人教版物理九年级上册课时同步训练
第十四章 内能的利用
第2节 热机的效率
自主预习 要点感知
要点1 燃料的热值
1. 定义：某种燃料 放出的热量与其 之比，叫做这种燃料的热值。
2. 公式：
固体或液体燃料燃烧放出的热量：Q＝ ；
气体燃料燃烧放出的热量：Q＝ 。
要点2 热机的效率
1. 定义：用来做 的那部分能量，与燃料 放出的能量之比，叫做热机的效率。
2. 公式：η＝ 。
课后集训 巩固提升
1. 关于燃料的热值，下列说法正确的是( )
A. 某种燃料完全燃烧时放出的热量 B. 1kg某种燃料燃烧时放出的热量
C. 1kg某种燃料完全燃烧时放出的热量 D. 燃料的热值随燃料的质量多少而改变
2. 两种燃料的热值之比为2∶1，它们的质量之比为1∶4，那么这两种燃料完全燃烧放出的热量之比为( )
A. 1∶2 B. 2∶1 C. 8∶1 D. 4∶1
3. 关于热机的效率，下列说法中正确的是( )
A. 热机做的有用功越多，效率一定越高
B. 热机使用的燃料的热值越大，它的效率越高
C. 热机做一定的有用功，消耗的燃料越少，效率一定越高
D. 热机做功越快，效率一定越高
4. 为了节约能源，需要提高热机的效率，下列措施中不能提高效率的是( )
A. 尽可能使燃料充分燃烧 B. 尽量延长热机的工作时间
C. 尽量减少由于热传递而散失的能量 D. 尽量减少热机部件之间的摩擦
5. 如图所示为内燃机的能流图，则内燃机的效率可表示为( )
A. η＝×100% B. η＝×100%
C. η＝×100% D. η＝×100%
第5题 第6题
6. 如图所示，一支蜡烛正在燃烧，下列关于蜡烛的说法正确的是( )
A. 质量变小，热值变小 B. 质量不变，热值不变
C. 质量不变，热值变小 D. 质量变小，热值不变
7. 热机甲比热机乙效率高，这说明( )
A. 在相同的时间内，甲做的有用功比乙做的有用功多
B. 热机甲比热机乙做的有用功多
C. 在做相同的有用功和燃烧同种燃料的条件下甲消耗的燃料少
D. 热机甲工作时损失的能量一定比热机乙少
8. 甲柴油机的功率是乙的1.5倍，甲的效率为20%，乙的效率为25%，那么甲与乙每小时消耗的油量之比为( )
A. 15∶8 B. 6∶5 C. 5∶6 D. 8∶15
9. 有台柴油机在一个工作循环中消耗了10g柴油(热值q＝3.3×107J/kg)，这些柴油完全燃烧产生的热量是 J；若这台柴油机的效率为40%，则一个工作循环中输出的有用机械能为 J。
10. 完全燃烧2kg的酒精所放出的热量为 J。(酒精的热值为3.0×107J/kg)
11. 焦炭的热值为3.0×107J/kg，它的物理意义是 ，完全燃烧 kg的焦炭放出的热量能把50kg水的温度升高60℃。(不计热量损失)
12. 汽油机的一个工作循环是由四个冲程组成，如图所示是表示汽油机的 冲程，汽油机在某次工作时消耗汽油0.2kg，这些汽油完全燃烧放出 J的热量；汽车汽油机工作过程中，水箱中的水温度会升高，这是通过 的方式使水的内能增加。(汽油的热值为4.6×107J/kg)
13. 小明做了测量酒精热值的实验：他用酒精灯给水加热，使300g的水温度升高50℃时共消耗6g酒精，然后根据Q吸＝Q放可以求得酒精的热值为 J/kg，他查表得知酒精热值为q酒精＝3.0×107J/kg，发现两者偏差较大，原因可能是 。[c水＝4.2×103J/(kg·℃)]
14. 某同学学习了燃料的热值后，自己设计了一个实验来探究煤油和菜籽油的热值大小关系。他实验时组装了如图所示的两套规格完全相同的装置，并每隔1分钟记录了杯中水的温度(见下表)。
加热的时间/min
0
1
2
3
4
5
6
甲杯水温/℃
25
27
29
32
34
36
38
乙杯水温/℃
25
26
27
28
29
30
31
(1)在安装、调整实验器材时，科学合理的顺序是(甲图中)：先调整、固定 的位置，再调整、固定 的位置。(均选填“A”或“B”)
(2)除了图示的器材外，本实验还需要的测量工具有 和 。
(3)为保证实验结论的可靠，实验时应控制两套装置中相同的量有加热时间和水的 、 。
(4)通过表中记录的数据，你认为煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是 。
(5)该同学实验前用天平测出了杯中水的质量及两油灯中燃料的质量，并记录了数据，利用公式Q吸＝cm(t－t0)，计算出了水吸收的热量，他认为通过这些数据能准确地计算出煤油和菜籽油的热值。你认为他的计算结果可靠吗？为什么？
15. 用炉子烧水时，将10kg的水从20℃加热到100℃，燃烧了0.5kg的焦炭，焦炭的热值是3.0×107J/kg。试求：
(1)水吸收的热量是多少？
(2)0.5kg焦炭完全燃烧放出的热量是多少？
(3)炉子烧水的效率是多少？
16. 2019年1月18日～19日，生态环境部在京召开2019年全国生态环境保护工作会议，继续强化“低碳生活”理念。为了倡导低碳生活，太阳能热水器被广泛应用于现代生活。下表提供的是一装满初温为10℃水的太阳能热水器在太阳照射下的相关信息：
太阳照射时间/h
太阳能转换为水的内能的效率
热水器最大水容量/L
10
60%
100
水升高的温度/℃
水的比热容/[J·(kg·℃)－1]
水的密度/kg·m－3
60
4.2×103
1.0×103
请根据上表信息，求：
(1)热水器中的水吸收的热量是多少；
(2)此次热水器接收的太阳能为多少；
(3)如果这些太阳能由燃烧燃气提供，至少需要多少m3燃气。(燃气的热值为4.2×107J/m3)
参考答案
自主预习 要点感知
要点1 1. 完全燃烧 质量 mq Vq
要点2 1. 有用功 完全燃烧 2.
课后集训 巩固提升
1. C 2. A 3. C 4. B 5. C 6. D 7. C 8. A
9. 3.3×105 1.32×105
10. 6×107
11. 1kg的焦炭完全燃烧放出的热量为3.0×107J 0.42
12. 压缩 9.2×106 热传递
13. 1.05×107 酒精燃烧时不一定完全燃烧；酒精燃烧时释放的热量不能完全被水吸收
14. 解：(1)B A (2)天平 秒表 (3)质量 水的初温 (4)煤油
(5)不可靠；煤油和菜籽油不可能完全燃烧，且有热量损失(容器、石棉网、铁圈等要吸热，水、容器等向周围环境散热，故无法准确计算燃烧的热值)。
15. 解：(1)水吸收的热量：Q吸＝cm水(t－t0)＝4.2×103J/(kg·℃)×10kg×(100℃－20℃)＝3.36×106J。
(2)Q放＝m焦炭q＝0.5kg×3.0×107J/kg＝1.5×107J。
(3)η＝×100%＝×100%＝22.4%。
16. 解：(1)水吸收的热量：Q吸＝c水m水(t－t0)＝c水ρ水V水(t－t0)＝4.2×103J/(kg·℃)×1.0×103kg/m3×0.1m3×60℃＝2.52×107J。
(2)热水器接收的太阳能：E＝＝＝4.2×107J。
