2.3 热机效率 练习题 （含答案)

2.3 热机效率
阶梯提升训练
基础过关
1、我国随着航天事业发展需要，正在研制大功率液氢发动机。这种发动机主要是因为氢是有 （ ）
A．较小的密度 B．较大的比热容
C．较高的热值 D．较低的沸点
2、通常情况下，一个三口之家使用燃料的月消耗量最少的燃料的是（ ）
A、燃烧值为1.2×107焦/千克的木材
B、燃烧值为3.4×107焦/千克的煤
C、燃烧值为7.1×107焦/千克的液化气
D、一样多
3、轮船、火车，到拖拉机、摩托车等的动力大都来源于内燃机．它们虽然在构造上略有
差异，但工作原理都是一样的．下面对内燃机的有关叙述中，错误的是（ ）
A、内燃机是机械能转化为内能的装置
B、内燃机用水来冷却，是因为水的比热容大
C、内燃机靠产生的高温、高压燃气做功
D、内燃机的废气带走了大量的能量，设法利用废气的能量是提高利用率的重要措施
4、完全燃烧2kg酒精放出的热量为6×107J，酒精的热值是＿＿＿＿J/kg．
5、“可燃冰”被视为21世纪的新型绿色能源。可燃冰的主要成份是甲烷，1m3可燃冰可转化生成160m3的甲烷气体和0.8m3的水，则1m3可燃冰转化生成的甲烷气体完全燃烧放出热量为___________J（甲烷的热值为3.6×107J／m3）。
6、新型生物质能燃气炉以热值为1.0×107J/㎏的秸秆作燃料．完全燃烧8.4kg的秸秆得到热量为多少？若这些热量60％被水吸收，可使多少千克的水从30℃上升到50℃．
[水的比热为4.2×103J/（kg.℃）]
7.某家庭需要将50kg、20℃的水加热到60℃作为生活用热水，他们利用煤气灶烧水，需燃烧0.8kg煤气．已知煤气的热值q=4.2×107J/kg，水的比热容c=4.2×103J/kg．求：（1）50kg、20℃的水加热到60℃需吸收的热量；（2）完全燃烧0.8kg煤气放出的热量；（3）煤气灶烧水的效率．
思维拓展
8.太阳能热水器是把太阳能转化为内能的设备，热水器每小时平均接收4.2×106J的太阳能，在5小时的有效照射时间内，将热水器中质量为100kg、初温为20℃的水温度升高到40℃．求：
(1)热水器中的水吸收的热量Q；[水的比热容C=4.2×103J/(kg．℃)]
(2)热水器5小时内接收到的太阳能E；
(3)热水器的效率η；
(4)若改用煤气来加热这些水，需要完全燃烧多少千克煤气？
（煤气的热值q=4.2×107J/kg，假设煤气燃烧放出的热量全部被水吸收）

阶梯阶梯提升训练答案
1.C
2.C 解析：据热值公式Q=m q，放出热量Q一定，液化气热值q大，所需要的燃料质量m较小。
3.A解析：内燃机是内能转化为机械能的装置。
4.热值为3×107J/kg，解析：q=Q/m=6×107J/2 kg=3×107J/kg
5.放出热量Q=V q=160m3×3.6×107J / m3=5.76×109 J
6.（1）Q放= m q =8.4kg ×1.0×107J/kg=8.4×107J， Q吸= Q放×60%=8.4×107J×60%=5.04×107J（ 2）据Q吸=cm△t代入数据： 5.04×107J=4.2×103J/（kg?℃）×m×（50℃-20℃），解得 m=400 kg
7.（1) Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg?℃）×50kg×（60℃-20℃）=8.4×106J
（2）Q放= m q =0.8kg ×4.2×107J/kg=3.36×107J
（ 3）η= Q吸/ Q放=8.4×106J/3.36×107J=25%
8.（1) Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg?℃）×100kg×（40℃-20℃）=8.4×106J
（2）E=4.2×106J/h×5h=2.1×107J
（3）η= Q吸/E=8.4×106J /2.1×107J=40%
（4）据Q放= m q代入数据得 8.4×106J=m×4.2×107J/kg， m=0.2 kg.