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内能的利用
人教版物理九年级全册
第十四章
14.2 热机的效率
Contents
目
录
02
新知相授
新课导入
01
03
课堂小结
04
课堂练习
教学目标
能说出热机工作时燃料释放的能量的主要流向；知道什么是热机效率；如何提高热机效率。
02
从生活中体会不同燃料释放热的本领不同，建立热值的概念；能简单计算燃料释放出的热量 。
01
新课导入
燃料种类很多，煤炭、汽油、天然气等等，为什么火箭会使用氢来作为燃料呢？
新知相授
一、燃料的热值
不同燃料的放热本领相同吗？怎么比较它们谁的放热本领强呢？
想想议议
固体燃料
液体燃料
气体燃料
新知相授
1.1kg的干木柴和10kg的干木柴在同样燃烧时，放出的热量是否相同？
2.相同条件下，1kg干木柴和1kg煤，哪一种燃料能烧开更多的水？
3.1kg的干木柴完全燃烧和未完全燃烧时放出的热量是否相同？
经验告诉我们，等质量的煤和干木柴，充分燃烧，煤放出的热量要比柴多得多。我们用热值这个概念来表示燃料放出热量的本领。
新知相授
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。
国际单位：焦每千克；符号：J/kg。
气体燃料的单位：焦每立方米；符号：J/m3。
1．热值的概念
热值在数值上等于1 kg某种燃料完全燃烧放出的热量。
（1）定义
（2）物理意义
（3）单位
固体或液体燃料完全燃烧放出的热量的计算公式为Q=qm，
气体燃料完全燃烧放出热量的计算公式为Q=qV。
（4）计算公式：
新知相授
对于热值的理解，我们要抓住三个关键词：“某种燃料”、“完全燃烧”、“热量与其质量之比”.
①“某种燃料”是说明热值与燃料的种类有关，反映了燃料的燃烧特性、化学能转化成的内能的本领大小.
②“完全燃烧”的含义是烧完、烧尽.某种燃料，只有在完全燃烧时放出的热量与质量之比才是这种燃料的热值，如果用没有完全燃烧放出的热量计算出的热值就比实际值小.
③“热量与其质量之比”可以理解为热值是针对一定质量的燃料而言的，如果同种燃料的质量不同，则完全燃烧时放出的热量大小不同.
新知相授
请说出你熟悉的燃料的热值，并说明其物理意义。
新知相授
问题: 火箭大多用液氢作为燃料，你知道这样做的好处吗？
1、液氢清洁环保
2、热值大
新知相授
根据热值表，计算一下10吨氢完全燃烧放出多少焦耳的热量？
再算算，若用干木柴完全燃烧来获得这些热量，需要多少吨干木柴？
氢的热值是1.4×108 J/kg
干木柴的热值1.2×107 J/kg
放出热量Q = 热值q×质量m
= 1.4×108 J/kg× 10×103 kg
= 1.4×1012 J
需要干木柴
约120吨干木柴完全燃烧放出的热量等于10吨氢完全燃烧放出的热量。
【例1】千帆竞渡，百舸争流。在当今能源科技日新月异的背景下，“可燃冰”作为一种潜力巨大的清洁能源，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______________很大。以10倍的关系计算，500 g“可燃冰”完全燃烧放出的热量为______________J。这些热量可以使 ________________kg的水从50 ℃加热至100 ℃。[c水＝4.2×103 J/（kg·℃），q煤气＝4.2×107 J/kg]。
热值
2.1×108
1 000
通关秘籍：
1. 每种燃料都有自己的热值，燃料不同，其热值一般是不同的，故热值只与燃料的种类有关；燃料燃烧放出的热量，除了与燃料种类有关外，还与燃料的质量、是否完全燃烧有关。
2. 计算热值时要注意质量的单位是kg，体积的单位是m3。
3. 不计热损失，常用Q吸=Q放，即cmΔt=qm来解决问题。
新知相授
二、热机的效率
有效利用
60%
高温的空气带走相当一部分热量，
未燃烧
15%
散失
25%
燃料很难完全燃烧
被水吸收的热量
燃料很难完全燃烧，放出的热量往往比按热值计算出的要小，而且有效利用的热量又比放出的热量要小，例如用煤烧水。
一部分热量直接散失掉
新知相授
（1）热效率：有效利用的热量与理想情况下放出的热量的比值。
η=
Q利用
Q释放
×100%
（2）提高燃料利用率的途径
①改善燃烧的条件，使燃料尽可能充分燃烧。
②减少各种热量损失。
③ 加大受热面积，以减少烟尘废气带走的热量；
④使用较好的保温材料，减少热损失。
新知相授
在内燃机中燃料是否能够完全燃烧？
燃料燃烧释放的能量都到哪里去了？
有用机械能
无用的机械能
燃气内能
损失的内能
新知相授
热机的效率小结
（1）定义：热机用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的热量之比。叫热机的效率。
η=
W有用
Q放
×100%
（2）公式：
（3） 物理意义：热机的效率表示使用热机时对燃料的利用率的高低，因此热机的效率是热机性能的一个重要指标。
新知相授
蒸汽机的效率只有6%~15%
汽油机的效率为 20%~30%
柴油机的效率为30%~45%
常见的热机效率
【例2】 汽油机工作时的热损失情况是汽缸散热损失30%，废气带走35%，机械摩擦损耗10%，则完全燃烧2 g汽油（热值为4.6×107 J/kg）获得的机械能是（ ）
A. 2.76×104 J B. 3.22×104 J
C. 0.92×104 J D. 2.3×104 J
D
【例3】小明用酒精灯将质量为100 g、初温为20 ℃的水加热到90 ℃（未沸腾），共燃烧了7 g酒精[c水=4.2×103 J/（kg·℃）酒精的热值为q=3×107 J/kg]。则（ ）
A. 水吸收的热量是2.94×107 J，烧水的热效率为14%
B. 水吸收的热量是2.94×104 J，烧水的热效率为14%
C. 水吸收的热量是2.94×107 J，烧水的热效率为1.4%
D. 水吸收的热量是2.94×104 J，烧水的热效率为1.4%
B
通关秘籍：计算烧水的热效率时，水吸收的热量Q吸是有用的，燃料释放的热量Q放是总能量。热效率计算公式：η=×100%=×100%=×100%。
【例4】为节约能源，需提高热机的效率，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
D
通关秘籍：改变热机效率就是改变热机用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量的比例，增加用来做有用功的那部分能量或减少损失的能量，都可以提高热机的效率。
课堂小结
热机的效率
燃烧的热值
热机的效率
定义
提高途径
定义
单位
计算公式
1. 关于燃料的热值，下列说法正确的是( )
A. 燃料的热值越大，燃烧时达到的温度就越高
B. 燃料的热值越大，燃烧时放出的热量就越多
C. 燃料燃烧越充分，燃料的热值就越大
D. 燃料的热值与燃料的质量以及燃烧情况无关
D
课堂练习
2. 小华家里用的是天然气灶，他尝试估测该灶的效率。小华用容量为5 L的水壶装满水，水的初温是20 ℃，然后将水烧开。烧水之前天然气表的示数是2 365.02 m3，水刚烧开时天然气表的示数变为2 365.12 m3，天然气的热值为3.2×107 J/m3，水的比热容为4.2×103 J/（kg·℃），当地大气压为1个标准大气压。求：
（1）水吸收的热量Q吸（不计水的热量损失）。
（2）天然气完全燃烧放出的热量Q放。
（3）天然气灶的效率η。
课堂练习
课堂练习
解：（1）水的质量m=ρ水V水=1.0×103 kg/m3×5×10-3 m3 =5 kg，
水吸收的热量Q吸=cm(t2-t1)=4.2×103 J/(kg·℃)×5 kg×(100 ℃-20 ℃)=1.68×106 J。
（2）天然气放出的热量Q放=qV=3.2×107 J/m3×(2 365.12 m3-2 365.02 m3)=3.2×106 J。
（3）天然气灶的效率η===52.5%
答：（略）
谢谢观看14.2 热机的效率 同步精品试题
一、单选题
1．热学知识在日常生活中有广泛的应用，下列说法正确的是（ ）
A．秋季的田野里瓜果飘香，说明分子间有引力
B．完全燃烧1kg的煤和1kg的干木柴放出的热量不同
C．热机通过压缩冲程将内能转化为机械能
D．暖气片内用水作为导热介质是因为水的沸点较高
2．关于热值和热机效率，下列说法正确的是（ ）
A．使燃料燃烧更充分，可提高热机效率
B．热机使用的燃料的热值越大，热机效率就越高
C．1kg 汽油在气缸内燃烧放出的热量，就是汽油的热值
D．把煤磨成煤粉或煤粒，加大送风量使其燃烧更充分，可以提高煤的热值
3．下列有关热现象的说法正确的是（ ）
A．0℃以下的汽油没有内能 B．汽油不完全燃烧时，热值不变
C．汽油机在吸气冲程只吸入空气 D．汽油机的效率越高，功率越大
4．下列说法中正确的是（ ）
A．热传递过程中，温度高的物体，由于具有较大的内能，所以会把内能传给低温物体
B．夏天室内常洒一些水，是利用水蒸发吸热达到降温的目的
C．物体吸收热量，内能增加，温度一定升高
D．运载火箭的燃料采用液氢，是因为液氢的比热容大
5．如图所示分别为内燃机甲、乙的能量流向图，则下列说法正确的是（ ）
A．通过技术改进，可使甲的E4等于E1
B．若E4大于E4＇，则甲的热机效率一定高于乙
C．若E5小于E5＇，则甲的热机效率一定高于乙
D．若甲、乙的热机效率相等且E1等于E1＇，则E4一定等于E4＇
6．下列关于热值和热机效率的说法中，正确的是（ ）
A．使燃料燃烧的更充分，可以增大热值
B．使燃料燃烧更充分，可以提高热机效率
C．柴油机的热机效率最高可以达到100%
D．燃料燃烧释放的热量越大，热值越大
7．关于燃料及其热值，下列说法中正确的是（ ）
A．没有燃烧的燃料，热值等于零
B．燃料完全燃烧时，它的热值最大
C．燃料的热值与质量和燃烧状态无关
D．燃料燃烧时温度越高，放出的热量越多
8．关于热现象下列说法正确的是（ ）
A．100oC物体具有的内能一定比10oC的物体多
B．热量总是从内能大的物体传到内能小的物体
C．燃料的热值与燃料是否充分燃烧无关
D．夏天地面洒水降温利用了水的比热容
9．汽油机甲的效率比汽油机乙的效率高，这说明（ ）
A．甲做的有用功多
B．相同的时间内，汽油机甲比乙所用的汽油节约一些
C．甲比乙用的汽油少
D．完全燃烧相等的汽油，其内能转化为有用功的能量甲比乙多
10．下列选项可能符合汽车等热机能量流向的是（ ）
A．
B．
C．
D．
二、填空题
11．为了消杀新冠病毒，工作人员在教室喷洒酒精后，同学们进入教室闻到刺鼻的酒精味，这是 现象；把质量相同的酒精和汽油（已知热值q汽油>q酒精）充分完全燃烧，产生热量较多的是 。
12．某台汽油机飞轮的转速为1800r/min，在1s内，汽油机完成了 个工作循环．如果汽油机在一段时间内消耗了500g汽油，若这些汽油完全燃烧，可放出热量 J．（q汽油=4.6×107J/kg）
13．汽油机吸气冲程吸入的是 （选填“空气”、“汽油气体”或“空气与汽油的混合物”）；甲、乙两台汽油机，甲的功率是乙的2倍，甲的效率是30%，乙的效率是20%，甲、乙在相同时间内所做功之比是 ；甲、乙在相同时间内所消耗汽油质量之比为 。
14．人类发展史也是利用燃料的历史，干木柴、煤的放热本领不同，是因为它们的 （选填”热值”“热量”或“温度”）不同，完全燃烧0.14m3的天然气可放出 J的热量，这些热量若全部被水吸收，可让 kg的水温度升高40℃。（已天然气热值q=3.0×107J/m3，水的比热容c=4.2×103J（kg·℃）]
15．炎炎夏季，都市气温往往比郊外要高3℃～5℃，这就是热岛效应，人们在小区内修建人工湖、喷水池，主要利用水的 大来调节气温。实验室有1.5kg酒精，测得其热值是3.0×107J/kg，从中取0.56kg酒精完全燃烧，释放的热量为 J。这些热量能让200kg的水温度升高 （）
三、实验探究题
16．如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同。燃料的质量都是10g，烧杯内的液体质量也相同。（燃料1是酒精，燃料2是碎纸片）
（1）在组装实验装置时，你认为图中横杆、温度计、铁圈、燃具四个器件的安装顺序应是 （选填“由下而上”或“由上而下”）；
（2）要比较不同燃料的热值，应选择 两图进行实验；下表是比较燃料热值的实验数据：
燃料 加热前的水温/℃ ① 燃料的热值J/kg
10g酒精 15 35 2.4×106
10g碎纸片 15 25
完善表格，表中①应填写的内容是： ，并根据表中数据，估算出碎纸片的热值是 J/kg；
（3）实验后小明根据实验数据利用公式Q吸=cm t算出了水吸收的热量，结合“10g酒精”这一数据，算出了酒精的热值，算出酒精的热值 （选填“偏大”、“不变”或“偏小”）。请说出一个理由 ；
（4）要比较不同物质的比热容，应选择 两图进行实验，说说你比较比热容的方法： 。
四、综合题
17．汽油机是热机的一种，请回答以下问题。
（1）图1中甲、乙是汽油机的其中两个冲程，则甲是 冲程，乙是 冲程（以上两空均选填“吸气”、“压缩”、“做功”或“排气”）；
（2）做功冲程是把 能转化成 能，从而获得动力；
（3）图2是汽油机的能量流向图，其效率为 ×100%（用图中的符号表示）；
（4）某汽车在水平路面上行驶，共消耗了0.5kg汽油。[汽油热值q＝4.6×107J/kg，水的比热容]
①假如汽油完全燃烧，求释放的热量 ；
②若其释放热量的20%被初温为20℃质量为100kg的水完全吸收，求水升高的温度是多少 ？（结果保留整数）
答案解析部分
1．B
2．A
3．B
4．B
5．D
6．B
7．C
8．C
9．D
10．D
11．扩散；汽油
12．15；2.3×107
13．空气与汽油的混合物；2∶1；4∶3
14．热值；；
15．比热容；1.68×107；40℃
16．（1）由下而上
（2）甲、乙；燃料燃尽后的水温；1.2×106
（3）偏小；有热损失
（4）甲丙；加热相同时间，比较升高的温度或升高相同温度，比较加热时间
17．（1）排气；压缩
（2）内；机械
（3）
（4）；人教版物理九年级全册
14.2《热机的效率》教学设计
课题名 14.2 热机的效率
教学目标 从生活中体会不同燃料释放热的本领不同，建立热值的概念；能简单计算燃料释放出的热量。 能说出热机工作时燃料释放的能量的主要流向；知道什么是热机效率；如何提高热机效率。
教学重点 建立热值的概念，热机的效率
教学难点 理解热值的概念。
教学准备 教师准备：多媒体平台、实验器材 学生准备：课本
教学过程 新课导入 燃料种类很多，煤炭、汽油、天然气等等，为什么火箭会使用氢来作为燃料呢？ 新知相授 燃料的热值 想想议议 在我们生活中，有固体燃料、液体燃料、气体燃料。 那么，不同燃料的放热本领相同吗？怎么比较它们谁的放热本领强呢？ 下面，请同学们思考几个问题。 1.1kg的干木柴和10kg的干木柴在同样燃烧时，放出的热量是否相同？ 2.相同条件下，1kg干木柴和1kg煤，哪一种燃料能烧开更多的水？ 3.1kg的干木柴完全燃烧和未完全燃烧时放出的热量是否相同？ 我们的生活经验告诉我们，等质量的煤和干木柴，充分燃烧，煤放出的热量要比柴多得多。因此，我们用热值这个概念来表示燃料放出热量的本领。 1．热值的概念 （1）定义：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。 （2）物理意义：热值在数值上等于1 kg某种燃料完全燃烧放出的热量。 （3）单位：国际单位：焦每千克；符号：J/kg；气体燃料的单位：焦每立方米；符号：J/m3。 （4）相关计算公式：固体或液体燃料完全燃烧放出的热量的计算公式为Q=qm，气体燃料完全燃烧放出热量的计算公式为Q=qV。 这部分重难要对热值的概念进行理解。 对于热值的理解，我们要抓住三个关键词：“某种燃料”、“完全燃烧”、“热量与其质量之比”. ①“某种燃料”是说明热值与燃料的种类有关，反映了燃料的燃烧特性、化学能转化成的内能的本领大小. ②“完全燃烧”的含义是烧完、烧尽.某种燃料，只有在完全燃烧时放出的热量与质量之比才是这种燃料的热值，如果用没有完全燃烧放出的热量计算出的热值就比实际值小. ③“热量与其质量之比”可以理解为热值是针对一定质量的燃料而言的，如果同种燃料的质量不同，则完全燃烧时放出的热量大小不同. 下图为常见燃料的热值，大家可以结合图片，说出其物理意义吗？（教师结合图片互动课堂） 大家可以注意一下氢的热值，数量级达到了10的8次方，是这个表的热值最大的燃料，对此，氢具有热值大的特性。 回到开头那个问题火箭大多用液氢作为燃料，你知道这样做的好处吗？ 首先热值大，这个是我们刚刚讲的，其次，液氢也具有清洁环保的特点。 下面我们通过计算来看看，为什么氢的热值大。 据热值表，我们知道氢的热值是1.4×108 J/kg，计算一下10吨氢完全燃烧放出多少焦耳的热量？ 放出热量Q = 热值q×质量m= 1.4×108 J/kg× 10×103 kg= 1.4×1012 J 再算算，若用干木柴完全燃烧来获得这些热量，需要多少吨干木柴？ 干木柴的热值1.2×107 J/kg 约120吨干木柴完全燃烧放出的热量等于10吨氢完全燃烧放出的热量。 这个数值是非常大的，对此也体现了氢热值大的特点。 接下来大家做一道例题： 【例1】千帆竞渡，百舸争流。在当今能源科技日新月异的背景下，“可燃冰”作为一种潜力巨大的清洁能源，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______很大。以10倍的关系计算，500 g“可燃冰”完全燃烧放出的热量为______J。这些热量可以使 ____________kg的水从50 ℃加热至100 ℃。[c水＝4.2×103 J/（kg·℃），q煤气＝4.2×107 J/kg]。 【答案】热值；2.1×108；1000。 通关秘籍： 1. 每种燃料都有自己的热值，燃料不同，其热值一般是不同的，故热值只与燃料的种类有关；燃料燃烧放出的热量，除了与燃料种类有关外，还与燃料的质量、是否完全燃烧有关。 2. 计算热值时要注意质量的单位是kg，体积的单位是m3。 3. 不计热损失，常用Q吸=Q放，即cmΔt=qm来解决问题。 热机的效率 燃料很难完全燃烧，放出的热量往往比按热值计算出的要小，而且有效利用的热量又比放出的热量要小，例如用煤烧水。 下面，给大家引入一个概念。 热效率：有效利用的热量与理想情况下放出的热量的比值。 既然热机损失的能量较多，那么我们就会有一些提高燃料效率的途径。请同学们做好笔记。 ①改善燃烧的条件，使燃料尽可能充分燃烧。 ②减少各种热量损失。 ③ 加大受热面积，以减少烟尘废气带走的热量； ④使用较好的保温材料，减少热损失。 那么在内燃机中燃料是否能够完全燃烧？燃料燃烧释放的能量都到哪里去了？ 实际上，内燃机的内能一部分转化为无用的机械能，一大部分直接损失，还有一小部分为有用的机械能。 最后我们对热机的效率进行个小结： （1）定义：热机用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的热量之比。叫热机的效率。 （2）公式： （3）物理意义：热机的效率表示使用热机时对燃料的利用率的高低，因此热机的效率是热机性能的一个重要指标。 在生活中，我们常见的汽油机效率只有20％-30%，蒸汽机的效率只有6%-15％，柴油机的效率只有30％-45％。由此可见，热机的效率还是比较低的。 接下来大家完成【例2】、【例3】和【例4】： 【例2】 汽油机工作时的热损失情况是汽缸散热损失30%，废气带走35%，机械摩擦损耗10%，则完全燃烧2 g汽油（热值为4.6×107 J/kg）获得的机械能是（ ） A. 2.76×104 J B. 3.22×104 J C. 0.92×104 J D. 2.3×104 J 【答案】D 【例3】小明用酒精灯将质量为100 g、初温为20 ℃的水加热到90 ℃（未沸腾），共燃烧了7 g酒精[c水=4.2×103 J/（kg·℃）酒精的热值为q=3×107J/kg]。则（ ） A. 水吸收的热量是2.94×107 J，烧水的热效率为14% B. 水吸收的热量是2.94×104 J，烧水的热效率为14% C. 水吸收的热量是2.94×107 J，烧水的热效率为1.4% D. 水吸收的热量是2.94×104 J，烧水的热效率为1.4% 【答案】B 【例4】为节约能源，需提高热机的效率，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】D 通关秘籍：改变热机效率就是改变热机用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量的比例，增加用来做有用功的那部分能量或减少损失的能量，都可以提高热机的效率。 课堂练习 1. 关于燃料的热值，下列说法正确的是( ) A. 燃料的热值越大，燃烧时达到的温度就越高 B. 燃料的热值越大，燃烧时放出的热量就越多 C. 燃料燃烧越充分，燃料的热值就越大 D. 燃料的热值与燃料的质量以及燃烧情况无关 【答案】D 2.小华家里用的是天然气灶，他尝试估测该灶的效率。小华用容量为5 L的水壶装满水，水的初温是20 ℃，然后将水烧开。烧水之前天然气表的示数是2 365.02 m3，水刚烧开时天然气表的示数变为2 365.12 m3，天然气的热值为3.2×107 J/m3，水的比热容为4.2×103 J/（kg·℃），当地大气压为1个标准大气压。求： （1）水吸收的热量Q吸（不计水的热量损失）。 （2）天然气完全燃烧放出的热量Q放。 （3）天然气灶的效率η。 本节课结束，谢谢大家！！！
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教学反思14.2 热机的效率 同步精品试题（含解析）
一、单选题
1．热学知识在日常生活中有广泛的应用，下列说法正确的是（ ）
A．秋季的田野里瓜果飘香，说明分子间有引力
B．完全燃烧1kg的煤和1kg的干木柴放出的热量不同
C．热机通过压缩冲程将内能转化为机械能
D．暖气片内用水作为导热介质是因为水的沸点较高
【答案】B
【知识点】比热容；燃料的热值；分子间相互作用力
【解析】A．秋季的田野里瓜果飘香，是瓜果的芳香分子无规则运动的结果，A不符合题意；
B．由于不同燃料的热值不同，所以，完全燃烧1kg的干木材和煤，放出的热量不同，B符合题意；
C．在热机（内燃机）的压缩冲程中，将机械能转化为内能，C不符合题意；
D．暖气片内用水作为导热介质是因为水的比热容较大，质量相同的水和其它物质相比，升高相同的温度，水吸热多，D不符合题意。
故答案为：B
2．关于热值和热机效率，下列说法正确的是（ ）
A．使燃料燃烧更充分，可提高热机效率
B．热机使用的燃料的热值越大，热机效率就越高
C．1kg 汽油在气缸内燃烧放出的热量，就是汽油的热值
D．把煤磨成煤粉或煤粒，加大送风量使其燃烧更充分，可以提高煤的热值
【答案】A
【知识点】燃料的热值；热机的效率
【解析】A．使燃料燃烧更充分，可以增大有效利用的能量，提高热机的效率，A符合题意；
B．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，与燃料的热值无关，B不符合题意；
CD．1kg汽油完全燃烧放出的热量叫做汽油的热值，热值是燃料的一种特性，和燃料是否燃烧、是否完全燃烧、燃料的质量等无关，CD不符合题意。
故答案为：A
3．下列有关热现象的说法正确的是（ ）
A．0℃以下的汽油没有内能 B．汽油不完全燃烧时，热值不变
C．汽油机在吸气冲程只吸入空气 D．汽油机的效率越高，功率越大
【答案】B
【知识点】内能的概念；燃料的热值；内燃机的四个冲程
【解析】A．内能是物体所有分子动能和分子势能的总和，分子在不停做热运动即分子动能不为零，所以0℃以下的汽油有内能，不符合题意；
B．热值是燃料的特性，只与燃料的种类有关，与是否燃烧及燃烧状况无关，符合题意；
C．汽油机在吸气冲程吸入空气和汽油的混合气，不符合题意；
D．汽油机的效率是指它所做的有用功与燃料完全燃料所放出的热量之比，与汽油机的功率无关，不符合题意。
故答案为：B
4．下列说法中正确的是（ ）
A．热传递过程中，温度高的物体，由于具有较大的内能，所以会把内能传给低温物体
B．夏天室内常洒一些水，是利用水蒸发吸热达到降温的目的
C．物体吸收热量，内能增加，温度一定升高
D．运载火箭的燃料采用液氢，是因为液氢的比热容大
【答案】B
【知识点】汽化及汽化吸热的特点；内能的概念；热传递改变物体内能；燃料的热值
【解析】A．热传递实质是内能从高温物体转移到低温物体或者从物体的高温部分传递到低温部分；内能的大小与质量、温度、状态等因素有关，内能大，温度不一定高，A不符合题意；
B．夏天室内常洒一些水，水蒸发时会吸收热量，能降低室温，B符合题意；
C．物体吸收热量，内能增加，温度不一定升高，例如晶体熔化时，吸收热量，温度不变，C不符合题意；
D．运载火箭的燃料采用液氢，是因为液氢的热值大，密度小，而和它的比热容无关，D不符合题意。
故答案为：B
5．如图所示分别为内燃机甲、乙的能量流向图，则下列说法正确的是（ ）
A．通过技术改进，可使甲的E4等于E1
B．若E4大于E4＇，则甲的热机效率一定高于乙
C．若E5小于E5＇，则甲的热机效率一定高于乙
D．若甲、乙的热机效率相等且E1等于E1＇，则E4一定等于E4＇
【答案】D
【知识点】热机的效率
【解析】A．无论怎样技术改进，额外功的产生不可避免，有用功E4总是小于总功E1。故错误；
BC．根据公式知，若E4大于E4＇，只有E1等于E1＇时，甲的热机效率一定高于乙；若E5小于E5＇，甲的热机效率不一定高于乙。BC不符合题意；
D．根据知，若甲、乙的热机效率相等且E1等于E1＇，则E4一定等于E4＇。D符合题意，
故答案为：D
6．下列关于热值和热机效率的说法中，正确的是（ ）
A．使燃料燃烧的更充分，可以增大热值
B．使燃料燃烧更充分，可以提高热机效率
C．柴油机的热机效率最高可以达到100%
D．燃料燃烧释放的热量越大，热值越大
【答案】B
【知识点】燃料的热值；热机的效率
【解析】AD．热值是燃料的一种属性，它只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧程度、燃烧时放出热量的多少等均无关，AD不符合题意；
B．热机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，在工作过程中，损失的能量越少，热机的效率越高。因此使燃料燃烧更充分，可以增大有效利用的能量，提高热机的效率，B符合题意；
C．柴油机工作时都不可避免的有热量损失，柴油机的热机效率不可能达到100%，C不符合题意。
故答案为：B
7．关于燃料及其热值，下列说法中正确的是（ ）
A．没有燃烧的燃料，热值等于零
B．燃料完全燃烧时，它的热值最大
C．燃料的热值与质量和燃烧状态无关
D．燃料燃烧时温度越高，放出的热量越多
【答案】C
【知识点】燃料的热值
【解析】ABC．热值是燃料自身的一种属性，大小与燃料的质量、温度、燃烧情况无关，AB不符合题意，C符合题意；
D．根据公式Q=mq可知，燃料燃烧放出的热量多少与燃料的热值、燃料的质量有关，与燃烧时的温度无关，D不符合题意。
故答案为：C
8．关于热现象下列说法正确的是（ ）
A．100oC物体具有的内能一定比10oC的物体多
B．热量总是从内能大的物体传到内能小的物体
C．燃料的热值与燃料是否充分燃烧无关
D．夏天地面洒水降温利用了水的比热容
【答案】C
【知识点】热量的概念；内能的概念；比热容；燃料的热值
【解析】A．影响物体内能因素有物体的质量、状态、温度和体积等，所以100oC物体具有的内能不一定比10oC的物体多，A不符合题意；
B．热量总是从温度高的物体传给温度低的物体，B不符合题意；
C．燃料的热值只与燃料的种类有关，与燃料是否充分燃烧无关，C符合题意；
D．夏天地面洒水降温利用了水的蒸发吸热，D不符合题意。
故答案为：C
9．汽油机甲的效率比汽油机乙的效率高，这说明（ ）
A．甲做的有用功多
B．相同的时间内，汽油机甲比乙所用的汽油节约一些
C．甲比乙用的汽油少
D．完全燃烧相等的汽油，其内能转化为有用功的能量甲比乙多
【答案】D
【知识点】热机的效率
【解析】效率是表明有用功占总功百分比的物理量。如果汽油机甲的效率比乙的高，说明汽油机甲的性能好，燃烧相同的汽油，甲做的有用功多；做相同的有用功，甲消耗的汽油少。因此在比较过程中一定要有前提条件，ABC不符合题意；D符合题意。
故答案为：D
10．下列选项可能符合汽车等热机能量流向的是（ ）
A．
B．
C．
D．
【答案】D
【知识点】热机的效率
【解析】热机燃烧燃料放出的能量，有部分转化为提供热机动力的机械能，还有相当部分能量散失了。而汽油机的效率一般为20%~30%，则机械能约为W机械能=ηW=30%×1000J=300J
散失的内能W内能=W-W机械能=1000J-300J=700J。
故答案为：D
二、填空题
11．为了消杀新冠病毒，工作人员在教室喷洒酒精后，同学们进入教室闻到刺鼻的酒精味，这是 现象；把质量相同的酒精和汽油（已知热值q汽油>q酒精）充分完全燃烧，产生热量较多的是 。
【答案】扩散；汽油
【知识点】燃料的热值；分子热运动
【解析】闻到酒精的气味是扩散现象，原因是分子在不停地做无规则运动。
已知热值q汽油>q酒精，由可知质量相等的酒精和汽油充分完全燃烧，产生热量较多的是汽油。
12．某台汽油机飞轮的转速为1800r/min，在1s内，汽油机完成了 个工作循环．如果汽油机在一段时间内消耗了500g汽油，若这些汽油完全燃烧，可放出热量 J．（q汽油=4.6×107J/kg）
【答案】15；2.3×107
【知识点】燃料的热值；内燃机的四个冲程
【解析】对于四冲程汽油机，一个工作循环飞轮转2圈，完成四个工作冲程，做功1次，活塞往复2次．所以若汽油机的飞轮转速为1800r/min，则1s内，飞轮转30圈，共完成15个工作循环；500g汽油完全燃烧产生的热量是：Q放=mq=500g×4.6×107 J/kg=2.3×107 J=0.5kg×4.6×107 J/kg=2.3×107 J．
13．汽油机吸气冲程吸入的是 （选填“空气”、“汽油气体”或“空气与汽油的混合物”）；甲、乙两台汽油机，甲的功率是乙的2倍，甲的效率是30%，乙的效率是20%，甲、乙在相同时间内所做功之比是 ；甲、乙在相同时间内所消耗汽油质量之比为 。
【答案】空气与汽油的混合物；2∶1；4∶3
【知识点】燃料的热值；热机的效率；内燃机的四个冲程；功的计算及应用
【解析】由于汽油机没有喷油嘴，汽油和空气一起在吸气冲程被吸入气缸，所以汽油机吸气冲程吸入的是空气与汽油的混合物。
甲、乙在相同时间内所做功之比是
由热机效率的计算公式得
甲、乙在相同时间内放出的热量之比为
甲、乙在相同时间内所消耗汽油质量之比为
14．人类发展史也是利用燃料的历史，干木柴、煤的放热本领不同，是因为它们的 （选填”热值”“热量”或“温度”）不同，完全燃烧0.14m3的天然气可放出 J的热量，这些热量若全部被水吸收，可让 kg的水温度升高40℃。（已天然气热值q=3.0×107J/m3，水的比热容c=4.2×103J（kg·℃）]
【答案】热值；；
【知识点】热量的计算；燃料的热值
【解析】热值是燃料的一种特性，由于干木柴、煤的热值不同，所以它们的放热本领不同。
完全燃烧0.14m3的天然气放出的热量
由题知
由 可知，水的质量
15．炎炎夏季，都市气温往往比郊外要高3℃～5℃，这就是热岛效应，人们在小区内修建人工湖、喷水池，主要利用水的 大来调节气温。实验室有1.5kg酒精，测得其热值是3.0×107J/kg，从中取0.56kg酒精完全燃烧，释放的热量为 J。这些热量能让200kg的水温度升高 （）
【答案】比热容；1.68×107；40℃
【知识点】比热容；热量的计算；燃料的热值
【解析】人们在小区内修建人工湖、喷水池，主要利用水的比热容大，白天，相同质量的水和沙石比较，吸收相同的热量，水的温度升高的少；夜晚，放出相同的热量，水的温度降低的少，使得昼夜的温差小，能有效调节气温。
实验室有1.5kg酒精，测得其热值是3.0×107J/kg，从中取0.56kg酒精（热值不变）完全燃烧，释放的热量为Q=mq=0.56kg×3.0×107J/kg=1.68×107J
这些热量能让200kg的水温度升高
三、实验探究题
16．如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同。燃料的质量都是10g，烧杯内的液体质量也相同。（燃料1是酒精，燃料2是碎纸片）
（1）在组装实验装置时，你认为图中横杆、温度计、铁圈、燃具四个器件的安装顺序应是 （选填“由下而上”或“由上而下”）；
（2）要比较不同燃料的热值，应选择 两图进行实验；下表是比较燃料热值的实验数据：
燃料 加热前的水温/℃ ① 燃料的热值J/kg
10g酒精 15 35 2.4×106
10g碎纸片 15 25
完善表格，表中①应填写的内容是： ，并根据表中数据，估算出碎纸片的热值是 J/kg；
（3）实验后小明根据实验数据利用公式Q吸=cm t算出了水吸收的热量，结合“10g酒精”这一数据，算出了酒精的热值，算出酒精的热值 （选填“偏大”、“不变”或“偏小”）。请说出一个理由 ；
（4）要比较不同物质的比热容，应选择 两图进行实验，说说你比较比热容的方法： 。
【答案】（1）由下而上
（2）甲、乙；燃料燃尽后的水温；1.2×106
（3）偏小；有热损失
（4）甲丙；加热相同时间，比较升高的温度或升高相同温度，比较加热时间
【知识点】燃料的热值；比较不同物质吸热的情况实验
【解析】（1）图中，先安装燃具，再安装铁圈，可保证铁圈上的容器在燃具的外焰上加热，将温度计挂在横杆上再固定，可避免温度计的玻璃泡碰到容器底或壁，所以应向下而上进行安装。
（2）要比较不同燃料的热值，除了燃料的种类不同外，其它因素都相同，所以应选择甲、乙两图进行实验。
在实验中，通过燃料燃烧前及完全燃烧后水的温度变化来确定燃料燃烧放出热量的多少，所以在表格中应记录燃料燃烧前或完全燃烧后水的温度，所以表格中尚需记录数据是燃料完全燃烧后的水温。
由表格数据知，10kg的酒精放出的热量完全被水吸收，所以有mq=c水m水(t-t0)
即0.01kg×2.4×106J/kg=c水m水×(35-15)℃
10g碎纸片完全燃烧放出的热量与水吸收的热量相同，且两次加热的水的质量相同，所以0.01kg×q纸=c水m水×(25-15)℃
解以上两式得，碎纸片的热值q纸=1.2×106J/kg
（3）在计算热值时，认为燃料燃烧放出的热量等于水吸收的热量，但实际上，燃料燃烧放出的热量有损失，并没有完全被水吸收，则水吸收的热量小于燃料燃烧放出的热量，而其它量为准确值，据Q放=mq知，求得的热值偏小。
（4）要比较不同物质的比热容，应用燃烧相同的燃料给初温及质量相同的不同种类的物质加热相同的时间，比较物质升高的温度。所以应选择甲、丙进行实验。
四、综合题
17．汽油机是热机的一种，请回答以下问题。
（1）图1中甲、乙是汽油机的其中两个冲程，则甲是 冲程，乙是 冲程（以上两空均选填“吸气”、“压缩”、“做功”或“排气”）；
（2）做功冲程是把 能转化成 能，从而获得动力；
（3）图2是汽油机的能量流向图，其效率为 ×100%（用图中的符号表示）；
（4）某汽车在水平路面上行驶，共消耗了0.5kg汽油。[汽油热值q＝4.6×107J/kg，水的比热容]
①假如汽油完全燃烧，求释放的热量 ；
②若其释放热量的20%被初温为20℃质量为100kg的水完全吸收，求水升高的温度是多少 ？（结果保留整数）
【答案】（1）排气；压缩
（2）内；机械
（3）
（4）；
【知识点】热量的计算；燃料的热值；内燃机的四个冲程；有关热机的计算
【解析】（1）图1甲中进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，故甲是排气冲程；乙中，两气门关闭，活塞向上运动，乙是压缩冲程。
（2）利用内能可以做功，人们制造了各种利用内能做功的机械即热机。做功冲程是把内能转化成机械能，从而获得动力。
（3）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。图2是汽油机的能量流向图，故其效率为
（4）①假如汽油完全燃烧，释放的热量Q=mq＝0.5kg×4.6×107J/kg=2.3×107J
②水吸收的热量为
初温为20℃质量为100kg的水升高的温度是
