第2節熱機的效率知能演練提升能力提升1.一杯酒精用掉一半,剩下的酒精的質量、密度、比熱容和熱值的情況是()A.質量、密度、比熱容和熱值不變B.質量和密度變為原來的一半,比熱容和熱值不變C.質量和熱值變為原來的一半,密度和比熱容不變D.質量變為原來的一半,密度、比熱容和熱值不變2.(2017甘肅白銀中考)2016年8月,我國發射了全球首顆量子衛星,為了紀念墨子,這個全球首顆量子衛星被命名為“墨子號”。發射衛星的火箭常使用液態氫作為燃料,主要是因為液態氫具有()A.較小的密度B.較大的比熱容C.較低的沸點D.較高的熱值3.下圖為內燃機的能流圖,則內燃機的效率可表示為()A.=E1+E2+E3+E4E100%B.=E2E100%C.=E1+E3+E4E100%D.=E1E100%4.(2017湖南益陽中考)為了節約能源,需要提高熱機的效率,下列措施不能提高熱機效率的是()A.讓燃料與空氣混合充分,使燃料燃燒得比較完全B.在設計與制造熱機時要不斷改進與創新,以減少能量的損失C.盡量減少熱機內部各部件間的摩擦D.盡量增加熱機的工作時間5.利用如圖所示的裝置,運用控制變量法,通過觀察現象即可比較酒精和碎紙熱值的大小,為完成實驗,要求()A.酒精和碎紙的質量相同,兩只燒杯內水的質量相同B.酒精和碎紙的質量不同,兩只燒杯內水的質量不同C.酒精和碎紙的質量相同,兩只燒杯內水的質量不同D.酒精和碎紙的質量不同,兩只燒杯內水的質量相同6.用煤氣灶把2 kg,初溫為30 的水燒到 80 ,消耗了20 g煤氣,已知水的比熱容是4.2103 J/(kg),煤氣的熱值為4.2107 J/kg,則水吸收的熱量為J,煤氣完全燃燒放出的熱量為J,煤氣灶燒水的效率為%。7.“可燃冰”作為新型能源,有著巨大的開發使用潛力,同等條件下,“可燃冰”完全燃燒放出的熱量達到煤氣的數十倍,說明“可燃冰”的很大。以10倍的關系粗略計算,1 kg“可燃冰”完全燃燒放出的熱量為 J,可以使 kg的水從20 加熱至60 。c水=4.2103 J/(kg),q煤氣=4.2107 J/kg8.太陽能是一種清潔能源。某太陽能熱水器每天能使500 kg的水溫度升高30 ,那么這些水吸收的熱量為 J,這些熱量相當于完全燃燒 m3的天然氣放出的熱量。天然氣的熱值取4.2107 J/m3,水的比熱容c=4.2103 J/(kg )9.木柴、焦炭、木炭等都是常用的燃料,取不同質量的這三種物質分別進行完全燃燒,得到了下表的數據:燃料的質量/g100200燃料完全燃燒放出的熱量Q木柴/J1.31062.6106Q焦炭/J3.01066.0106Q木炭/J3.41066.8106燃料的質量/g300400燃料完全燃燒放出的熱量Q木柴/J3.91065.2106Q焦炭/J9.010612.0106Q木炭/J10.210613.6106(1)從表中的數據可以得到,相同質量的不同燃料,它們完全燃燒所釋放的熱量是的;對于同一種燃料,質量越大,完全燃燒所釋放的熱量越。(2)從表中的數據還可以看出,對于同一種燃料,和的比值是不變的,這個不變的比值,反映了燃料本身的一種性質,物理學中把它稱之為,它是用來描述燃料完全燃燒時,釋放熱量能力大小的物理量。(3)完全燃燒0.01 m3的天然氣放出的熱量是J;如果這些熱量完全用于加熱水,可使kg的水溫度升高10 ;實際加熱這些水所燃燒的天然氣比上述要多許多,原因是用燃氣灶燒水時,除了水吸收的熱量外,一部分傳給了盛水容器,另外一部分傳給了(答一個即可)。q天然氣=4.2107 J/m3,c水=4.2103 J/(kg)探究創新10.某物理小組的同學在社會實踐活動中,通過實際調查和網上查詢,繪制了一輛某種型號普通轎車在額定功率下行駛時單位時間內的能量流向圖,請你參與討論有關問題。(1)根據圖中的能量流向,說出該轎車行駛時有哪幾方面的能量損耗。(2)若將機器轉化為有用功的能量與輸入發動機的能量的比值定義為“能量轉化效率”。由圖中提供的數據可得,該轎車的能量轉化效率為。(保留一位小數)(3)對減少汽車行駛中的能量損耗,據你所知,給出一條建議。(不作解釋)知能演練提升1.D一杯酒精用掉一半,剩下的酒精的質量變為原來的一半,密度、比熱容和熱值是物質的屬性,不隨物體質量的改變而改變,故它們大小不變。2.D火箭采用液態氫作為燃料,原因是液態氫具有較高的熱值,完全燃燒相同質量的氫時,可以釋放出更多的熱量,故D正確。3.B內燃機的效率是指有效利用的能量與燃料完全燃燒產生的熱量的比值,從能量流向圖可得出其效率的表達式為選項B。4.D熱機效率是指熱機有效利用的能量與燃料完全燃燒放出的能量之比。使燃料充分燃燒、減少廢氣帶走的熱量、減少熱機部件間的摩擦都可以提高熱機的效率。故A、B、C不符合題意。增加熱機的工作時間,并不能減少熱量的損失,不能提高熱機的效率,故D符合題意。5.A實驗采用控制變量法,應用天平分別測出等質量的酒精和碎紙屑,將其放入裝置中的燃燒皿內;因燃料的熱值不能直接測量,但燃料燃燒放出的熱量可以被水吸收,從而使相同質量的水溫發生變化,所以可以通過溫度計示數的變化(水升高的溫度)來比較燃料熱值的大小關系,故選A。6.解析 水吸收的熱量為Q吸=c水m(t-t0)=4.2103 J/(kg)2 kg(80 -30 )=4.2105 J,煤氣完全燃燒放出的熱量為Q放=mq=0.02 kg4.2107 J/kg=8.4105 J,煤氣灶燒水的效率為=Q吸Q放100%=4.2105 J8.4105J100%=50%。答案 4.21058.4105507.解析 1 kg燃料完全燃燒時放出的熱量叫作這種燃料的熱值,所以同等條件下,“可燃冰”完全燃燒放出的熱量達到煤氣的數十倍。若以10倍關系計算,則有q可燃冰=10q煤氣=104.2107 J/kg=4.2108 J/kg,所以1 kg“可燃冰”完全燃燒放出的熱量為 4.2108 J,可加熱水的質量m=Qc水(t-t0)=4.2108 J4.2103 J/(kg)(60 -20 )=2.5103 kg。答案 熱值4.21082.51038.解析 根據吸熱公式得Q吸=cmt=4.2103 J/(kg)500 kg30 =6.3107 J,根據氣體燃料燃燒放熱公式Q放=Vq,得V=Q放q=6.3107 J4.2107 J/m3=1.5 m3。答案 6.31071.59.解析 (1)由表格中數據可知,完全燃燒質量相同的木柴、焦炭、木炭放出的熱量不同;對于同一種燃料,質量越大,完全燃燒所釋放的熱量越多。 (2)對于同一種燃料,完全燃燒放出的熱量與燃料的質量成正比,即放出熱量與質量的比值不變;物理學中用熱值表示燃料的這一特性。(3)完全燃燒0.01 m3的天然氣放出的熱量Q放=Vq=0.01 m34.2107 J/m3=4.2105 J;由于Q吸=Q放,由Q=cmt得,水的質量m=Qct=4.2105 J4.2103 J/(kg)10=10 kg;天然氣完全燃燒放出的熱量一部分被水吸收,還會被容器、空氣吸收。答案 (1)不同多(2)放出熱量質量熱值(3)4.210510 空氣10.解析 (1)從題圖中很容易看到,能量損耗有摩擦、散熱、廢氣和燃料損耗。(2)根據題中給出的能量轉化效率的定義可知=W有Q輸入。(3)答案不唯一,只要合理即可。答案 (1)摩擦損耗、散熱損耗、廢氣損耗、燃料損耗。(2)12.7%(3)給機器加潤滑油,減少有害摩擦;改進油箱的密閉性,減少蒸發損耗;提高汽油質量;對排放的尾氣進行收集、再利用等