13.4热机效率与环境保护基础训练知识点1燃料的热值1.“可燃冰”作为新型能源，有巨大的开发潜力。同等条件下，“可燃冰”完全燃烧放出的热量达到煤气的数十倍。这表示“可燃冰”的（）A.热量很大B.温度很高C.热值很大D.比热容很大2.截止到2022年，全球处于使用状态的汽车数量已突破10亿辆以上。每辆汽车每年耗油1.8t，这些汽油完全燃烧放出的热量为J（q汽油=4.6×107J／kg）；当汽车从身边经过时，我们会闻到汽油味，说明汽油分子在不停地做。3.一个成年人参加一次长跑，身体消耗的能量为6.6×106J，这些能量相当于完全燃烧0.55kg的干木柴才能得到。则干木柴的热值为，如果用掉一半后，干木柴的热值将变为。知识点2热机效率4.某电动机工作的效率是83%，从能量转化看，它表示电动机工作时（）A.总共只消耗了83%的电能B.将83%的电能转化成机械能C.将83%的电能转化成内能D.将83%的机械能转化成电能5.一台效率为40%的柴油机，当输出3.44×107J有用功时，消耗的柴油质量是多少？（柴油的热值是4.3×107J/kg）（）A.0.8kgB.2kgC.0.32kgD.2.8kg6.小明家用燃气灶烧水时，把质量为2kg，初温为20℃的水加热到100℃，共燃烧了0.02m3的天然气（假设天然气完全燃烧），已知水的比热容为c水=4.2×103J/（kg·℃），天然气的热值为q=8.4×107J/m3。求：（1）水吸收的热量；（2）燃气灶烧水时的效率是多少？知识点3环境保护7.下列有关热机的说法正确的是()A.内燃机的冷却液需要用比热容较大的物质B.内燃机的做功冲程是机械能转化为内能的过程C.汽油机消耗的汽油可循环使用，是取之不尽的能源D.热机的使用缓解了城市的热岛效应8.某出租车在一段时间内消耗了420g天然气，若这些天然气完全燃烧，可放出热量 J9\n，这些热量可使质量为 kg的水由20℃升高到100℃[天然气的热值为4.4×107J/kg，水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）]；天然气燃烧时将 能转化为内能。综合训练9.有经验的柴油机维修师，不用任何仪器，只是靠近柴油机排气管口观察和闻一下，并将手伸到排气管口附近感觉一下尾气的温度，就能初步判断这台柴油机的节能效果。在同样负荷的情况下，关于柴油机的节能效果，下列判断中正确的是（）A．尾气的温度越高，柴油机越节能B．尾气的温度越低，柴油机越节能C．尾气的柴油味越浓，柴油机越节能D．尾气的颜色越发黑，柴油机越节能10.如图所示为内燃机的能量流向图，热机效率（η）等于（）A．×100% B．×100%C．×100%D．×l00%11.在一标准大气压下，把体积为2L，温度为20℃的水烧至沸腾，水至少需要吸收J的热量。若不计热量损失，需要燃烧kg干木柴。（q干木柴=1.2×107J/kg）12.内燃机一个工作循环有吸气、压缩、做功、排气四个冲程，实现将内能转化为机械能的是________冲程。发动机运行前必须加润滑油，是为了____________。某品牌汽车运行100km耗油8kg，这些汽油完全燃烧要放出__________J的热量。（汽车的热值q=4.6×107J/kg）13.（1）某同学用如图装置测酒精的热值．加热前酒精灯的质量为m1，加热一段时间后变为m2；烧杯中水的质量为M，水的初温t1，末温t2，水的比热容用c表示．用以上符号表达该同学测酒精热值的计算式：．该同学测算发现，测量值比课本中的“标准值”小很多，请你写一条产生该误差的原因：．9\n（2）有一种“涡轮增压”（T型）轿车，通过给发动机更足量的空气使汽油更充分地燃烧，比普通轿车（L型）更节能，排气更清洁．同样的汽油（如97#）加在T型轿车内比加在L型轿车内热值（填“更大”或“一样大”或“更小”）．14.在1标准大气压下，将质量为50kg，温度为20℃的水加热至沸腾，水需要吸收 J的热量．目前，遵义市正在创建环保模范城市，正大力推广使用天然气等清洁能源，若上述这些热量由燃烧天然气提供，且天然气完全燃烧放出的热量有30%被水吸收，则需完全燃烧 m3的天然气．[水比热容为4.2×103J/（kg•℃），天然气热值为4×107J/m3]．15.某同学用如图所示装置测量酒精热值，他在烧杯中加入300g水，调好装置后，加热使水温升高50℃，水需要吸收的热量为J，他测得此过程中消耗了6g酒精，利用酒精燃烧放出的热量与水吸收的热量相等，算得酒精热值q=J/kg，他查表得到q酒精=3.0×l07J/kg，发现两者偏差较大，你认为其中的原因可能是（写出一条原因即可）。16.为比较酒精和碎纸片这两种燃料的热值，小明采用如图所示的装置进行实验：他将一定质量的酒精和碎纸片分别放入两个燃烧皿中，点燃它们，分别给装有质量相等的水的两个相 同烧杯加热，直至酒精和碎纸片完全燃烧．（1）小明设计了一张记录实验数据的表格，其中①②两项内容漏写了，请你帮他补充完整．（2）9\n实验后小明根据实验数据利用公式Q=cmΔt算出了水吸 收的热量，结合“10g酒精”这一数据，算出了酒精的热值，算出的酒精热值是否可靠？，请说明理由．温度 燃料加热前水温／℃①10g酒精②17.为“节能减排”，2022年山东省菏泽市大力推广使用新能源公交车，首批50辆LNG（液化天然气）公交车已投入运营，如图所示。资料显示：使用新能源汽车后，尾气中的有害气体排放明显减少。根据下表提供的信息，通过计算说明：热机效率热值价格天然气发动机η1=45%q1=2.3×107J/m34.5元/m3汽油发动机η2=30%q2=4.6×107J/kg9.0元/kg（1）天然气汽车燃烧1m3天然气所做的有用功是多少？做同样多的有用功，汽油车需要燃烧多少kg汽油？（2）若某公交汽车每天消耗100m3的天然气，与用汽油相比，它每天节约的运行成本是多少？18.某汽车公司组织了一次新车型节油大赛，比赛分两组：第一组使用A型车（排量1.6升）。第二组使用B型车（排量2.0升）。A、B型车外观和体积相同，属于同一产品系列。（1）你认为下列哪些评价方式可以作为比赛评价标准?（填序号）①消耗相同体积的汽油，比谁行驶的路程长；②行驶相同的路程，比谁消耗的汽油体积少；③行驶相同的路程，比谁用的时间短；④用“”的比值大小作比较。（2）下表是三位车手的比赛成绩，第一组比赛中最节油的选手是。（3）从本次比赛数据看，型车比较节油。（4）近年来，政府鼓励小排量、限制大排量汽车有什么意义?。9\n组别选手驾驶车型消耗汽油（L）行驶时间（min）行驶路程（km）第一组马健A型123.220.23董杰A型128.622.59陈超A型127.522.80第二组马健B型115.317.68董杰B型118.219.10陈超B型117.318.25经典考题19.向酒精灯内添加适量酒精后，燃料的热值与灯内原来的部分相比较（）A.变大B.不变C.变小D.无法确定20.质量为2kg的某种物质温度从20℃升高到40℃时，吸收的热量是1.88×104J，该物质的比热容是 J/（kg•℃）。如果不考虑热量散失，需要完全燃烧 kg干木柴来提供热量。（q木柴=1.2×107J/kg）21.木柴、焦炭、木炭等都是常用的燃料，对它们取不同质量进行完全燃烧，得到了下表的数据：燃料的质量/g100200300400燃料完全燃烧放出的热量Q木柴/J1.3×1062.6×1063.9×1065.2×106Q焦炭/J3.0×1066.0×1069.0×10612.0×106Q木炭/J3.4×1066.8×10610.2×10613.6×106（1）从表中的数据可以得到，相同质量的不同燃料，它们完全燃烧所释放的热量是____的；对于同一种燃料，质量越大，完全燃烧所释放的热量越。（2）从表中的数据还可以看出，对于同一种燃料，和的比值是不变的，这个不变的比值，反映了燃料本身的一种性质，物理学中把它称之为，它是用来描述燃料完全燃烧时，释放热量能力大小的物理量。（3）完全燃烧0.01m3的天然气放出的热量是J；如果这些热量完全用于加热水，可使kg的水温度升高10℃；实际加热这些水所燃烧的天然气比上述要多许多，原因是用燃气灶烧水时，除了水吸收的热量外，一部分传给了盛水的容器，另外一部分传给了（答一个即可）。[q天然气=4.2×l07J/m3，c水=4.2×l03J/（kg•℃）]（4）在烧水过程中，人们关心的是燃烧天然气所放出的热量中有多少被水吸收，为了衡量水吸收的热量在完全燃烧天然气放出的热量中所占比例，物理中引入9\n来描述，我们总是希望它的值越越好。22.某学习小组同学想研究酒精灯烧水时的热效率．他们用酒精灯给100g的水加热，经过一段时间测得水温升高了60℃、消耗了4.2g酒精．已知：水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），酒精的热值为3×107J/kg．求：（1）此过程中水吸收的热量；（2）4.2g酒精完全燃烧放出的热量；（3）酒精灯烧水时的热效率．9\n参考答案1.C2.8.28×1010无规则3.1.2×107J/kg1.2×107J/kg解析：干木柴的热值为。热值是燃料本身的一种特性，热值大小取决于燃料的种类，同种燃料的热值是不变的，与燃料的质量、燃烧情况等无关。4.B5.B解析：Q放=W/η=3.44×107J/40%=8.6×107J，m=Q放/q=8.6×107J/4.3×107J=2kg。6.解：（1）水吸收的热量为Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg•℃）×2kg×（100℃﹣20℃）=6.72×105J；（2）天然气完全燃烧放出的热量为。答：（1）水吸收的热量为6.72×105J；燃气灶烧水时的效率是40%．7.A8.1.848×10755化学9.B解析：尾气的温度高，说明热损失多，尾气颜色黑和柴油味浓，说明燃烧不充分，这些情况都导致热机的效率低下。10.B解析：机械效率都是有用功（或能）跟总功（或能）的比值。由图可知：做有用功的能量为E4；燃料完全燃烧放出的能量为总的能量E1。11．6.72×1055.6×10-212.做功减小摩擦力3.68×10813.（1）没有考虑热量的散失（2）一样大解析：（1）水吸收的热量Q吸=cM（t2﹣t1），酒精灯放出的热量Q放=Q吸=cM（t2﹣t1），燃烧酒精的质量为m=m1﹣m2，所以酒精的热值为；测量值比课本中的“标准值”小很多，是因为没有考虑在加热过程中热量的散失；（2）热值是燃料的一种特性，和燃料是否充分燃烧无关，所以同样的汽油（如97#）的热值是一样大的。9\n14.1.68×1060.14解析：在1标准大气压下，水沸腾时的温度是100℃，水吸收的热量为Q吸=c水m（t2－t1）=4.2×103J/（kg·℃）×50kg×（100℃－20℃）=1.68×106J；因为Q吸=Q放×30%，所以。因为Q放=Vq，所以。15.6.3×1041.05×107酒精未完全燃烧16.（1）①加热后的水温/℃②10g碎纸片（2）不可靠酒精完全燃烧放出的热量不能全部被水吸收解析：（1）为了算出水吸收的热量，①应为加热后的水温/℃;为比较酒精和碎纸片这两种燃料的热值，②应为10g碎纸片.（2）由于热量损失，烧杯及温度计也要吸收热量，所以酒精完全燃烧放出的热量不能全部被水吸收，故算出的酒精的热值不可靠。17.解：（1）1m3天然气燃烧，通过发动机所做的有用功为W有用1=η1Vq1=45%×1m3×2.3×107J/m3=1.035×107J；根据题意知，W有用2=W有用1，即1.035×107J=η2mq2=30%×m×4.6×107J/m3，解得m=0.75kg；（2）燃烧1m3天然气可节约的资金0.75×9元﹣4.5元=2.25元，天然气汽车每天节约的运行成本是2.25×100=225元．答：（1）天然气车燃烧1m3天然气所做的有用功是1.035×107J；做同样多的有用功，汽油汽车需要燃烧0.75kg汽油；（2）若某公交汽车每天消耗100m3的天然气，与用汽油相比，它每天节约的运行成本是225元。18.（1）①②④（至少答出其中两个）（2）陈超（3）A（4）节约能源，降低污染（合理即可）解析：（1）①消耗相同体积的汽油，比谁行驶的路程长；②行驶相同的路程，比谁消耗的汽油体积少；④用“”的比值大小作比较，这个方法同方法①，只是比较的标准取的是“单位体积”。以上三个方法都可以作为比赛的评价标准。而③行驶相同的路程，比谁用的时间短，只能比较出行驶的速度，不能比较出谁节油。（2）根据方法①，第一组中：在都消耗1L油的情况下，陈超行驶的路程最远，所以陈超的车最节油。（3）比较第一组和第二组，可以看出：在同样消耗1L汽油时，A型车行驶的路程较长，所以A型车较节油。（4）鼓励小排量、限制大排量汽车的目的是，节能、环保。9\n19.B20.4701.57×10-3解析：物质的比热容为c===470J/（kg•℃）；需要的干木材质量为m木柴=≈1.57×10-3kg．21.（1）不同多（2）热量质量热值（3）4.2×l0510空气（或燃气灶）（4）效率大22.解：（1）水吸收的热量为Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg•℃）×0.1kg×60℃=2.52×104J；（2）酒精完全燃烧产生的热量为Q放=mq=4.2×10-3kg×3×107J/kg=1.26×105J；（3）酒精灯烧水时的热效率为。答：（1）水吸收的热量是2.52×104J；（2）4.2g酒精完全燃烧放出的热量是1.26×105J；（3）酒精灯烧水时的热效率是20%．9
