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1、第四节热机效率和环境保护精选练习考点一、燃料的热值1（2017广东深圳）汽油的热值是4.6107J/kg,它的意思是（）A1 kg的汽油完全燃烧放出4.6107J的热量B1 kg的汽油完全燃烧放出4.6107J/kg的热量C 燃烧1 kg的汽油放出4.6107J的热量D燃烧1 kg的汽油放出4.6107J/kg的热量【答案】A【解析】汽油的热值是4.6107J/kg,它的意思是1 kg的汽油完全燃烧放出4.6107J的热量。选A。2（2017山东临沂）下面是小明同学“物理学习笔记”中的摘录,其中错误的是（）A做功和热传递在改变物体的内能上是等效的B0 的冰熔化成0 的水的过程中,内能不变C柴油
2、机的散热器用水做冷却剂,是因为水的比热容较大D燃料的热值与燃料的总质量没有关系【答案】B【解析】做功和热传递都可以改变物体的内能,它们达到的效果都是一样的,故A正确；0 的冰熔化成0 的水的过程中,吸收热量,温度不变,但内能增大,故B错误；柴油机的散热器用水做冷却剂,是因为水的比热容较大,升高相同的温度,水吸收的热量多,故C正确；燃料的热值是指单位质量某种燃料完全燃烧时放出的热量,与燃料的质量没有关系,故D正确。故选B。3（2017四川）如图所示,是A、B两种燃料完全燃烧释放的热量Q与其质量m的关系图,从图中可看出A燃料的热值_B燃料的热值（选填“大于”、“小于”或“等于”）,完全燃烧0.3
3、m3的天然气来加热水箱中的水,放出的热量是_J。（该天然气的热值为3.0107 J/m3）【答案】小于 9106【解析】（1）如图取相同质量m0,由图可知,QAQB根据q=可知,qAqB（2）已知V=0.3 m3,q=3.0107 J/m3天然气完全燃烧放出的热量：Q放=Vq=0.3 m33.0107 J/m3=9106 J4（201石家庄）关于热值和热机效率的描述,下列说法正确的是（）A燃料燃烧越充分,燃料的热值就越大B热机里燃料燃烧越充分,热机效率越高C燃料燃烧放出的热量越多,其热值越大D热值和热机效率都只与燃料种类有关【答案】B【解析】热值是燃料的特性,与燃烧情况无关,故A错误；使燃料燃
4、烧更充分,可以增大有效利用的能量,提高热机的效率,故B正确；热值是燃料的特性,与放出热量的多少无关,故C错误；热值取决与燃料种类,与外界条件无关；而燃料的燃烧情况、能量的损失都会影响热机效率,故D错误。5（2017广西钦州）关于热机,下列说法中正确的是（）A效率越高的热机功率也越大B汽油机和柴油机均属于内燃机,工作时它们点火的方式也相同C使用热值高的燃料可提高热机的效率C汽油机工作时汽油在汽缸里燃烧,汽油属于二次能源【答案】C【解析】热机的效率与热机的功率无关,二者是两个不同的概念,A说法不正确；汽油机是点燃式,柴油机是压燃式,B说法不正确；汽油机工作时汽油在汽缸里燃烧,汽油属于二次能源,C说
5、法正确；热机的效率与燃料的热值没有关系,提高燃料的利用率是提高热机效率的关键,D说法不正确。6（2017广东省深圳）汽车油箱中的柴油用去了一半,则剩下的柴油（）A比热容和热值均变为原来的一半B热值为原来的一半,比热容不变C比热容为原来的一半,热值不变D比热容和热值均不变【答案】D【解析】比热容和热值与物质种类有关,所以汽车油箱中的柴油用去了一半,则剩下的柴油比热容和热值不变。故选D。7（2018河南）下面是小明同学笔记中的摘录,其中不正确的是（）A做功和热传递在改变物体的内能上是等效的B汽油机在做功冲程中把内能转化为机械能C同种物质质量相同时,温度越高的物体含有的热量越多D燃料的热值与燃料的质
6、量没有关系【答案】C【解析】做功和热传递在改变物体的内能上是等效的,故A正确；汽油机在做功冲程中,将内能转化为机械能,故B正确；热量是过程量,不能说物体含有热量的多少,故C错误；热值是物质的一种特性,对于同种物质不随质量、体积的改变而改变,所以燃料的热值与燃料的质量没有关系,故D正确。8.（2017广东）氢能源具有来源广、热值高、无污染等优点。氢气的热值为1.4108J/kg,完全燃烧6 g的氢气可放出 _J 的热量,这些热量能使10 kg常温下的水温度升高_。若一罐氢气用去了一半,则剩余氢气的热值_（填“大于”、“等于”或“小于”）1.4108J/kg。【答案】8.4105 20 等于【解析
7、】完全燃烧6 g的氢气可放出热量：Q放 =m氢q=0.006 kg1.4108 J/kg=8.4105 J；水吸收的热量：Q吸=Q放=8.4105 J,由Q=cmt得,水升高温度：t=Q吸/（cm）=8.4105J/4.2103 J/(kg)10 kg=20 ；热值是燃料的特性,与燃料的质量无关,所以罐氢气用去了一半,则剩余氢气的热值不变,等于1.4108 J/kg。考点二、热机的效率9（2017四川）用燃气灶烧水时,把2.2 kg初温为20 的水加热到100 ,共燃烧了45 g天然气（假设天然气完全燃烧）。已知天然气的热值为4.4107 J/kg,水的比热容为4.2103 J/（kg）。（1
8、）在烧水的过程中,大量向外散失的能量不会自动再汇集回来,这说明能量的转化和转移是有_的。（2）水的内能增加了_J。（3）燃气灶烧水的效率为_。【答案】（1）方向（2）7.392105（3）37.3%【解析】（1）在烧水的过程中,大量向外散失的能量不会自动再汇集回来,说明在能的转化和转移的过程中,能量转化和转移是有方向性；（2）水吸收的热量：Q吸=cm（tt0）=4.2103 J/（kg）2.2 kg（100 20 ）=7.392105 J,即水的内能增加了7.392105 J；（3）天然气完全燃烧放出的热量：Q放=mq=4510-3 kg4.4107 J/kg=1.98106 J；燃气灶的效率
9、：=100%=37.3%。10（2017江苏省盐城）汽车上的散热器用水作为冷却剂,这是利用了水的_较大的性质；散热器中装有10 L的水,在温度升高20 的过程中,水吸收的热量是_J,这些热量相当于完全燃烧_kg的天然气放出的热量。水的比热容c水=4.2103 J/(kg),天然气的热值q=8.4107J/kg【答案】比热容 8.4105 0.01【解析】汽车散热器用水作为冷却剂,是利用了水的比热容较大的性质；水吸收的热量：Q吸=cmt=4.2103 J/（kg）10 kg20 =8.4105 J；由题知,Q放=Q吸=8.4105 J,Q放 =m气q,m气=Q放/q=8.4105J/（8.410
10、7J/kg）=0.01 kg。11（2018鄂州）下列关于热现象的说法中,正确的是（）A沿海地区昼夜温差比内陆地区小,是因为水的比热容小B汽油机压缩冲程把内能转化为机械能C火箭用氢作燃料主要是因为氢的热值高D冬天搓手取暖是利用热传递来改变内能【答案】C【解析】因为水的比热容大,吸收或放出相同的热量,温度变化量较小,造成沿海地区昼夜温差比内陆地区小,故A错误。汽油机压缩冲程把机械能转化为内能,故B错误。因为氢的热值高,燃烧相同质量的燃料放出热量多,所以火箭用氢做燃料,C正确。冬天搓手取暖是利用做功来改变内能,故D错误。12（2017衡阳）今年5月18日,我国首次在南海成功试采海域可燃冰,可燃冰具
11、有热值大、储值大、能直接点燃等特点,它的热值约为1.41010J/m3,则3 m3的可燃冰完全燃烧后放出的热量为J,假设这些热量全部被比热容为4.2103J/（kg）的水吸收,可以使kg的水温度升高50。【答案】4.21010 2105【解析】根据题目中已知热值为,体积为V=3 m3,则燃烧放出的热量,根据公式可得。13（2017绵阳）菜油最适宜的烹饪温度在150 至180 之间。用天然气将质量为0.02 kg的菜油从室温20 加热到170 ,天然气燃烧释放出的热量有60%被菜油吸收。则菜油吸收了_J热量,燃烧了_m-3的天然气。（取c菜油= 2.0103J(kg）-1,天然气的热值为4107
12、 J/m3）【答案】6103 2.510-4【解析】Q吸=cmt=2.0103 J(kg）-1 0.02 kg（170 20 ）=6103 J；天然气燃烧放出热量Q放=Q吸/=6103J/60%=104 J；又Q放=qV得：V=Q放/q=104 J/4107 J/m3=2.510-4 m3。14.（2017安徽）农作物的秸秆可以回收加工制成秸秆煤。完全燃烧0.5 kg的秸秆煤可放出J的热量；若这些热量完全被质量为100 kg,初温为200C的水吸收,可使水温升高到已知q秸秆煤=2.1107J/kg,c水=4.2103 J/（kg )。【答案】1.05107 45【解析】秸秆煤完全燃烧放出的热量
13、Q=qm=2.1107 J/kg0.5 kg=1.05107J。由Q吸=cmt可得,所以水吸收热量温度升高到t1=t0+25 =45 。15.（2017连云港）2017年5月18日,中国宣布对南海可燃冰试采实现稳定产气,引发世界各国高度关注,同等条件下,“可燃冰”完全燃烧放出的热量达到煤气的近20倍,若1 kg“可燃冰”完全燃烧放出的热量全部被水吸收,可以使kg水的温度升高50 ,已知c水=4.2103J/（kg）,q可燃冰=8.4108 J/kg。【答案】4 000【解析】1 kg可燃冰完全燃烧放出的热量：Q放=mq=1 kg8.4l08 J/kg=8.4l08 J,由Q吸=cmt可得：。1
14、6（2017苏州）电火花发生器点燃塑料盒内的酒精气体能将盒盖喷出很远（如图）。此过程中的能量转化方式与汽油机的冲程相类似,实验时在盒内滴入210-4 kg酒精,这些酒精完全燃烧放出的热量是J。(q酒精=3107 J/kg)【答案】做功 6103【解析】塑料盒相当于一个气缸,塑料盒的盖相当于活塞,酒精在塑料盒内燃烧,产生高温高压的燃气,推动塑料盒盖运动,把内能转化为机械能,这一过程与热机工作时的做功冲程类似；完全燃烧酒精释放的热量是：Q=mq=210-4 kg3107 J/kg=6103 J。17.（2018黄石）常见的家用热水器有太阳能热水器、电热水器、燃气热水器。若使用太阳能热水器将12 L水由20 加热到45 ,则水需要吸收太阳能_J；若改用功率为“220 V,1 000 W”的电热水器正常加热,则需要加热_s；若用燃气热水器加热,则需要完全燃烧m3的燃气。（已知水的比热容为4.2103 J/(kg）,燃气的热值为4.2107 J/m3；不考虑能量转换过程中的损失）【答案】1.26106 1 260 0.03【解析】水需要吸收太阳能：Q=cmt=4.2103 J/(kg)12 kg25 =1.26106 J；电热水器需加热的时间为：t=W/P=Q/P=1.26106 J/1 000 W=1
