沪科版物理九年级上册课时同步训练
第十三章 内能与热机
第四节 热机效率和环境保护
自主预习 要点感知
要点1 燃料的热值
1. 某种燃料 燃烧放出的 与所用该燃料的 之比，叫做这种燃料的热值。热值用字母 表示。
2. 对于固态、液态燃料：q＝ 。对于气态燃料：q＝ 。
3. 对于固态、液态燃料，热值的单位为 。对于气态燃料，热值的单位为 。
4. 热值反映了燃料燃烧时的 本领大小，它表示单位质量的某种燃料 燃烧时所释放的热量的多少。例如：木炭的热值为3.4×107J/kg，其物理意义是“ ”。
要点2 热机效率
1. 热机运转中，对外做的 与 的比值叫做热机效率。
2. 公式：η＝ ×100%，其中：W有用表示热机对外做的 ；Q表示燃料 燃烧所释放出的能量。
3. 由于总是存在各种热损失，所以热机效率总是 1。
要点3 环境保护
提高热机效率的途径：
1. 尽量使燃料 燃烧。
2. 尽量 燃烧过程中的热量损失。
3. 尽量简化机械传动部分，并选用优良的润滑材料减小 ，以减少能量损失。
课后集训 巩固提升
1. 质量为3kg的石油，用去后，剩下的石油( )
A. 比热容变为原来的，热值不变 B. 比热容不变，热值变为原来的
C. 比热容及热值均变为原来的 D. 比热容及热值均不变
2. 2019年1月11日1时11分，中国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，成功将中国最新研制的通信广播卫星“中星2D”发射升空，卫星进入预定轨道。发射卫星的火箭使用的燃料主要是液态氢，这是利用了氢燃料( )
A. 较高的燃点 B. 较大的比热容
C. 较高的沸点 D. 较大的热值
3. 热机的效率( )
A. 一定大于1 B. 一定等于1 C. 一定小于1 D. 一定不大于1
4. 甲柴油机的效率比乙柴油机的效率低，这表明( )
A. 甲的功率比乙小
B. 甲做的功比乙少
C. 甲消耗的柴油比乙多
D. 甲柴油机将内能转化为机械能的百分比小
5. 下列提高热机效率的方法中，不可行的是( )
A. 减少各种热量损失 B. 使用热值大的燃料
C. 使燃料燃烧更充分些 D. 加润滑油减少机器部件间的摩擦
6. 下列供热方式最有利于环境保护的是( )
A. 用煤做燃料供热 B. 用石油做燃料供热
C. 用天然气或煤气做燃料供热 D. 用太阳能供热
7. 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
8. 下列关于热值和热机效率的描述，正确的是( )
A. 使燃料燃烧更充分，可以增大热值
B. 使燃料燃烧更充分，可以提高热机效率
C. 燃料燃烧释放的热量越大，热值越大
D. 热值和热机效率都是定值，与外界条件无关
9. 1kg某种燃料 放出的能量叫这种燃料的热值。燃料的热值与 有关。焦炭的热值为3.0×107J/kg，它表示的意义是 。
10. 内燃机的一个工作循环有四个冲程，压缩冲程中 能转化为 能。内燃机的产生促进了社会发展，同时其燃料燃烧产生的废气也造成 ，给人类带来危害。
11. 飞机喷气式发动机的热机效率可高达60%，若燃料完全燃烧产生2×108J的热量时，那么飞机可以获得 J的机械能。
12. 内燃机车上的散热器都用水作冷却剂，这主要是利用水的 较大的性质；若散热器中装有20kg的水，在温度升高20℃的过程中，水吸收的热量相当于完全燃烧 kg的天然气放出的热量。[天然气的热值q＝8.4×107J/kg，水的比热容c水＝4.2×103J/(kg·℃)]
13. 某物理小组的同学在社会实践活动中，通过实际调查和网上查询，绘制了一辆某种型号普通轿车在额定功率下行驶时单位时间内的内能流向图(如图所示)，请你参与讨论有关问题。
(1)根据图中的能量流向，说出该轿车行驶时有哪几方面的能量损耗。
(2)若将机械转化有用功的能量与输入发动机的能量的比值定义为“能量转化效率”。由图中提供的数据可得，该轿车的能量转化效率为 。(保留一位小数)
(3)对减少汽车行驶中的能量损耗，就你所知，给出一条建议。(不作解释)
14. 为适应建设“绿色经济强省”战略目标的要求，某市城区二环路以内的城市居民生活不能用蜂窝煤作燃料，必须全部使用煤气或天然气。这一措施既环保又提高了燃料的利用率。一个三口之家蜂窝煤的平均月消耗量为70kg，蜂窝煤的热值q＝3.0×107J/kg。求：
(1)一个三口之家每月消耗的蜂窝煤完全燃烧时放出的热量。
(2)蜂窝煤炉的热效率约为20%，一个三口之家每月烧煤散失的热量。
15. 焚烧秸秆不仅造成严重的环境污染，还造成大量的能源浪费。研究表明，秸秆的热值为0.75×107J/kg，相当于标准煤的四分之一。
(1)据了解，我国每年仅农作物秸秆产量就有6亿吨。如果这些秸秆完全燃烧放出的热量全部转化为电能，则每年可发电多少千瓦时？(电能用W表示，1kW·h＝3.6×106J)
(2)某学校食堂锅炉盛水1.5t，如果以燃烧秸秆的方式将这些水从20℃加热到100℃，共需要多少秸秆？(设秸秆完全燃烧，且放出的热量有42%被水吸收)
参考答案
自主预习 要点感知
要点1 1. 完全燃烧 热量 质量 q 2. 3. J/kg J/m3 4. 放热 完全 1kg的木炭在完全燃烧时所放出的热量是3.4×107J
要点2 1. 有用功 燃料完全燃烧所释放的能量 2. 有用功 完全 3. 小于
要点3 1. 充分 2. 减少 3. 摩擦
课后集训 巩固提升
1. D 2. D 3. C 4. D 5. B 6. D 7. D 8. B
9. 完全燃烧 燃料的种类 1千克的焦炭完全燃烧放出的热量是3.0×107J
10. 机械 内 环境污染
11. 1.2×108
12. 比热容 0.02
13. 解：(1)四个方面：摩擦损耗、散热损耗、排放废气损耗、燃料损耗。
(2)12.7%
(3)给机器加润滑油，减少有害摩擦；改进油箱的密闭性，减少燃料蒸发损耗；提高汽油质量；对排放的尾气进行收集、再利用等。
14. 解：(1)Q＝mq＝70kg×3.0×107J/kg＝2.1×109J。
15. 解：(1)完全燃烧秸秆放出的热量Q＝mq＝6×1011kg×0.75×107J/kg＝4.5×1018J，转化成的电能W＝kW·h＝1.25×1012kW·h。
(2)Q吸＝c水m水Δt＝m′qη，故需要秸秆的质量m′＝＝＝160kg。
