《e时代物理》人教版九年级物理《14.2 热机的效率》讲与练

《14.2 热机的效率》讲与练
【知识要点归纳】
1、燃料燃烧的过程，是将燃料储存的化学能转化成能的过程；质量相同的不同燃料，完全燃烧放出的热量是不同的。2-1-c-n-j-y
2、我们把某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比叫做这种燃料的热值，热值的单位是焦/千克，符号是J/kg。【出处：21教育名师】
3、由一些燃料的热值表可知，不同的燃料一般是不同的；其氢的热值最大，氢的热值是1.4×108J /kg?，其物理意义是：完全燃烧1 kg氢放出的热量是1.4×108J。
4、在通常情况下，我们对燃料的利用率比较低，造成能量损失的主要原因有①燃料不能完全燃烧；②高温的烟气带理走了相当多的一部分热量；③还有一部分热量直接散失掉了。
5、对于热机而言，用来做有用功的那部分能量，与燃料完全燃烧放出的能量之比，叫做热机的效率
6、常见热机的效率：蒸气机的效率很低，只有6%～15%；汽油机的效率为20%～30%；柴油机的效率为30%～45%；热机制效率是热机性能的重要指标，热机的效率越高其能耗越小，污染越小。21·cn·jy·com
7、影响热机效率的因素：①燃料不能完全燃烧；②高温的烟气带理走了相当多的一部分热量；③还有一部分热量直接散失掉了；④机器零部件的摩擦要损失一部分能量。
【中考考点分析】
1、热值
2、热机的效率
【基础达标训练】
1、燃料的燃烧是一种化学变化，在燃烧的过程中，燃料的＿＿＿＿能转化为＿＿＿＿能；燃料的种类：＿＿＿＿燃料、＿＿＿＿燃料、＿＿＿＿燃料。【版权所有：21教育】
2、相同质量的不同燃料，在完全燃烧时放出的热量是＿＿＿＿的。（选填“相同”或“不同”）；我们把某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比叫做这种燃料的＿＿＿＿；热值的单位是＿＿＿＿，符号是＿＿＿＿。www.21-cn-jy.com
3、阅读常见燃料的热值表，你的发现是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。氢气的热值是1.4×108J/m3，它表示的物理意义是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
4、对于热机而言，用来做有用功的那一部分能量与燃料完全燃烧放出的热量之比，叫＿＿＿＿。在通常情况下，我们对燃料的利用率比较低，造成能量损失的主要原因有＿＿＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
5、一台内燃机运行时各种能量损耗大致为：汽缸散热损失占25％，废气带走的能量占30％，摩擦等机械损耗占10％，则它的效率为＿＿＿＿。
6、已知酒精的热值为q，质量为m的酒精完全燃烧一半放出的热量为，剩余酒精的热值为＿＿＿＿。
7、四口之家分别单独使用不同种类的燃料时的平均月消耗量分别为：木柴约200kg，烟煤约80kg，液化石油气约30kg；煤气约60kg。这四种燃料中哪一种燃料的热值最高?（ ）
A．液化石油气 B．煤气 C．烟煤 D．木柴
8、一支蜡烛在燃烧过程中，它的：（ ）
A．质量变小，比热容变小，热值变小 B．质量变小，比热容变小，热值不变
C．质量不变，比热容不变，热值变小 D．质量变小，比热容不变，热值不变
9、下列措施中不能提高热机效率的是：（ ）
A．尽量使燃料充分燃烧 B．尽量增加热机的工作时间
C．尽量减少废气带走的热量 D．尽量减少热机部件间的摩擦
10、两台汽油机，甲的效率为30%，乙的效率为25%，这两个数据表示：（ ）
A．甲机做的功比乙机多
B．甲机的功率比乙机的大
C．在相同时间内甲机燃烧的汽油比乙机的多
D．在消耗相同汽油时，甲机做的有用功比乙机的多
11、 一桶煤油用掉了一半，则剩下的煤油：（ ）
A．密度和热值不变，比热容减为原来的一半
B．比热容和密度不变，热值减为原来的一半
C．热值和比热容不变，密度减为原来的一半
D．密度、热值和比热容都不变
【中考热点考题】
1、（2014株洲）在火电站内，燃料的化学能经锅炉、蒸汽轮机和发电机最终转化为电能．蒸汽轮机的作用是将＿＿＿＿能转化为机械能．若锅炉、蒸汽轮机和发电机的效率分别为50%、70%和80%，则火电站的效率为＿＿＿＿。21世纪教育网版权所有
2、（2013广东）?在汽油机的四个冲程中，机械能转化为内能的是＿＿＿＿冲程。如图所示汽油机正在进行的是＿＿＿＿冲程已知汽油的热值为4.6×107J /kg?，则完全燃烧100g汽油放出的热量为＿＿＿＿J?。 21*cnjy*com
3、（2014达州）完全燃烧0.3m3的天然气来加热水箱中的水，放出的热量是＿＿＿＿J；若放出热量的84%被水吸收，则可以将水箱中20kg，20℃的水加热到＿＿＿＿℃[天然气的热值为3.0×107J/m3 ，C水＝4.2×103J/(kg?℃)，当地大气压为一个标准大气压]。在洗浴过程中我们看到浴室里有大量“白气”产生，这些“白气”是水蒸气＿＿＿＿（填物态变化）形成的。
4、（2014常德）“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，这说明“可燃冰”的＿＿＿＿很大．若以10倍的关系粗略计算，1kg“可燃冰”完全燃烧放出的热量可以使＿＿＿＿kg的水升高40℃．（c水＝4.2×103J/（Kg?℃），q煤气＝4.2×l07J/Kg）。
5、（2013南充）某中学为学生供应开水，用焦炭作为燃料，已知焦炭的热值是3×107J/kg，现完全燃烧了4.2kg的焦炭，放出的热量＿＿＿＿设该热觉有25%被水吸收，能将 kg的水从25℃加热到100℃。[已知C水＝4.2×107J/（kg?℃）]。
6、（2013盐城）用煤气灶把2kg，初温为30℃的水烧到80℃，消耗了20g煤气，已知水的比热容是4.2×103J/(kg?℃)，煤气的热值为4.2×107J/kg，则水吸收的热量为＿＿＿J，煤气完全燃烧放出的热量为＿＿＿＿J，煤气灶烧水的效率为＿＿＿＿% 。
7、（2013烟台）在常温常压下，完全燃烧＿＿＿＿酒精放出的热量可以使10kg水的温度升高50℃。（假 设酒精燃烧放出的热量完全被水吸收，酒精热值为3.0×107J/kg）
8、（2011新疆）新疆冬季房屋内多靠“暖气”取暖。“暖气”中用水做输运能量的物质，是因为水的＿＿＿＿大；改用煤气做燃料来给水加热，是因为煤气的＿＿＿＿高，且清洁污染小。
9、（2010遵义）在我国实施的“西气东输”工程中，两部地区的天然气被送到缺乏能源的东部地区。天然气与煤相比，以热学角度分析它突出的优点是＿＿＿＿；从环保角度分析它突出的优点是＿＿＿＿ (天然气、煤的热值分别是1.14×108J／kg、3×107J／kg)。
10、（2010兰州） 关于燃料的热值，以下说法中正确的是：（ ）
A．燃料的热值与燃料的种类有关系，与燃料的质量和燃烧状况无关
B．燃烧1千克某种燃料放出的热量叫这种燃料的热值
C．燃料燃烧时，质量越大，热值越大
D．燃料不完全燃烧时的热值比完全燃烧时的热值小
11、（2009临沂）2009年4月15日零时16分，我国在西昌卫星发射中心用“长征三号丙”运载火箭，成功将第二颗北斗导航卫星送入预定轨道。“长征三号丙”运载火箭采用液态氢做为火箭的燃料，原因是液态氢具有：（ ）21教育网
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
12、（2014资阳）关于燃料的热值下列说法正确的是：（ ）
A．燃料的热值与燃料的燃烧情况有关
B．容易燃烧的燃料的热值一定大
C．煤的热值比干木柴的大，煤燃烧放出的热量比干木柴放出的热量多
D．0.5kg煤油和1.5kg煤油的热值一样大
13、（2014扬州）下列关于“热机”的说法中，正确的是：（ ）
A．通过技术改进，热机效率可达100%
B．做功冲程将机械能转化为内能
C．热机常用水做冷却剂，是因为水的沸点高
D．火箭发动机属于热机
14、（2014陕西）对热学概念的理解，下列说法正确的是：（ ）
A．水的比热容是4.2×103J/(kg?0C)，表示1kg的水温度升高（降低）10C吸收（放出）4.2×103J的热量www-2-1-cnjy-com
B．热量是指物体具有能量的多少
C．温度高的物体具有的内能一定多
D．热值大的燃料完全燃烧放出的热量一定多
15、（2013广州）某机器的能量流向图如图14.2-1所示，据此推测该机器可能是：（ ）
A．热机 B．电动机
C．发电机 D．电热水器
16、（2012漳州）烧开同样一壶水，完全燃烧的干木材与完全燃烧的无烟煤质量不同，是因为干木材和无烟煤具有不同的：（ ）　　21*cnjy*com
A．热值 B．比热容 C．内能 D．热量
17、（2011孝感）一瓶酒精用去一半，则剩下的酒精：（ ）
A．比热容减半 B．热值减半 C．密度减半 D．质量减半
18、（2014临沂）人类正积极开发和利用太阳能，如太阳能热水器、太阳能电池等．江涛想知道家中太阳能热水器吸收太阳能的本领，做了如下探究：天气晴朗时，江涛测得太阳能热水器1 h内使质量为50 kg的水从20℃升高到30℃，问：21cnjy.com
（1）水吸收了多少热量？[c水＝4.2×103 J/（kg?℃）]
（2）若用加热的方式使同质量的水升高相同的温度，则至少需要燃烧多少m3的液化气？（假设液化气燃烧放出的热量全部被水吸收，液化气的热值是5.0×107J/?m3）
19、（2014苏州）燃气灶烧水时，把质量为2kg、初温为20℃的水加热到100℃，共燃烧了0.02m3天然气（假设天然气完全燃烧）。已知水的比热容为4.2×103J/（kg?℃），天然气的热值为8.4×107J/m3。求：21·世纪*教育网
（1）水吸收的热量；
（2）天然气完全燃烧放出的热量；
（3）燃气灶烧水时的效率。
20、（2014江西）莲莲家的汽车尾部上标有“2.0T”的字样，其中“T”就是“涡轮增压”，是利用高温、高压的废气去冲击“废气涡轮”高速旋转，来带动同轴的“进气涡轮”也高速旋转，从而增加吸气冲程的进气量并增大进气气压，使汽油燃烧更充分，燃气压强更大，同时也减少了废气中的有害物质，达到提高发动机效率和减少废气污染的目的。这辆汽车的最低油耗可达0.2kg/（kW?h），已知汽油的热值为4.6×107J/kg。（温馨提示：最低油耗是指燃烧最少的汽油获得最大有用功的能量；0.2kg/（kW?h）表示获得1kW?h能量消耗0.2kg汽油）。求：【来源：21·世纪·教育·网】
（1）0.2kg的汽油完全燃烧时放出的热量为多少？
（2）该汽车发动机的效率最高可达多少？（结果保留整数）

21、（2014玉林）某团队在海拔3000多米高山上野营时，使用铁锅烧水，他们发现把体积为2L的水从10℃加热到85℃时，共消耗了5kg的干木柴。21教育名师原创作品
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）铁锅烧水的的效率。
（4）他们也发现在高山上用铁锅煮马铃薯时，尽管锅里的水哗哗地沸腾了很长时间。马铃薯还是煮不软，为什么？【来源：21cnj*y.co*m】
6、4.2×105 8.4×105 50
7、0.07Kg
8、比热容 热值
9、热值大（或完全燃烧相同质量的燃料放出的热量多） 污染小（或无污染）
10、A 11、C 12、D 13、D 14、A 15、A 16、A 17、D
18、解：（1）水吸收的热量
Q＝cm(t－t0)
＝4.2×103 J/（kg·℃）×50 kg×（30 ℃－20 ℃）
＝2.1×106 J
（2）需要燃烧的液化气
19、解：（1）水吸收的热量
Q吸＝cm(t－t0)
＝4.2×103 J/（kg·℃）×2 kg×（100 ℃－20 ℃）
＝6.72×106 J
（2）天然气完全燃烧放出的热量：
Q放＝qV＝4.6×107J/ m3×2×10-2 m3＝1.68×106J；
（3）燃气灶的效率：
η＝×100%＝×100%＝40%．
20、解：（1）0.2kg的汽油完全燃烧时放出的热量：
Q放＝mq＝0.2kg×4.6×107J/kg＝9.2×106J；
（2）根据题意可知，完全燃烧0.2kg汽油获得的能量为
W＝1kW?h＝3.6×106J，
汽车发动机的效率：
η＝×100%＝×100%＝39%．
21、解：（1）干木柴完全燃烧放出的热量：
Q放＝qm＝1.2×107J/kg×5kg＝6×107J
（2）水的质量：
m水＝ρ水V水＝1.0×103 kg/m3×2×10-3 m3＝2kg
水吸收的热：
Q吸＝cm(t－t0)＝4.2×103 J/（kg·℃）×2 kg×（85℃－10℃）＝6.3×105J
（3）铁锅烧水的的效率：
η＝＝＝1.05%
（4）因为沸点随气压的减小而降低，高山上气压小，所以水沸点降低，铁锅里的水尽管沸腾了，但是温度比较低，马铃薯还是煮不软。2·1·c·n·j·y