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第3节热机课后跟踪练习
班级 姓名 得分
一、选择题
1．将一酒精灯中酒精用掉一半，剩余部分（ ）
A．热值减半 B．完全燃烧放出的热量减半
C．温度减半 D．热量减半
2．下列有关热机效率、燃料热值、物体内能的说法中，正确的是（ ）
A．热机所用燃料的热值越大，效率越高
B．热机所用燃料的化学能转化成的内能越多，效率越高
C．物体的内能越大，温度越高
D．摩擦生热是利用做功的方式来增加物体的内能
3．下列有关热机的说法中不正确的是（ ）
A．热机工作的过程是将燃料燃烧获得的内能转化成机械能的过程
B．为了防止热机过热，通常用水来降温，是利用水的比热大的特性
C．可以采用增大热机功率的方法来增大热机的效率
D．热机的大量使用会造成环境污染
4．前一段时间由于国际原煤价格上涨，少数 ( http: / / www.21cnjy.com )不法商人把﹣种黑色石头掺在优质煤中高价出售．客户为了不上当受骗，辨别煤中是否掺杂的最恰当方法是检测下面物理量中的（ ）
A．热值 B． 温度 C．质量 D． 比热容
5．关于热值的下列说法中正确的是（ ）
A．燃料燃烧时，随着不断放热，它的热值越来越小
B．采取措施使燃料燃烧更充分，就可以提高燃料的热值
C．任何燃料实际燃烧时放出的热量，都比按热值计算出来的数值小
D．煤油的热值比酒精大，就是说煤油完全燃烧放出的热量比酒精多
6．关于热值，下列说法中正确的是（ ）
A．燃料燃烧得越充分，热值就越大 B．燃料的密度越大，热值就越大
C．同种燃料燃烧与否，热值都是一样的 D．燃料存放越久，热值越小
7．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．在压縮冲程中，燃料混合物的温度升髙，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小
8．下列说法错误的是（ ）
A．现阶段人类所用能量，大部分来源于燃料燃烧
B．热值是表示燃料燃烧放热能力的物理量
C．燃料燃烧时化学能转化为内能
D．汽车在行驶时，发动机把油料中的化学能全部转化成有用的机械能
9．下列有关热的说法正确的是（ ）
A．晶体在熔化过程中温度不变，内能也不变
B．用水作汽车冷却液，是因为水的比热容大
C．内燃机的压缩冲程，主要是用热传递的方法增加了气缸内的物质的内能
D．柴油机的效率比汽油机的效率高，是因为柴油的热值比汽油的热值大
10．关于对q=Q/m的理解（ ）
A．热值与燃料完全燃烧放出的热量成正比
B．热值的大小由燃料本身决定的，与质量和热量无关
C．热值与燃料的质量成反比，与燃料完全燃烧放出的热量成正比
D．热值与燃料的质量成反比
二、填空题
11．太阳灶每小时吸收热量为8.4×106J，相当于______kg的焦炭完全燃烧放出的热量。（焦炭的热值为3.0×107J kg-1）21世纪教育网版权所有
12．在我国实施的“西气东输”工程中，西部 ( http: / / www.21cnjy.com )地区的天然气被输送到能源缺乏的东部地区．天然气与煤相比，从热学角度分析，它的优点是 ；从环保角度分析，它的优点是 。21cnjy.com
13．目前清远市很多家庭已用上天然气，天然气与煤气相比，其优点之一是天然气的热值
（选填“较大”或“较小”），完全燃烧0.5m3的天然气放出的热量是
J，天然气属于 （选填“一次”或“二次”）能源。（q天然气=4×107J/m3）21·cn·jy·com
14．1标准大气压下，用锅 ( http: / / www.21cnjy.com )炉将100kg的水从20℃加热到88℃，燃烧了2kg的无烟煤。则锅炉内100kg的水吸收的热量是______J；此锅炉的效率是______。[水的比热容是4.2×103J/（kg ℃），无烟煤的热值是3.4×107J/kg]。2·1·c·n·j·y
15．一座功率为1.2×106kW的核 ( http: / / www.21cnjy.com )电站，年发电量为6.0×109kW h，所需核燃料约为20t．若建一座功率相同的火力发电站，用热值为3.0×10 7J/kg的煤做燃料，化学能转化为电能的整体效率约为25%，一年需要供应______t煤．若每节车厢的装载量为60t，一列火车由30节车厢组成，需要______车次才能完成运输任务。【来源：21·世纪·教育·网】
三、分析、计算题
16．小东同学学习了燃料的热值后，自己设计一个实验来探究煤油和菜籽油的热值大小关系。 他组装了如图所示的装置进行实验，记录结果见下表:21·世纪*教育网
(1)为了保证实验结论的可 ( http: / / www.21cnjy.com )靠性，小东同学选择了两套相同装置，在实验中还应控制相同的量有：____________ 、_____________。
（2）根据表格中的数据，你认为煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是___________。
（3）小东同学利用此实验装置测出了煤油和菜籽油的热值，你认为小东测出的热值将比真实值______ （偏大／偏小），其原因是_____________________________。
17．太阳能热水器是一种常见的利用 ( http: / / www.21cnjy.com )太阳能的装置，绿色环保。小苏家的太阳能热水器贮满水时，水的质量为200kg，在晴天时，水温从20℃上升到60℃，水吸收了多少热量 若这些热量由完全燃烧的煤气提供，需要多少m3的煤气 [水的比热容为4．2×103J／(kg·℃)，煤气的热值q=4.O×103J／m3，气体完全燃烧放出热量的公式Q放=qV，式中V表示燃烧气体的体积。]2-1-c-n-j-y
18．随着世界人口的增加和经济的发展，能源消 ( http: / / www.21cnjy.com )耗持续增长，能源紧缺的时期将提前到来。因此，21世纪新能源的开发与利用是关系到人类子孙后代命运的一件大事。我国幅员辽阔，有着十分丰富的太阳能资源，据估算，我国陆地表面每年接受的太阳辐射能量约为5×1022J，有效利用这一资源是解决我国能源问题的一条重要途径。请问：
(1)假若我国有1亿户家庭使用太阳能热水器，每户每天有效利用太阳能2×107J，那么这1亿用户1天内有效利用的太阳能相当于多少吨无烟煤完全燃烧放出的热量(无烟煤热值3.4×l 07J／kg)？
(2)你认为未来的理想能源应具备哪些优点？(至少写出两条) 21*cnjy*com
19. 小明家过去做饭烧蜂 ( http: / / www.21cnjy.com )窝煤，现在用煤气灶．小明在学习了热学的有关知识后，知道水的比热容是4.2×103J/（kg ℃），煤气的热值为4.2×107J/kg．他想估算一下自己家中每天煤气灶烧水的效率．小明测得把1kg、初温为20℃的水烧到70℃，消耗了10g煤气
求：
（1）水吸收的热量为多少？
（2）煤气完全燃烧放出的热量为多少？
（3）煤气灶烧水的效率为多少？
（4）小明家过去实际平均每天需要烧4块蜂窝煤，按每块蜂窝煤含煤0.5kg算，他家每天实际用煤2kg，由此小明计算出他家煤炉的效率只有16.5%，你认为小明家煤炉效率低的原因是什么？从大的方面讲，家用煤炉除了热效率低，浪费能源的缺点外，另一个主要缺点是什么？www.21-cn-jy.com
参考答案：
1. B A、酒精 ( http: / / www.21cnjy.com )用掉一半，燃料的种类不变，热值不变．不符合题意；B、燃料完全燃烧放出的热量：Q=mq，燃料的种类不变，热值不变，质量减半，完全燃烧放出的热量减半．符合题意；C、酒精用掉一半，冷热程度不变，温度不变．不符合题意；D、热量是一个过程量，燃料没有燃烧，不能谈热量多少．不符合题意。故选B。【来源：21cnj*y.co*m】
2. D 热值大小与燃料的种类有关， ( http: / / www.21cnjy.com )热值越大，单位质量燃料完全燃烧放出的能量越多，但效率的高低是有效利用的能量所占的百分比，与热值无关，选项A错。热机的效率是做有用功的能量占燃料完全燃烧释放化学能的比例，不但与燃料燃烧程度有关，还和做功过程的热散失有关，选项B错。物体的内能与温度和质量有关，内能大不代表温度高，选项C错。摩擦生热是利用做功的方式来改变物体内能，使机械能转化为内能。选项D对。【出处：21教育名师】
3. C 热机的工作原理：燃料在气缸 ( http: / / www.21cnjy.com )内燃烧，生成高温高压的燃气，燃气推动活塞对外做功，内能转化成机械能，A对；汽车的发动机用水来冷却，是因为水的比热容较大，升高相同的温度时，吸收的热量多，B对；机械的功率是表示机械做功快慢的物理量，而机械效率表示的是有用功占总功的比值，二者无关，所以C错；热机燃烧的是化石能源，它的大量使用会产生二氧化碳、二氧化硫等废气，这加剧了环境污染，D对。综上所述，C符合题意。【版权所有：21教育】
4. A 热值是燃料的一种特性，它代表燃料的优劣，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;常用热值来区分煤炭的优劣。21教育名师原创作品
5. C AB、燃料的热值仅与 ( http: / / www.21cnjy.com )燃料的种类有关，而与燃料的燃烧程度无关，故AB都错；
C、因为燃料实际燃烧时，总是不能完全燃烧，所以实际燃烧时放出的热量，都比按热值计算出来的数值小，故C正确；D、煤油的热值比酒精大，就是说相同质量的煤油完全燃烧放出的热量比酒精多，故D错；故选C。21*cnjy*com
6. C 热值是燃料的一种特性，和燃料是否燃烧、是否完全燃烧、密度、存放时间的长短无关，故ABD错误，C正确。
7. C A、由Q放=mq可知，燃烧时 ( http: / / www.21cnjy.com )放出的热量与燃料的热值和质量有关，故A错；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%，故B错；C、在压縮冲程中，对燃料混合物做功，使其温度升髙、内能增大，故C正确；
D、使用天然气作燃料的目的是对环境污染、成本低，故D错；故选C。
9. B 晶体在熔化过程中温度不 ( http: / / www.21cnjy.com )变，内能增大；选项A的说法不对；水的比热容较大，我们通常用水做冷却剂；选项B说法正确；在内燃机的压缩冲程，是把机械能转化为内能，通过做功的方式增加了气缸内的物质的内能，选项C的说法错误；柴油机的效率比汽油机的效率高，不是因为柴油的热值比汽油的热值大。故选B。
10.B A、热值是质量为1kg的燃 ( http: / / www.21cnjy.com )料完全燃烧时所释放出的热量，热值是燃料本身的特性，与热量无关，故A错；BCD、热值的大小只与燃料的种类有关，与燃烧程度无关、与燃料的质量和热量无关，故B正确、CD错；故选B。
11. 0.28
12. 热值大，污染小
13. 较大；2×107；一次
14. 2.856×107，42%
15. 2.88×10 6t，1600
16. （1）水的质量；煤油、菜籽油的质量
（2）煤油
（3）偏小；燃料燃烧不充分，有很多热损失。21教育网
( http: / / www.21cnjy.com )V＝0.84m3
18. 解：(1)Q=108×2×107J=2×1015J
Q=mq
m=Q/q=2×101 ( http: / / www.21cnjy.com )5J/3.4×107J=5.88×107Kg=5.88×104t
(2)①足够丰富，能长期使用；②足够便宜，能让大多数人用得起；③足够安全、清洁，不会严重影响环境；④相关技术成熟，能大规模使用（只要写出其中两条即可得分，其它说法只要合理同样得分）www-2-1-cnjy-com
19. （1）水吸收的热量：
Q吸=c ( http: / / www.21cnjy.com )m水（t-t0）=4.2×103J/（kg ℃）×1kg×（70℃-20℃）=2.1×105J；
（2）煤气完全燃烧放出的热量：
Q放=m煤气q煤气=0.01kg×4.2×107J/kg=4.2×105J，
（3）煤气灶烧水的效率：
η=Q吸/Q放×100%=2.1×105J/4.2×105J×100%=50%
（4）小明家煤炉效率低的原因是煤不能完全燃 ( http: / / www.21cnjy.com )烧、有热损失；
用煤炉烧水的主要缺点：煤不能完全燃烧及大量的余热散发到空气，造成环境污染；释放的二氧化碳还会造成温室效应。
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燃料燃烧产生的热量从哪里来
为什么火箭用的燃料是氢气而不是汽油或柴油
质量相同的不同物质，燃烧放出的热量不相等。
即：不同燃料的热值不同。
什么是热值？
1千克某种燃料完全燃烧时放出的热量（用q表示），叫做这种燃料的热值。
1、单位：焦/千克（J/kg）。
2、热值是物质的特性，不同物质热值一般不同
3、q汽油=4.6×107J/kg 表示的意义
1Kg汽油完全燃烧放出的热量为4.6×107J。
计算燃料完全燃烧放热的公式:
已知酒精的热值是3.0x107焦/千克，则完全燃烧50克酒精放出的热量是多少？
例题1：
把5kg40℃的水烧开，需要完全燃烧多少kg的干木柴？（已知干木柴的燃烧值为1.2×107J/kg，外界为标准大气压，并且燃料完全燃烧放出的热量全部被水吸收）
解：Q吸 = Cm(t-t0)
＝4.2×103J/(kg·℃)×5kg×(100℃-40℃)
＝1.26×106J
因为Q吸=Q放=1.26×106J
所以干木柴质量
m ＝ Q/q ＝ 1.26×106J/1.2×107J/kg
＝0.105kg
答：烧开这些水需要干木柴的质量为0.105kg。
例题2：
已知某种设备用烟煤燃烧来加热水时，热能的利用率为40%。现完全燃烧2千克烟煤放出的热量可以使质量为多少千克的水温度从20 ℃升高到 100 ℃ (热值为3×107J/kg)
解：所以干木柴质量
Q ＝ mq ＝ 2kg × 3×107J/kg
＝6 × 107J
∵ Q吸＝40%Q放
∴Q吸＝ 40%×6×107J＝2.4×107J
则水的质量
m=Q吸/C△t
=2.4×107J/[4.2×103J/(kg·℃) ×(100-20) ℃]
≈ 0.75kg
答：约可烧开0.75kg的水。
1、利用内能来加热（热传递、能量转移）
2、利用内能来做功（做功、能量转化）
目前大多数现代化的交通工具仍然是依靠热机把内能转化为机械能来工作的，现代化的火电站、热电站也同样是靠热机把内能转化为机械能，然后带动发电机发电。
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1、热机：热力发动机的简称。
2、热机：风是利用燃料燃烧时释放热量，
使工作物质的内能转化为机械能的发
动机都叫做热机。
3、常见的热机：蒸汽机、内燃机、燃气
喷气发动机、火箭喷气发动机等。
4、内燃机：燃料直接在气缸内燃烧产生
动力的热机，叫做内燃机。
5、常见的内燃机：
A、汽油机：
工作物质为汽油
B、柴油机：
工作物质为柴油
A.汽油机的构造
火花塞
气缸
进气门
活塞
连杆
排气门
曲轴
吸气
压缩
做功
排气
内燃机的
冲程和工作循环
B.汽油机工作原理
吸气冲程
压缩冲程
做功冲程
排气冲程
汽油机工作原理
汽油机工作原理
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1、吸气冲程
汽油和空气
进气门打开，排气门关闭。活塞由上端向下端运动，汽油和空气组成的燃料混合物从进气门吸入气缸。
2、压缩冲程
进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，燃料混合物被压缩，压强增大，温度升高。
3、做功冲程
在压缩冲程末尾，火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧，产生高温高压的燃气，推动活塞向下运动，并通过连杆带动曲轴转动。
4、排气冲程
燃烧后的废气
进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气排出气缸。
一个工作循环中，活塞往返几次，曲轴转动
几周？做功几次？
一个工作循环中，活塞往复两次，飞轮转动两周，做功一次。
2.一个工作循环中，哪个冲程对外做功？其余冲程是靠什么完成的？
四个冲程中，只有做功冲程对外做功，其余三个冲程靠飞轮惯性完成。
1. 在四个冲程中，哪些冲程发生能量的转化？
压缩冲程：
机械能
内能
做功冲程：
机械能
做功冲程
2. 哪个冲程获得动力？
内能
C.柴油机的构造
喷油嘴
进气门
活塞
连杆
排气门
气缸
曲轴
汽油机和柴油机异同点：
一）相同点：
1．基本构造和主要部件的作用相似。
2 ．每个工件循环都经历四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。
3 ．四个冲程中，只有做功冲程对外做功，其余三个冲程靠飞轮惯性完成。
4 ．一个工作循环中，活塞往复两次，飞轮转动两周，做功一次。
喷油嘴
火花塞
汽油机、柴油机结构比较
二）不同点：
1．构造不同：汽油机气缸顶有火花塞，而柴油机气缸顶部有喷油嘴。
2 ．燃料不同：汽油机的燃料是汽油，而柴油机的燃料是柴油。
3 ．吸气不同：汽油机吸进汽油和空气的混合气体，柴油机只吸进空气。
4 ．点火不同：汽油机属点燃式点火，柴油机属压燃式点火。
D.内燃机的应用
汽油机比较轻巧，效率低，常用在汽车、飞机和小型农业机械上面。
(1)汽油机的应用
(2)柴油机的应用
柴油比较便宜，效率高，但柴油机比较笨重，主要用在载重汽车、拖拉机、坦克上面。
1、火箭是火箭发动机的简称。
2、火箭是一种新型的热机。
3、火箭是发射人造卫星和宇宙飞船
的动力装置。
4、火箭发动机必须自带氧化剂。
5、火箭的工作原理：利用 反冲作用
动力。
A、火箭的种类
根据火箭所用燃料、氧化剂的不同，分为固体火箭和液体火箭。
B、多级火箭
现代火箭在很多时候使用的是多级火箭。
每一级火箭完成工作后就会被抛掉，点燃下一级火箭。
火箭工作的能量转化：
燃料的化学能转化为燃气的内能，燃气的内能转化为火箭的机械能。
中国长征系列火箭
1.定义：1千克某种燃料完全燃
烧放出的热量。
2.单位：焦/千克（J/kg）
燃料的
热值
3.物理意义：燃料燃烧过程中释
放热量本领大小的。
1.利用内能直接加热
2.利用内能做功
内能利用
3.热机
内燃机
汽油机
柴油机
构造
火箭
构造
4.内能利用及热机效率和环境保护
工作原理
工作原理
1. 一杯煤油倒掉一半，以下说法正确的是（ ）
A 比热和热值均不变
B 比热和热值均减少一半
C 比热减少一半，热值不变
D 热值不变，比热减少一半
A
2、汽油机是热机的一种，汽油在气缸内燃烧时将 能转化为 能，从而产生高温高压的 气体推动活塞对外做功。如图所示是四冲程汽油机工作状态的示意图，由图可以看出，此时它正处在 冲程。
化学
内
压缩
3、在汽油机工作的四个冲程中，将内能转化为机械能的是（ ）
A. 做功冲程
B． 压缩冲程
C． 吸气冲程
D． 排气冲程
A
4、关于“热机”，下列说法中错误的是( )
A．通过技术改进，可以使热机的效率达到100%
B．减少城市热岛效应的措施之一就是倡导“绿
色出行”
C．用水而不用其它循环物质降低热机的温度，
主要是利用水的比热容最大的特性
D．严寒的冬天，有人晚上把热机水箱中的水放
出，是防止气温降低时，水凝固而胀坏水箱
A
5、如图所示的四个冲程不是按照热机正常工作的顺序排列的，你认为让汽车获得动力的冲程是（ ）
B
6、有甲、乙两台柴油机，乙的输出功率是甲的输出功率的2倍，甲的效率是40％，乙的效率是32％，则在同样的时间内，甲、乙两台柴油机消耗的柴油之比为（ ）
A．8：5 B．2：5 C．5：2 D．5：8
B
