
【知识点】热量的计算;燃料的热值
【解析】【解答】水吸收热量为
天然气燃烧放出的热量只有50%被水吸收,则天然气燃烧释放热量为
则需要完全燃烧天然气为
【分析】结合水的质量和温度变化量,利用比热容公式求求解水吸收的热量;结合天然气的体积,利用热值公式求解天然气释放的热量。
19.(2020九上·二道区期末)老师在讲台上打开装有酒精的瓶子后,后排的同学很快闻到了酒精的气味,这是   现象。完全燃烧相同质量的酒精和汽油时,汽油放出的热量比酒精多一些,这是因为汽油的   比酒精大一些。
【答案】扩散;热值
【知识点】燃料的热值;分子热运动
【解析】【解答】 老师在讲台上打开装有酒精的瓶子后,后排的同学很快闻到了酒精的气味,这是酒精分子不停地向四周扩散,使人可以闻到酒精的气味,所以这扩散现象;燃料燃烧放出的热量为 完全燃烧相同质量的酒精和汽油时,汽油放出的热量比酒精多一些,可见这是因为汽油的热值q比酒精的大一些。
【分析】分子的无规则运动形成扩散现象,不同燃料的热值不同。
20.(2020·河北模拟)把100kg的水从10℃加热到70℃,水需要吸收   J的热量,燃气热水器需要消耗1m 天然气,已知燃气热水器的效率约为80%,天然气的热值为   J/m3。[水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)]
【答案】2.52×107;3.15×107
【知识点】热量的计算;燃料的热值
【解析】【解答】根据水的比热容、质量和温度差计算吸收的热量为Q吸=cm△t=4.2×103J/kg·℃×100kg×(70℃-10℃)=2.52×107J,根据热效率计算燃料放出的热量为,热值为。
故答案为:2.52×107;3.15×107。
【分析】根据水的比热容、质量和温度差计算吸收的热量,根据热效率计算燃料放出的热量和热值。
四、计算题
21.(2020·德州)国家提倡节能减排,各地“煤改气”正在积极进行,某同学计算他家天然气烧水的热效率将 的水倒入烧水壶中,并测出水温为 。在一个标准大气压下,把水刚加热到 时,测出消耗天然气 。已知水的比热容 ,天然气热值约为 。求:
(1)将这些水烧开,需吸收多少热量;
(2)在这种情况下,燃烧的天然气放出了多少热量;
(3)他家天然气灶的效率。
【答案】(1)解:将这些水烧开需吸收的热量
答:将这些水烧开,需吸收 热量;
(2)解:燃烧的天然气,放出的热量为
答:在这种情况下,燃烧的天然气放出了 热量;
(3)解:他家天然气灶的效率是
答:他家天然气灶的效率是35%。
【知识点】热量的计算;燃料的热值
【解析】【分析】(1)根据比热容、质量和温度差的乘积,计算吸收热量的多少;(2)利用燃料的体积和热值的乘积计算燃料放出的热量;(3)利用吸收的热量和燃料放出的总热量的比值计算热效率。
22.(2020·聊城)小华家使用的是天然气热水器,他尝试估测该热水器的效率,以核对铭牌上的数值是否准确。当只有该热水器使用天然气时。把50kg的水从20℃加热到54℃,天然气表的示数由1365.05m3变为1365.17m3,已知水的比热容c=4.2×103J/(kg·℃),天然气的热值q=7.0×107J/m3。求:
(1)水吸收的热量;
(2)消耗的天然气完全燃烧故出的热量;
(3)该热水器的效率。
【答案】(1)解:水吸收的热量
答:水吸收的热量是7.14×106J
(2)解:消耗的天然气体积V=1365.17m3-1365.05m3=0.12m3
消耗的天然气完全燃烧放出的热量
答:消耗的天然气完全燃烧故出的热量是8.4×106J
(3)解:该热水器的效率
答:该热水器的效率是85%。
【知识点】热量的计算;燃料的热值
【解析】【分析】(1)根据比热容、质量和温度差,计算物体吸收热量的多少;(2)根据燃料的体积和热值的乘积计算燃烧放出的热量;(3)根据吸收的热量和放出的总热量的比值计算热效率。
23.(2020·大连模拟)某考察队在标准大气压下,把 1kg 的水从 50℃加热至沸腾,共消耗了 0.5kg 的干木柴,已知水的比热容为 4.2×103J/(kg·℃),干木柴的热值为 1.2×107J/kg。求:
(1)干木柴完全燃烧放出的热量;
(2)水吸收的热量;
(3)他们烧水的效率。
【答案】(1)解:干木柴完全燃烧放出的热量Q放=qm=1.2×107J/kg×0.5kg=6×106J
干木柴完全燃烧放出的热量为6×106J。
答:干木柴完全燃烧放出的热量为6×106J;
(2)解:标准大气压下,水的沸点是100℃,水吸收的热量Q吸=cm′(t2 t1)=4.2×103J/(kg ℃)×1kg×(100℃ 50℃)=2.1×105J
水吸收的热量为2.1×105J。
答:水吸收的热量为2.1×105J;
(3)解:烧水的效率η= ×100%= ×100%=3.5%.
他们烧水的效率是3.5%。
答:他们烧水的效率是3.5%。
【知识点】热量的计算;燃料的热值
【解析】【分析】(1)利用燃料的热值和质量的乘积计算放出的热量;(2)根据水的比热容、质量和温度差计算吸收的热量;(3)利用水吸收的热量和燃料放出的热量的比值计算热效率。
24.(2020九上·九龙坡期末)如图所示,重庆网红“木桶鱼是在木桶里放入高温的鹅卵石,再加入质量为2kg、初温为60℃的鱼汤,鹅卵石放热能使鱼汤沸腾(在一标准大气压下,鱼汤的比热容视为水的比热容c水=4.2×103J(kg℃)求:
(1)鱼汤所吸收的热量为多少?
(2)若鹅卵石放出热量的80%被鱼汤吸收,若鹅卵石放出的这些热量由天然气提供,天然气完全燃烧,则需要多少m3天然气?(q天然气=3.5×107J/m3)
【答案】(1)解:Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×2kgx(100℃-60℃)=3.36×105J
(2)解:由Q放= =4.2×105J
需要天然气体积:v= =0.012m3
【知识点】热量的计算;燃料的热值
【解析】【分析】(1)已知物质的比热容、质量和升高的温度,根据公式Q吸=cm(t-t0)计算吸收的热量;
(2)首先根据 计算出天然气放出的热量,再根据 计算需要天然气的体积。
五、实验探究题
25.(2019九上·新泰月考)小明同学学习了燃料的热值后,考虑到燃料燃烧放出的热量会被水吸收,而水的比热已知。(注:燃料完全燃烧放热用Q放=mq计算,某燃料的热值用q表示:其质量用m表示)。自己设计一个实验来探究煤油和菜籽油的热值的大小关系。他组装了图所示的装置进行实验,记录结果见下表:
燃料 加热前的水温/℃ 燃料燃尽后水温/℃
煤油 25 44
菜籽油 25 34
(1)为了保证实验结论的可靠,小明同学选择了两套相同装置,在实验中还应控制煤油和菜籽油的   相同、及   相同。
(2)分析得出:煤油和菜籽油两种燃料中,热值较大的是   。
(3)小明同学还想利用这种实验方案计算出煤油和菜籽油的热值,那么小明还需要补充的实验仪器是:   。利用此实验方法计算出的热值将比真实值   (偏大/偏小)。说说你的看法   。
【答案】(1)质量;水的质量
(2)煤油
(3)天平;偏小;燃料并不可能完全燃烧
【知识点】燃料的热值
【解析】【解答】(1)探究煤油和菜籽油的热值大小时,选择油的质量相同,加热的水的质量相同;
(2)实验中,煤油加热的水温度变化更大,煤油的热值更大;
(3)若通过实验计算热值的大小,还需要测量水和煤油的质量,需要天平,通过计算的数据分析,热值比真实值偏小,因为煤油放出的热量不可能完全被吸收。
【分析】(1)探究不同燃料的热值时,需要探究的燃料的质量相同,加热的水质量相同;
(2)燃烧相同质量的燃料,放出热量越多的燃料,热值越大;
(3)利用水吸收的热量和燃料的质量计算热值,结果偏小,因为燃料放出的热量有损失。
26.(2020·抚顺模拟)如图1所示,甲、乙、丙三图中的装置完全相同燃料的质量都是10g,烧杯内的液体质量和初温也相同。
(1)为了研究不同物质的吸热能力选用图1中   两幅图进行实验根据记录的数据做出了两种液体的温度随时间变化关系如图2所示。
①不同物质吸热的多少是通过   (选填“温度计示数”或“加热时间”)来反映的;
②由图2可以看出,   液体的温度升高得较快,   液体的比热容较大;
③若b液体的比热容是1.8×103J/(kg ℃),则a液体的比热容是   J/(kg ℃)
(2)为了研究不同燃料的热值选用其中   两幅图进行实验。在实验前用天平测出了烧杯中液体的质量及燃料的质量,并记录数据利用公式Q吸=cm(t﹣t0)(若a、b液体的比热容已知)计算出了液体吸收的热量,通过这些数据计算出某种燃料的热值。你认为这样的计算结果与实际燃料的热值相比会   (填“偏大”或“偏小”)。
【答案】(1)甲、丙;加热时间;a;b;0.9×103
(2)甲、乙;偏小
【知识点】热量的计算;燃料的热值;比较不同物质吸热的情况实验
【解析】【解答】解:(1)为了研究不同物质的吸热能力,根据控制变量法应控制燃料的种类相同,利用其中甲、丙幅图进行实验,根据记录的数据做出了两种液体的温度随时间变化关系如图2所示:①不同物质吸热的多少是通过加热时间来反映的;②由图可知,加热相同时间,a升温要快一些;
由图示图象可知,a和b升高相同的温度,如温度都升到60℃,a需要的是时间是10min,b需要的时间是20min,b需要更长的加热时间,这也就说明了b的吸热能力强一些,a的吸热能力弱,所以b液体的比热容较大;③由图可知,两种物质都升高60℃,a的加热时间为10min,b的加热时间为20min,则b吸收的热量为a吸收热量的2倍;
据Q吸=cm△t可知,在液体的质量相同、升高相同的温度时,比热容与吸收的热量成正比,b吸收的热量为a吸收热量的2倍,则b的比热容为a的比热容的2倍,即
a的比热容:ca= ×1.8×103J/(kg ℃)=0.9×103J/(kg ℃)。(2)比较不同燃料的热值,应控制被加热液体的种类相同而燃料不同;故应选择甲、乙两图进行实验。
在实验前用天平测出了烧杯中液体的质量及燃料的质量,并记录数据,利用公式Q吸=cm(t﹣t0)(若a、b液体的比热容已知)计算出了液体吸收的热量,通过这些数据计算出某种燃料的热值。计算结果不可靠,因为燃料燃烧产生的热量不能完全被水吸收、存在热损失,所以直接计算得出的热值比实际值要小,因此这样的计算结果不可靠。
故答案为:(1)甲、丙;①加热时间;②a;b;③0.9×103;(2)甲、乙;偏小。
【分析】(1)为了研究不同物质的吸热能力,根据控制变量法应控制燃料的种类相同,不同物质吸热的多少是通过加热时间来反映的,在液体的质量相同、升高相同的温度时,比热容与吸收的热量有关;(2)比较不同燃料的热值,应控制被加热液体的种类相同而燃料不同,燃料燃烧产生的热量不能完全被水吸收、存在热损失。
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